4005

ściana komórkowa

błona cytopiazmatyczna-

paryfoplazma błona wewnąlrzcytopłazmałyczna — rybopla/ma

błona anamoksosomu

anamoksosom--

- nukleoid-

Ryc. 4.8. Centralne miejsce anammoksozomu we wnętrzu komórki Candidatus „Brocadia anammoxidans (schemat i zdjęcie skrawka bakterii z mikroskopu elektronowego (z: Laura A. van Niftrik, Fuerst J.A.. Damste J.S.S . Kuenen J.G, Jetlen    Strous M. 2004: The anammoxosome: an intracytoplasmic compartment in anammox bactena. FEMS

Microbiol. Letters 233: 7-13; dzięki uprzejmości i za zgodą Blackwell Publishing) tych wynika, że możliwe jest usunięcie azotu w ilości 8,9 g N/l-doba"¹. Szybkość usuwania azotu została zwiększona ponad dwudziestokrotnie w porównaniu z wynikami uzyskiwanymi uprzednio.

W tabeli 4.3 podano wartości kinetyczne dwóch grup mikroorganizmów zdolnych do utleniania amonu: bakterii nitryfikacyjnych oraz prowadzących reakcję anam-mox w hodowlach stacjonarnych w sekwencyjnym systemie bioreaktorów (SRB) (tab. 4.3).

Szybkość wzrostu bakterii utleniających amon w warunkach beztlenowych w hodowlach namnażających się jest ekstremalnie mała, czas podwojenia komórek trwa od dziesięciu do trzydziestu dni. a proces jest prowadzony w systemie reaktorów z bardzo efektywnym zatrzymywaniem biomasy.

Liczne są zalety mikroorganizmów prowadzących reakcje anammox. Częściowo znitryfikowany amon do azotynów jest akceptorem elektronów, których donorem jest amon. Mikroorganizmy prowadzące reakcje anammox nie wymagają wzbogacenia w związek organiczny, który jest konieczny dla bakterii denitryfikacyjnych. Reakcje anammox dostarczają niewiele energii, w związku z tym przyrosty biomasy są niewielkie. Jest to problem bardzo istotny dla każdej biologicznej oczyszczalni ścieków.

Tabela 4.3. Parametry kinetyczne utleniania amonu w warunkach tlenowych i beztlenowych

Parametr		Nitryfikacja	Anammox
Energia swobodna	(KJ/mol)	-275	357
Plon biomasy	(Mol/mol C)	0,08	0,07
Szybkość utleniania amonu	(nmole/min/mg białka)	200-600	60
Szybkość wzrostu bakiem	(p/godz.)	0.04	0,003
Czas podwojenia komórek	(dni)	0.73	106
KsNtir	(pM)	5 2600	5
Ks NOz	(pM)	-	<5
Ks Oz	(pM)	10-50

Ryc. 4.9. Fotografie osadu granulowanego Anammox (A) oraz wnętrze granuli (B) widziane pod dużym powiększeniem (/• Jianglong W. Jing K. 2005: The characterization of anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) by granular sludge from an EGSB reactor. Process Biochemistry 40(5): 1973-1978; dzięki uprzejmości i za zgodą Elsevier)

4.3.3. SHARON-ANAMMOX. W praktyce połączenie tych reakcji jest nową technologią usuwania azotu ze ścieków (ryc. 4.10). Amon znajdujący się w ściekach jest częściowo (—50%) utleniany w warunkach tlenowych przez nitrozobakterie do azotynów zgodnie z reakcją:

NH4⁺ + HCOj + 0,75 O; -> 0,5 NH₄⁺ + 0,5 NO; + CO; + 1,5 H;0

Odpływ z bioreaktora SHARON zawierający amon i azotyny (50% 4- 50%) jest kierowany do bioreaktora anammox, gdzie mieszanina amonu i azotynów jest konwertowana do azotu cząsteczkowego. Metoda ta jest rekomendowana do ścieków zawierających głównie amon z uprzednio usuniętym ładunkiem organicznym. Reakcje SHARON i anammox prowadzi się w dwóch oddzielnych reaktorach. Proces ten wymaga znacznie mniejszej ilości tlenu niż klasyczne utlenianie amonu do azotanów metodą nitryfikacji (1,9 g 0;/g N zamiast 4,6 g OJg N). produkcja biomasy jest bardzo mała w porównaniu z biomasą produkowaną w procesie nitryfikacji (odpowiednio 0,08 g zamiast 1 g/g N).

Złożony proces SHARON-anammox stosowany jest na ogół jako drugi stopień oczyszczania ścieków mało obciążonych ładunkiem organicznym lub jako pierwszy sto-

0.95 N₂

		|—*- co2
NH/			0.5 NHj^1		0.05 NO,'
	oo o O ° ^9	o o m c> O o -•0o°	0.5 NO/

SHARON    ANAMMOX

Ryc. 4.10. Schematyczna kombinacja procesów SHARON-anammox (/ Khin 1 , Annachhatre Ajit P. 2004: Novel micro-bial nitrogen removal processes. Biotechnology Advances 22(7) 519-532; dzięki uprzejmości i za zgodą Elsevier)

69