В отличие от азота, который может выводиться из системы в газообразном состоянии при денитрификации, фосфор распределяется между илом и очищенной водой. Биологическое, не связанное с применением реагентов, удаление фосфора заключается только в выводе его в составе избыточного активного ила. С увеличением массы избыточного ила возрастает масса удаляемого фосфора, но это входит в противоречие с накоплением в иле нитрифицирующих бактерий в результате вывода их вместе с приростом ила. Поэтому для увеличения вывода фосфора необходимо увеличить его содержание в клеточном веществе бактерий. Клетки обычного ила в аэротенках содержат 1,5 - 2 % фосфора, следовательно, в 28 - 32 г избыточного ила содержится 0,4 - 0,6 г фосфора. Если количество фосфора в иле удастся увеличить, будет снижаться его концентрация в очищенной воде [10].
Некоторые микроорганизмы природного биоценоза способны накапливать фосфор (фосфор аккумулирующие бактерии (ФАО) или Р - бактерии). Избыточное количество фосфора в клетке, большее, чем потребность для размножения бактерий, наблюдается при чередовании анаэробных и аэробных (аноксидных) условий при перемещении ила по биоблоку.
В анаэробных условиях, когда в иловой смеси нет растворенного и химически связанного кислорода (в форме нитритов и нитратов), микроорганизмы активного ила приспосабливаются к экстремальным условиям, включая в систему дыхания процессы трансформации фосфора. Бактерии выводят фосфор в виде ортофосфатов и продуцируют низшие кислоты жирного ряда
(это характерно для кислого брожения органических веществ загрязнений в сточных водах в анаэробных условиях).
Рисунок 13 – Метаболизм ФАО в анаэробных и аэробных условиях
В аэробных условиях микроорганизмы активно поглощают и накапливают фосфаты в виде полифосфатов. Таким образом, чередование анаэробных и аэробных условий вызывает миграцию фосфора из клеток в воду и обратно (рисунок 13). Если из системы выводить ил в момент наибольшего поглощения фосфора (конец аэробной зоны), то можно удалить его системы, не нарушая баланс прироста и вывода биомассы нитрифицирующих бактерий.
Накопление полифосфатов в активном иле зависит от состава примесей в сточных водах, интенсивности перемешивания иловой смеси, способность микроорганизмов, находящихся в иловой смеси, адаптироваться к анаэробным условиям.
6.3 Анализ современных методов и технологических схем при совместном удалении азота и фосфора
Технология биологического удаления биогенных элементов получила название «Денифо» и основана на сочетании анаэробно-аноксидно-оксидных условий обработки смеси активного ила и очищаемой сточной воды [10, 11].
Удаление азота и удаление фосфора взаимосвязаны. Глубокое удаление азота, возможное при снижении нагрузки на ил, снижает прирост ила и способствует вытеснению фосфора из клеток. С другой стороны, повышение нагрузки на ил интенсифицирует удаление фосфора.
В настоящее время известен уже не один десяток технологических схем и методик расчетов по удалению биогенных элементов из сточных вод. Однако непосредственное применение западных методик без пилотных исследований приведет к большим погрешностям в расчете сооружений. Данный факт связан прежде всего с более концентрированным стоком, поступающим на очистные сооружения в странах Западной Европы по сравнению со странами СНГ. Существует и значительная разница в конечном результате тех или иных методик, т. к. предельно-допустимая концентрация (ПДК) загрязнений в очищенных стоках различных государств также различна [9, 11].
Существуют три метода удаления биогенных элементов:
– биологический;
– физико-химический (реагентный);
– комбинированный.
Доказана эффективность биологического метода удаления азота и фосфора из сточных вод, который и является наиболее эффективным.
Однако сложность и недостаточная изученность данного метода требует исследования различных технологических схем на пилотной установке и реальной сточной жидкости.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.