185
10.2. Zintegrowane systemy biologiczne
utleniają azot amonowy do azotanów(III), jednocześnie zużywając tlen i tym samym tworząc korzystne warunki dla bakterii Anammox. Schemat reakcji w procesie może być przedstawiony następująco:
Częściowa nitryfikacja:
NH| +0,75 02 + HCOJ -> 0,5 NH^ + 0,5 N02 +C02 +1,5 H20 (10.3)
Proces Anammox:
NH4 +1,32N02 + H+ 1,02 N2 + 0,26NO; +2H20 (10.4)
Sumarycznie te dwie reakcje można zapisać następującym równaniem:
NH4 +0,85 02 -*0,44N2 +0,11 NO; +1,43 H2O + 0,14H+ (10.5)
Kooperacja tlenowych i beztlenowych bakterii utleniających azot amonowy może być osiągnięta w warunkach niskiego stężenia tlenu rozpuszczonego. Przyjmuje się, że dla stabilnego przebiegu procesu, stężenie tlenu rozpuszczonego nie powinno przekraczać 0,5% stanu nasycenia. Takie połączenie procesu częściowej nitryfikacji i Anammox w jednym reaktorze (nie wymaga dodatkowego źródła węgla i pozwala na redukcję napowietrzania), może stanowić ciekawą alternatywę dla procesu dwustopniowego, np. Sharon/ Anammox. Oba procesy nitryfikacji i Anammox mogą także zachodzić w pojedynczym reaktorze w układach z mikroorganizmami immobilizowanymi na nośniku np. złoża tarczowe, czy też złoże fluidalne z wykorzystaniem pierścieni polietylenowych jako podłoża dla wzrostu mikroorganizmów. Schemat przemian procesów nitryfikacji i Anammox przedstawiono na rysunku 10.22.
W zewnętrznej warstwie biofilmu tlenowe bakterie utleniają jony amonowe do azota-nów(III), zużywając jednocześnie tlen. W wewnętrznej warstwie biofilmu, do której nie dociera tlen rozpuszczony, autotroficzne bakterie beztlenowe utleniają dyfundujący do tej warstwy azot amonowy, z wykorzystaniem azotu azotanowego(V) (wytworzonego w zewnętrznej warstwie biofilmu) jako akceptora elektronów (proces Anammox).
nh4+ I 1 1 1 |
z1----- CVJ 0---- |
j ścieki 1 | |
1 i| 1 1 1 1 |
1 1 nh4+ - no; ✓ / s / |
częściowa nitryfikacja |
1----------- ; strefa i tlenowa i |
ł nh4+ |
y + N0Ż -N2+2H20 |
Anammox |
: strefa • beztlenowa |
! nośnik i |
Rys. 10.22. Uproszczony schemat procesów częściowej nitryfikacji i Anammox wewnątrz biofilmu