CCI20130725060

4. Przemiany związków azotu

NO; + 0,33 CH₃OH N07 + 0,67 H₂0 + 0,33 C0₂ + energia (4.20)

NO; 4 0,5 CH3OH-* 0,5 N₂ + 0,5H₂O + 0,5CO, + OH^- + energia (4.21)

Sumarycznie reakcje (4.20) oraz (4.21) można zapisać w następujący sposób:

NO; 4- 0,83 CH3OH -* 0,5 N₂ + 1,17 H₂0 4 0,83 C0₂ + OH“ + energia (4.22)

Przy uwzględnieniu przyrostu biomasy przebieg denitryfikacji z wykorzystaniem metanolu można przedstawić w następujący sposób:

NO; 4-1,08 CH₃OH4H⁺ 0,065 C₅H₇N0₂ + 0,478N₂ 4 0,76 C0₂ 4- 2,44 H₂0(4.23)

Powstające jony OH“ reagują z tlenkiem węgla(IV), powodując wzrost zasadowości środowiska. W praktyce wzrost ten wynosi około 3,0 gCaC0₃/gN-NO; redukowanego. Jest to bardzo ważne ze względu na ubytek zasadowości powodowany nitryfikacją. W systemach oczyszczania ścieków z usuwaniem azotu denitryfikacja pozwala na odbudowanie zużytej zasadowości w trakcie nitryfikacji i dzięki temu nie jest wymagana korekta chemiczna.

Do prawidłowego przebiegu denitryfikacji, oprócz obecności azotanów(V) i stężenia tlenu rozpuszczonego poniżej 0,5 g0₂/m³ oraz odpowiedniej flory bakteryjnej, wymagana jest obecność związków organicznych jako źródła energii i węgla. Bakterie denitryfikacyjne utleniają związki organiczne, wykorzystując je jako donory elektronów w łańcuchu oddechowym. Niezbędne dla procesu denitryfikacji związki organiczne mogą być pochodzenia zewnętrznego lub wewnętrznego. Wewnętrznym źródłem węgla organicznego nazywamy związki organiczne zawarte w surowych ściekach lub pochodzące z rozkładanej biomasy osadu czynnego. Zewnętrznym źródłem węgla organicznego są dodawane do oczyszczanych ścieków związki organiczne, którymi mogą być: metanol, kwasy organiczne, melasa, skrobia, aceton, alanina, kazeina, cytryniany, etanol, glukoza, glikol, octany oraz wiele innych związków. Najczęściej wykorzystuje się te związki, które w danej sytuacji są najtańsze oraz te, które nie zawierają w swym składzie azotu, lub zawierają go w niewielkich ilościach. Istotne jest, aby nie wprowadzać z zewnętrznym źródłem węgla dodatkowych ilości azotu, które uwolnią się do środowiska na skutek utlenienia związków organicznych w trakcie denitryfikacji.

Szybkość denitryfikacji jest zależna miedzy innymi od zastosowanego źródła węgla organicznego. Największą szybkość uzyskuje się, gdy zewnętrznym źródłem węgla jest łatwo przyswajalny związek organiczny, np. metanol (rys. 4.8). Jeżeli źródłem węgla organicznego są surowe ścieki lub przyrastająca biomasa, rozkładana w procesach endogennych, uzyskuje się odpowiednio gorsze rezultaty. Korzyścią w tym przypadku są jednak niższe koszty eksploatacyjne oczyszczania ścieków. Oprócz rodzaju źródła węgla organicznego dla przebiegu denitryfikacji istotna jest również zależność ilościowa między dostępnym węglem organicznym a azotanami(V). Przyjmuje się, że dla zredukowania 1 gN-NO; do wolnego azotu niezbędna jest substancja organiczna w ilości około 4-5 gChZT. W przypadku konkretnych związków organicznych zależność tę podaje się jako relację między ilością danego związku a redukowanym azotem azotanowym(V), np. dla metanolu relacja ta wynosi 2,5 g metanolu/g N-NO;, przy uwzględnieniu przyrostu biomasy.