CCI20130725181

182

10. Zintegrowane systemy usuwania zanieczyszczeń organicznych...

też zwrócić uwagę na fakt, że z powodu wysokiego ładunku wejściowego do reaktora i dużego tempa przemian wewnątrz reaktora, ilość wytwarzanego ciepła może być wystarczająca do zapewnienia autotermiczności procesu. W trakcie pierwszej fazy nitryfikacji, jak również w wyniku syntezy biomasy, następuje zużycie zasadowości. W przybliżeniu w 50% spadek zasadowości i idące za tym obniżenie odczynu jest neutralizowane przez obecne w wodach odciekowych wodorowęglany (w wodach osadowych stosunek HCO, : NH4 wynosi zwykle 1,1 : 1). Z tego powodu w celu stabilizacji pH, konieczne jest dodawanie związków alkalicznych lub można też prowadzić proces denitryfikacji, w wyniku którego następuje produkcja wodorowęglanów, a pojemność kwasowa środowiska się zwiększa. Denitryfikacja może zachodzić dzięki okresowym przerwom w napowietrzaniu (stosowanie przemiennego włączania i wyłączania napowietrzania). W razie prowadzenia denitryfikacji, z uwagi na niską zawartość związków organicznych w wodach odciekowych, niezbędne jest dodawanie zewnętrznego źródła węgla (najczęściej metanolu). Proces denitryfikacji (bez uwzględnienia przyrostu biomasy) z wykorzystaniem metanolu jako źródła węgla można opisać poniższym równaniem.

6N0₂ +3 CH₃OH ^ 3N₂ + 6 HCOJ +3 H₂0 + energia    (10.2)

Zastosowanie procesu Sharon do usuwania azotu pozwala na zaoszczędzenie 25% energii niezbędnej do utleniania azotu amonowego. Dodatkowo, ze względu na fakt, że proces denitryfikacji prowadzony jest od azotanów(III), zapotrzebowanie na źródło węgla jest zmniejszone o około 40%, co powoduje, że proces Sharon jest ekonomicznie bardziej opłacalny od klasycznej nitryfikacji/denitryfikacji.

Proces Anammox

Azot ze ścieków może być usuwany w procesie Anammox. Jednakże proces ten wymaga występowania w oczyszczanych ściekach związków amonowych i azotanów(III) w stosunku 1:1,3. W związku z tym azot amonowy musi być wcześniej częściowo utleniony do azotu azotanowego(III) (utlenieniu powinno ulec ok. 55-60% azotu amonowego). W tym celu wykorzystuje się skróconą tlenową nitryfikację, aby przekształcić część jonów amonowych w azotany(III). Może to być zrealizowane w dwóch osobnych reaktorach w serii lub w jednym reaktorze, w którym proces częściowej nitryfikacji i Anammox przebiegają symultanicznie. Dodatkowo, azotany(III) mogą też być wytworzone z redukcji azotanów^).

Na rysunku 10.20 przedstawiono możliwe połączenia procesu Anammox z różnymi sposobami produkcji azotanów(III) i konfiguracji reaktorów. Połączenie procesów częściowej nitryfikacji i Anammox do biologicznego usuwania azotu ze ścieków pozwala na znaczne obniżenie kosztów w stosunku do tradycyjnie stosowanego połączenie nitryfikacji i denitryfikacji. Szacunkowo można obniżyć koszty oczyszczania takich ścieków o ok. 60% z powodu obniżenia kosztów napowietrzania (trzeba utlenić tylko ok. 55-60% azotu amonowego do azotanów(III), zamiast całkowitego utleniania do azotanów(V)). Dodatkowo brak jest konieczności dozowania zewnętrznego źródła węgla ze względu na autotro-ficzny charakter procesu, a co za tym idzie niski przyrost biomasy (0,08 zamiast prawie