Aplikace nitritace a Anammox na anaerobně předčištěnou splaškovou odpadní vodu

摘要

Biologické odstraňování dusíku procesy nitritace a Anammox aplikované na anaerobně předčištěnou splaškovou odpadní vodu má potenciál uspořit na ČOV 50 % energie pro aeraci na odstraňování dusíku a snížit produkci přebytečného kalu. V současné době je použití nitritace a Ananunox omezeno na vody s vysokými koncentracemi N_(amon)(＞500 mg.l~(-1)) a teplotami 25-35 ℃. Anaerobně předčištěná splašková voda má ale výrazně nižší koncentrace N_(amon), (20-100 mg.l~(-1)) a také nižší teploty 10-20 ℃. V této práci jsme aplikovali simultánní nitritaci a Anammox v jednom reaktoru za podmínek srovnatelných s anaerobně předčištěnou odpadní vodou: koncentrace N_(amon), 50 mg.l~(-1) a laboratorní teploty 22 ℃. Koncentrace kyslíku byla limitována na 0,3-0,5 mg.l~(-1) Proces jsme simulovali v nízko-zatěžovaném laboratorním biofilmovém reaktoru s pohyblivým ložem (MBBR) a nosiči biomasy Biofílm Chip~®. Za těchto podmínek jsme dosáhli odstraněného zatížení celkového dusíku 33 g.m~(-3).d~(-1) při účinnosti odstranění celkového dusíku maximálně 80 %. Kinetické testy ale ukázaly, že potenciální aktivita bakterií Anammox je několikanásobně vyšší než aktivita nitritačních mikroorganismů, a to i při zvýšení koncentrace rozpuštěného kyslíku na 0,6-1,0 mg.l~(-1). Pro další použití této technologie je proto nutně optimalizovat nitritaci v separátním reaktoru. Naše práce je jednou z prvních úspěšných aplikací kompletně autotrofhího odstraňování dusíku v podmínkách anaerobně před-čištěné splaškové odpadní vody.%The application of nitritation and Anammox immediately after the anaerobic pretreatment of wastewater has the potential to reduce both the energy consumption for aeration and production of wasted activated sludge at a WWTP. Currently, the application of nitritation and Anammox is limited to nitrogen rich streams ＞500 mg.l~(-1) at temperatures of 25-35 ℃. Anaerobically pretreated municipal wastewater is characterized by much lower nitrogen concentrations of 20-100 mg.l~(-1) and lower temperatures of 10-20 ℃. This paper shows that it is possible to apply nitritation and Anammox under similar conditions: total ammonium nitrogen concentration of 50 mg.l~(-1) and lab temperature of 22 ℃. The oxygen was limited to 0.3-0.5 mg.l~(-1). The process was simulated in a low-loaded laboratory Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) with Biofilm Chip® biomass carriers. Under these conditions, total nitrogen removal rate of 33 g.m~(-3).d~(-1) at maximum 80 % total nitrogen removal efficiency was achieved. However, kinetic tests identified nitritation as the main limitation for increasing the nitrogen removal rate even with the dissolved oxygen concentrations of 0.6-1.0 mg.l~(-1). Our work is one of the first to demonstrate the feasibility of complete autotrophic nitrogen removal from anaerobically pretreated municipal wastewater at a moderate temperatures.