Опыт запуска и эксплуатации биореакторов деаммонификации с подвижным слоем загрузки и испытание новой технологической схемы деаммонификации

Аннотация

Исследован одноступенчатый процесс деаммонификации с использованием биопленки на подвижных носителях в реакторе полного перемешивания (ANITA™Mox). Частичная нитритация и автотрофное удаление азота происходят одновременно в пределах биопленки, где благодаря ограничению массопереноса кислорода возникают аэробные и аноксидные зоны. Аммонийокисляющие бактерии (AOB) окисляют NH₄ до NO₂ в аэробной зоне биопленки (внешняя часть), в то время как анаммокс-бактерии (AnAOB), расположенные в аноксидной зоне биопленки (внутренний слой), потребляют NO₂, произведенный аммонийокисляющими бактериями, вместе с остаточным NH₄. Процесс осуществлен в полномасштабной конфигурации биореактора с подвижным слоем загрузки (MBBR) для обработки сливной воды (возвратных потоков) от обезвоживания сброженного осадка. Запуск установок ускорили путем инокуляции – переноса 3–15% носителей из работающего реактора с установившейся AOB/AnAOB биопленкой, которые были смешаны со «свежими» носителями. В полномасштабном процессе скорость удаления азота составляла до 1,2 кг/(м³·сут). Достижимая скорость определяется переносом субстрата в биопленке и зависит от плотности и толщины биопленки, температуры, концентрации субстрата. Один из возможных способов повысить эффективность удаления азота состоит в увеличении скорости переноса субстрата. Использование интегрированного биореактора с фиксированной биопленкой (IFAS) позволяет пространственно разделить нитритацию и анаммокс-реакции в отличие от смежных процессов (в той же самой биопленке), обеспечивая аммонийокисляющим бактериям возможность расти во взвешенной фазе для более эффективного использования растворенного кислорода и способствуя адаптации биопленки в основном к анаммокс-реакции, обеспечивая более высокие скорости. В этом режиме могут использоваться более низкие концентрации растворенного кислорода в реакторе. Данные, полученные на полномасштабном биореакторе с подвижным слоем загрузки ANITA™Mox (MBBR) при обработке сливной воды от обезвоживания осадка, совместно с предварительными результатами работы опытного образца биореактора объемом 50 м³ с фиксированной биопленкой ANITA™Mox (IFAS) показали, что скорость удаления азота увеличилась до 3 раз по сравнению с результатами, получаемыми для конфигурации биореактора с подвижным слоем загрузки.

Ключевые слова

удаление азота , анаммокс-процесс , ANITA™Mox , интегрированный биореактор с фиксированной биопленкой (IFAS) , биореактор с подвижным слоем загрузки (MBBR)