70 5. Usuwanie związków fosforu ze ścieków
Możliwość usuwania związków fosforu ze ścieków w procesie osadu czynnego jest ograniczona wielkością przyrostu osadu (ilością osadu nadmiernego) oraz zawartością fosforu w odprowadzanym osadzie. W ściekach komunalnych fosfor jest zawarty głównie w postaci fosforanów(V) i fosforu organicznego. Podczas oczyszczania ścieków część dostępnego fosforu jest asymilowana przez przyrastającą biomasę. Zasymilowany ładunek fosforu jest usuwany wraz z osadem nadmiernym do części osadowej oczyszczalni. Udział fosforu w organicznej frakcji osadu czynnego wynosi/PBM = 0,023. Znając wartość tego współczynnika oraz zakładając usuwanie fosforu wyłącznie na drodze przyrostu biomasy (cLx), można obliczyć stężenie fosforu w ściekach oczyszczonych (5Pe) według następującego równania:
(5.1)
gdzie: SPo - stężenie fosforu w ściekach surowych, Q - ilość oczyszczanych ścieków.
Pozostała część fosforu musi być usunięta, stosownie do wymagań stawiąnych ściekom oczyszczonym, metodami biologicznymi bądź chemicznymi. Usuwanie fosforu przez zwiększenie przyrostu osadu jest rozwiązaniem, które można zastosować w praktyce w ograniczonym zakresie. Taki sposób jest możliwy głównie w prostych, wysokoobciążonych systemach osadu czynnego, których funkcjonowanie nie jest ograniczone parametrami właściwymi dla procesów nitryfikacji i denitryfikacji. W latach siedemdziesiątych XX w. odkryto, że udział fosforu w osadzie czynnym, wynoszący przy konwencjonalnych metodach przeciętnie 1-2% suchej masy, można wielokrotnie zwiększyć do kilku bądź kilkunastu procent suchej masy, wykorzystując właściwości specyficznych mikroorganizmów i modyfikując odpowiednio proces osadu czynnego. Modyfikacje polegają, w najprostszym przypadku, na utrzymaniu naprzemiennych warunków beztlenowych i tlenowych w trakcie trwania procesu, dzięki czemu w biocenozie osadu czynnego zwiększa się udział pewnych gatunków bakterii (np. Acinetobacter, Pseudomonas), które mają zdolność do gromadzenia nadmiernych ilości fosforu w komórkach w formie polifosforanów.
0
0
0
o
1 (fl+2)
— 0 — P — 0 — P — 0 — P — 0 — P — o —
o
o
o
o
(Me'+H)n
Rys. 5.2. Struktura cząsteczki polifosforanu