Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Biologické procesy

Skupina technologií

Specifické procesy pro odstranění dusíku

Název procesu

Anammox

Popis technologie

Částečná oxidace amoniakálního znečištění na dusitany (nitritace) a následná deamonifikace, t.j. autotrofní reakce dusitanů s amoniakálním dusíkem za vzniku plynného dusíku a malého množství dusičnanů.

Proces je plně autotrofní, t.j. nevyžaduje organický substrát, a významně šetří spotřebu kyslíku. Další výhodou je malá produkce odpadní biomasy.

Nevýhodou je pomalý růst bakterií anammoxa jejich vysoká citlivost na toxické vlivy (kyslík, NO₂^-).

Typické použití: kalová voda z anaerobní fermentace, skládkové vody a další koncentrované vody bohaté na N_amon.

Aktuálnost

stávající high-tech

Vhodné pro srážkové vody

Ne

Typické reaktory a jejich uspořádání

K dispozici je řada uspořádání: jednostupňové (ANITAMOX, DeAmmon, DEMON, OLAND, ANAMMOX) i dvoustupňové (SHARON-ANAMMOX, Terra-N), kde probíhá nitritace odděleně od deamonifikace. Biomasa může být v suspenzi i biofilmová.

Reaktory jsou většinou provozovány jako SBR, typicky tzv. fed batch systémy.

Typické schéma

Cílené znečištění

N_amon (N_celk)

Typické koncentrace cílového znečištění

Koncentrované proudy z hlediska N_celk (desetiny až jednotky g/l)

Kritické parametry

Objemové zatížení:

N_amon: 0,5 - 1,2 kg/m³/d

Inhibiční vlivy

Proces je velmi citlivý na toxické vlivy: DO ve stopových koncentracích, dusitany desítkách mg/l, sulfidy v mg/l. Problémem může být i vysoká koncentrace inertních NL.

Další relevantní parametry

Zásadním parametrem je teplota procesu. Teplotní optima běžných bakterií anammox od 20 do 40 °C a většina reaktorů je provozována při teplotách mezi 20 a 35 °C.

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Desítky až stovky mg/l N_celk Typická účinnost procesu je 90 - 95%.

Hygienizační funkce

Ne

Investiční náklady

Hlavní je cena reaktorů (kompaktnější než např. nitrifikace-denitrifikace) a systému měření a řízení (velmi důležité).

Prostorová náročnost

Jde o kompaktnější technologie než klasická nitrifikace - dosahuje se cca 5x větší objemové zatžení.

Energetická náročnost

Obecně se uvádí, že spotřeba energie je cca 50 % oproti procesu nitrifikace/denitrifikace (tj. cca 1,5 - 2 kWh/kg odstraněného N).

Náročnost na obsluhu

Obsluhu může vykonávat pracovník schopný samostatné práce. Zaškolení dodavatelem či odborníkem je obvykle dostatečné. Časová náročnost je obvykle cca 1 hod denně. Běžná práce obsluhy spočívá v kontrole provozu, především monitoring aktuálních koncentrací forem dusíku a kontrolou funkce separátoru biomasy (retence bakterií anammox).

Dále je potřebný pravidelný i mimořádný servis strojních zařízení, prováděný servisním technikem vlastním, nebo externím.

Reaktory vyžadují zvýšený dohled odborníka (technologa) zkušeného v práci s tímto procesem. Tuto činnost lze sjednat externě. Proces je možno automatizovat a řídit jej pomocí on-line senzorů (teplota, množství a složení bioplynu, pH), navíc jsou potřeba off-line analýzy - formy N, ChSK atd. Práce obsluhy je nenahraditelná.

Doporučené vzdělání:

• Pracovník obsluhy – většinou středoškolské vzdělání, potřebná je zodpovědnost a schopnost samostatně pracovat

• Servisní technik – vzdělán v oblasti údržby a oprav strojních zařízení, zejména dmychadel a čerpadel.

• Technolog - vysokoškolské vzdělání (technologie vody, ochrana životního prostředí, biotechnologie) a alespoň 3 roky praxe v oboru technologie čištění odpadních vod, zkušenost s procesem anammox.

Provozní náklady

Hlavním provozním nákladem je energie na aeraci (popř. vytápění) a osobní náklady na obsluhu.

Může být vyžadováno alkalizační činidlo.

Chemikálie

Hlavní externě dodávanou chemikálií je kyslík (cca 2,3 kg O₂/kg zoxidovaného N_amon), většinou dodávaný ve vzduchu dmychadly.

Měření a regulace

Proces vyžaduje precizní měření forem dusíku (minimálně N_amon a N-NO₂^-), rozpuštěného kyslíku, teploty, výšek hladina a průtoků.

Plynné

Skleníkové plyny: N₂O - především v některých technologických variantách (dvoustupňové systémy) významné množství

Kapalné

Pouze odtok

Pevné

Vzniká velmi malé množství přebytečné biomasy.

Vyžadovaná předúprava

Odstranění hrubých nečistot: Hrubé a jemné česle, lapák písku.

Vyžadované dočištění

Proces vždy vyžaduje dočištění (desítky mg/l N, NL). Většinou je odtok čerpán do aktivace.

Typická průmyslová odvětví

Odvětví produkující koncentrované toky dusíku

Tchobanoglous, G., et al. (2014). Wastewater engineering: treatment and resource recovery. New York, NY, McGraw-Hill Education.

Cheremisinoff, N. P. (2002). Handbook of water and wastewater treatment technologies. Boston, Butterworth-Heinemann.