Радіонов Микита,

д.т.н.

Корінько І.В.

Науковий керівник: д.т.н., проф. Юрченко В.О.

КП «Харківводоканал», ХНУБА

м. Харків

ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА СУЧАСНИХ СПОСОБІВ ГЛИБОКОГО БІОЛОГІЧНОГО ВИДАЛЕННЯ АЗОТУ ЗІ СТІЧНИХ ВОД

У наш час проблема наявності у водоймах біогенних елементів ­ азоту, фосфору, набула катастрофічних масштабів. Через підвищений вміст сполук цих елементів водні об’єкти страждають від евтрофікації, на фоні якої розвиваються синьо-зелені водорості, які придушують розвиток  всіх інших видівгідробіонтів [1]. Оскільки головним джерелом надходження біогенних елементів в природні водойми є недостатньо очищені стічні води, актуальність їх глибокого очищення від сполук азоту і фосфору стало підвищується. Наразі відомі наступні методи глибокого видалення з стічних вод сполук азоту: нітри-денітрифікація [2] та Анаммокс процес [3].

Нітри-денітрифікація включає два мікробіологічних процеси:нітрифікацію та денітрифікацію. Нітрифікація - перетворення амонійного азоту до нітратів:

(1 стадія нітрифікації);

(2 стадія нітрифікації).

Денітрифікація – відновлення нітратів в газоподібний азот за реакцією:

Перевагами процесу нітри-денітрифікації є глибоке видалення сполук азоту з стічних вод, можливість довести концентрації амонію та нітратів до 0.

Анаммокс процес – є комбінацією двох процесів:

Часткової нітрифікації, в ході якої половина амонійного азоту окиснюється до нітритів

346. ⁴⁺ + 1 О₂ → NO₂ ^- + 2H⁺ + H₂O;

власне аноксидного окиснення амонію, що залишився, нітритом до газоподібного азоту під дією ANAMMOX бактерій [4]:

• + +

Перевагами Анаммокс процесу є утворення невеликої порівняно з нітри-денітрифікації кількості надлишкового активного мулу, менші порівняно з нітрифікацією витрати кисню, а отже і енергії.

Важливою характеристикою обробки стічних вод є екологічна безпека процесу та її наслідків.

Метою даної роботи є визначення основних екологічних небезпек, які створює кожний з методів глибокої очистки стічних вод від сполук азоту для атмосфери, гідросфери та літосфери (рис.).

Рис. 1. Оцінка екологічних наслідків використання процесів глибокої очистки стічних вод від сполук азоту

В технології нітри-денітрифікації під час денітрифікації утворюються та викидаються в атмосферу парникові гази: СО₂ . Також для проведення денітрифікації стічних вод потребується додавання в стічні води, що обробляються, джерел протонів, тобто органічних сполук, наприклад, метанолу. Ця операція потребує додаткових експлуатаційних затрат. Для водного середовища небезпеку становлять залишкові концентрації нітритів. Процес нітрифікації потребує великої витрати повітря, а це затрати енергії і як наслідок виділення CO₂ при її генеруванні. Під час цього процесу залишається проблема утворення надлишкового активного мулу, що несе негативний вплив на біосферу.

При обробці стічних вод за допомогою Анаммокс процеса утворюються великі залишкові концентрації амонійного азоту та нітритів, які потребують доочистки. Анаммокс бактерії дуже повільно розмножуються (високі ризики експлуатації). В процесі Анаммокс утворюється мінімальна кількість надлишкового активного мулу та майже немає шкідливих викидів у атмосферу.

Висновки

1. Глибоке видалення сполук азоту зі стічних вод є актуальною проблемою для попередження евтрофікації природних водойм.
2. Нітри-денітрифікація – відома технологія, яка забезпечує глибоке видалення сполук азоту зі стічних вод, проте досить енергозатратна та створює певні екологічні небезпеки для атмосфери.
3. Анаммокс процес – достатньо новий спосіб очистки стічних вод, який забезпечує видалення амонійного азоту, але ефективний при високій концентрації цієї сполуки, через що його доцільніше використовувати для очистки промислових стоків.

Література

1. Жмур Н. С. Технологические и биохимические процессы очистки сточных вод на сооружениях с аеротенками. – М.: «Акварос», 2003. – 506 с.
2. Залетова Н.А., Опыт эксплуатации очисних сооружений с применением двухсупенчатой схемы нитри-денитрификации // ВСТ, 2011, №11, С. 33-38.
3. А.Н. Ножевникова, Ю.В. Литти З.В Анаэробное окисление аммония (аннамокс)//Микробиология, 2012,т. 81, №1, с.28-38.
4. Залетова Н.А. Очистка городских сточных вод от биогенных елементов (соединений азота и фосфора): Автореф. Дисс. … д-р техн.. наук. – М., 1999.- 34 с.