2. Нитрификация и денитрификация

Нитрификация — процесс окисления кислородом воздуха аммонийного азота до нитритов и нитратов, осуществляемый нитрифицирующими микроорганизмами. На первой стадии процесса нитрификации аммоний окисляется до нитритов, на второй стадии нитриты окисляются до нитратов.

Для процесса нитрификации оптимальная величина рН составляет 7—9; возможна нитрификация и при рН —6—7.

Денитрификация — процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу. Процесс может быть реализован при наличии в воде определенного количества органического субстрата, окисляемого сапрофитными микроорганизмами до С02 и Н20 за счет кислорода азотсодержащих соединений. При денитрификации обеспечивается очистка сточных вод одновременно от биологически окисляемых органических соединений и от соединений азота (NO2- и NO3-). Наиболее эффективно процесс денитрификации протекает при рН=7—7, 5; при рН ниже 6 или выше 9 процесс затормаживается.

Рис. 32. 1. Трехстадийная I, II, III система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойники; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — подача органического субстрата; 6 — подача воздуха; 7 — аэротенк биологической очистки; 8 — нитрификатор; 9 — денитрификатор

Рис. 32. 2. Одностадийная система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойник; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — аэротенк продленной аэрации; 6 — зона денитрификации; 7 — подача органического субстрата; 8 — подача воздуха

Мы предлагаем создание сайтов в Краснодаре от визиток до интернет-магазинов различной сложности. освежитель воздуха спрей.

Рис. 32. 3. Двухстадийная система очистки воды
1 — подача исходной воды; 2 — отстойники; 3 — отвод очищенной воды; 4 — возвратный ил; 5 — аэротенк-нитрификатор; 6 — денитрификатор; 7 — подача воздуха; 8 — подача органического субстрата

В качестве органического субстрата в процессе денитрификации могут быть использованы любые биологически окисляемые органические соединения (углеводы, спирты, органические кислоты, продукты распада белков и т. д.). Источником углеродного питания при очистке сточных вод методом денитрификации могут быть сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, а также органические производственные стоки, предпочтительно не содержащие азота.

Необходимое соотношение величины БПК в сточных водах к нитратному азоту примерно равно 4:1. Для процессов нитрификации и денитрификации могут быть использованы традиционные сооружения биологической очистки: аэротенки и биофильтры.

Применяют трехстадийную обработку сточных вод, или так называемую систему трех иловых культур. Для каждой стадии процесса — аэрации, нитрификации и денитрификации имеются свой аэротенк, отстойник и система возврата активного ила (рис. 32. 1). При использовании аэротенков с про¬дленной аэрацией обработка сточных вод одностадийная; она проводится до полной нитрификации в одном сооружении. В этом случае выделяется секция денитрификации, в которую подается органический субстрат; перемешивание в ней осуществляется меха¬ническими мешалками без подачи воздуха (рис. 32. 2).

Рис. 32. 4. Схема очистки производственных сточных вод от азота
1 — подача усредненных азотсодержащих сточных вод; 2 — подача реагентов (известкового молока и суперфосфата); 3 — камера смешения; 4 — подача воздуха; 5 — аэротенк с зонами нитрификации (H), денитрификации (Д) и аэрации (А); 6 — подача органосодержащих сточных вод; 7 — усреднитель; 8 — первичные отстойник органосодержащих вод; 9 — рециркуляция с помощью эрлифта (3) очищенной от азота жидкости в зону нитрификации для разбавления; 10 — аэротенки бытовой канализации; 11 — иловая камера; 12 — возвратный ил; 13 — отвод смеси очищенных от азотсточных вод с активным илом; 14 — подача ила из вторичных отстойников бытовой канализаций; 15 — иловая насосная станция; 16 — отвод очищенной воды

При двухстадийной обработке сточных вод устраивают аэротенк продленной аэрации и отдельно расположенный денитрификатор (рис. 32. 3). Возможны отклонения от этой последовательности обработки воды. Так, при содержании в сточной воде преимущественно нитратов целесообразно вначале предусмотреть зону денитрификации, в которой органический субстрат будет окисляться за счет нитратов с выделением свободного азота, и зону аэрации для окончательного окисления органических веществ. Если в сточной воде содержатся нитратный и аммонийный азот при незначительном количестве органических веществ, вначале предусматривают зону нитрификации, затем зоны денитрификации и аэрации (рис. 32. 4).

Для очистки сточных вод от соединений азота можно применять биологические пруды. Наиболее эффективно биологические пруды используются в южных районах, так как концентрация азота снижается в них в результате нитрификации и денитрификации в основном в летнее время. При исходной концентрации аммонийного азота 15— 20 мг/л р биологических прудах и летнее время его можно снизить на 40—60%, а в мелководных прудах с высшей водной растительностью — 70—90%.