CCI20130725180

181

10.2. Zintegrowane systemy biologiczne

znacznie utrudnione ze względu na ich niekorzystny skład (hamowanie nitryfikacji wolnym amoniakiem oraz nieodpowiedni stosunek węgła organicznego do azotu), co w znacznym stopniu ogranicza biologiczną denitryfikację bez zewnętrznego źródła węgla organicznego. Ponadto, koszty oczyszczania takich s'cieków są stosunkowo wysokie. Usuwanie azotu ze ścieków miejskich jest głównie prowadzone w procesach nitryfikacji i denitryfi-kacji. Dodatkowym źródłem azotu w takich oczyszczalniach, poza dopływającymi ściekami komunalnymi, są też doprowadzane do głównego ciągu technologicznego odcieki, powstające po odwodnieniu osadów ściekowych, które wcześniej poddane były procesowi fermentacji. Odcieki takie charakteryzują się wysoką zawartością azotu amonowego (0,5-1,5 kg N-NH₄/m³) oraz podwyższoną temperaturą (15-35 °C). Zasadowość takich ścieków jest dwukrotnie za mała dla prawidłowego przebiegu nitryfikacji i stąd konieczność jej uzupełnienia. Ścieki te dodatkowo charakteryzują się bardzo niekorzystnym stosunkiem węgla organicznego do azotu. Ładunek azotu wprowadzany z tymi odciekami do głównego ciągu technologicznego oczyszczalni może stanowić nawet 10-30% całego ładunku azotu wchodzącego do oczyszczalni. Obecnie panuje tendencja do osobnego oczyszczania takich wód, co w znacznym stopniu pomaga poprawić jakość odpływu z oczyszczalni, a dodatkowo pozwala na stabilizację jej pracy. Poniżej opisano szereg procesów wykorzystywanych do oczyszczania takich ścieków, a które obecnie przechodzą bardzo intensywne badania zarówno w skali laboratoryjnej, jak i w skali ułamkowo--technicznej i technicznej.

Proces Sharon

Podstawą procesu Sharon (Single reactor system for High actwity Ammonia Removal Oyer Nitrite) jest limitowanie drugiej fazy nitryfikacji. Proces ten został oryginalnie zaprojektowany do usuwania azotu z wód osadowych, powstających po odwodnieniu osadu z fermentacji metanowej, które charakteryzują się wysoką zawartością związków amonowych, niską zawartością związków organicznych i podwyższoną temperaturą. Jest to w zasadzie jedynie modyfikacja klasycznego procesu nitryfikacji/denitryfikacji. W procesie tym ma miejsce zarówno autotroficzna nitryfikacja, jak i heterotroficzna denitryfika-cja. Dzięki zastosowaniu przerywanego napowietrzania, oba procesy przebiegają w jednym reaktorze. Początkowo, w warunkach tlenowych, jony amonowe są przekształcane do azotanów(III) przez bakterie z rodzaju Nitrosomonas, co opisuje poniższe równanie:

NH₄ +1,5 0₂ + 2HCOJ -* N0₂ +2H₂C0₃ +H₂0 + energia (10.1)

Drugi stopień nitryfikacji jest hamowany przez stosowanie krótkiego hydraulicznego czasu zatrzymania i wysoką temperaturę, co powoduje wymywanie z reaktora bakterii utleniających azotany(III) i zatrzymaniu utleniaczy azotu amonowego. W temperaturze powyżej 20 °C, szybkość wzrostu bakterii utleniających azot amonowy jest większa niż bakterii utleniających azotany(HI). Z tego powodu w reaktorze utrzymuje się temperaturę 30-^10 °C. Zastosowanie reaktora przepływowego bez zatrzymywania biomasy, w którym wiek osadu jest równy hydraulicznemu czasowi zatrzymania, w połączeniu z wysoką temperaturą pozwoliło na wyeliminowanie bakterii nitryfikacyjnych drugiego stopnia. Należy