Процесс аэробная денитрификация

Денитрификация. Для удаления из сточных вод нитратов широко используется метод биологической денитрификации в анаэробных условиях [230, 231]. В процессе аэробной биологической очистки сточных вод азотистые соединения могут быть окислены с помощью бактерий до нитратов (нитрификация), и затем в анаэробных условиях нитраты могут быть восстановлены до молекулярного (газообразного) азота (денитрификация). [c.313]

При соответствующих условиях (наличие кислорода, температура выше 4° С и др.) под действием аэробных микроорганизмов (нитрифицирующих бактерий) происходит окисление азота аммонийных солей, в результате чего образуются сначала соли азотистой кислоты, или нитриты, а при дальнейшем окислении — соли азотной кислоты, или нитраты, т. е- происходит процесс нитрификации. Этот биохимический процесс был открыт в 70-х годах XIX в. Но только в конце XIX в. русскому микробиологу С. Н. Виноградскому удалось выделить чистую культуру нитрифицирующих бактерий. Одна группа этих бактерий окисляет аммиак в азотистую кислоту (нитритные бактерии), вторая — азотистую кислоту в азотную (нитратные бактерии). Нитрификация имеет большое значение в очистке сточных вод, так как этим путем накапливается запас кислорода, который может быть использован для окисления органических безазотистых веществ, когда полностью уже израсходован для этого процесса весь свободный (растворенный) кислород. Связанный кислород отщепляется от нитритов и нитратов под действием микроорганизмов (денитрифицирующих бактерий) и вторично расходуется для окисления органического вещества. Процесс этот называется денитрификацией. Он сопровождается выделением в атмосферу свободного азота в форме газа. [c.174]

Принципиальное отличие от аэробного процесса заключается в том, что при денитрификации обычно контролируется содержание нитрата (акцептора электронов), а в гетеротрофном аэробном процессе — содержание органического вещества (донора электронов). [c.131]

Температурная зависимость денитрификации аналогична той, которая приведена для аэробного гетеротрофного процесса (выражение (3.16)). Процесс может проходить и в термофильных условиях (при 50-60 °С), однако такого рода данных не так уж много. Скорости термофильной денитрификации в среднем на 50% выше, чем аналогичных реакций при 35°С. [c.134]

Фирмой Дюпон (Канада) для производства полупродуктов получения найлона — адипиновой кислоты и гексаметилен-диамина— разработан новый процесс очистки концентрированных сточных вод, богатых азотсодержащими соединениями, путем биологической нитрификации — деиитрификациц. В разработанном процессе предусматривается сочетание аэробного и анаэробного окисления. Нитрификация протекает в аэробных условиях в присутствии диоксида углерода, причем аминный и аммиачный азот биоокисляется до нитритов и нитратов. Денитрификация протекает в анаэробных условиях в среде биораз-лагаемого продукта (обычно метанола). При этом нитраты восстанавливаются до нитритов и в конечном счете до газообразного азота. Поступающие на очистку стоки имеют следующую характеристику содержание общего органического углерода — 3000 мг/л NO2 , N0 3, NH4+ в пересчете на азот соответственно 800, 90 и 230 мг/л органического азота в пересчете на азот —240 мг/л, БПК —6000 мг/л. Процесс позволяет удалять 98% органических веществ и 80—90% общего азота сточных вод. [c.105]

И, наконец, при биологическом удалении фосфора может возникнуть следующая проблема выделение фосфора из ила до того момента, как ил будет удален из реактора. Этот процесс может иметь место в любом участке реактора, где создаются анаэробные условия и присутствуют легко разлагаемые органические вещества. В частности, такая ситуация возможна при добавлении внешнего источника углерода, избыточного для процесса денитрификации. После удаления нитрата произойдет высвобождение фосфора из ила. Поэтому возраст аэробного ила должен быть настолько мал. [c.346]

Изменение свободной энергии при окислении 1 молекулы глюкозы молекулярным кислородом (ДСо = -2870 кДж/моль) того же порядка, что и окисление этого же субстрата в анаэробных условиях нитратом, восстанавливающимся до нитрита (А0о= = -1770 кДж/моль) или молекулярного азота (А Со = -2700 кДж/моль). Таким образом, энергетические возможности процесса окисления глюкозы с участием нитрата сопоставимы с энергетическими возможностями процесса аэробного дыхания. Запасание клеткой полезной энергии при денитрификации зависит от организации электронного транспорта, свойств и локализации соответствующих редуктаз. Электронтранспортные цепи денитрификаторов в анаэробных условиях содержат все основные типы связанных с мембранами переносчиков флавопротеины, хиноны (убихинон, менахинон или нафтохинон), цитохромы типа Ь, с. Цитохромоксидазы в этих условиях не синтезируются. [c.406]

Денитрифицирующие бактерии — обитатели пресных и морских водоемов, почв разного типа, в связи с чем денитрификация щироко распространена в природе. Этот процесс служит источником атмосферного азота, являясь необходимым звеном в круговороте азота в природе. В то же время денитрификация имеет отрицательное значение, так как приводит к обеднению почв азотом. Потери азотных удобрений в почвах в результате де нитрификации могут составлять от 5 до 80 %. Один из способов борьбы с денитрификацией — рыхление почвы, создающее в ней аэробные условия, что заставляет денитрифицирующие бактерии перестраивать электронтранспортные системы, осуществляя перенос электронов на 63, а не на нитраты. [c.407]

Расход воздуха в окислителе-нитрификаторе составляет 50 м на 1 кг снятой БПК плюс потребность в кислороде для окисления органических соединений, содержащих азот. Процесс с окислением (аэробная стабилизация) следует за денитрификацией с применением метанола, так как он осуществляется теми же микроорганизмами. Аэробная стабилизация формирует также условия для окисления избытка метанолов. [c.223]

Если в воде присутствует нитрат или если он образуется в результате нитрификации в аэробной зоне, он диффундирует в бескислородную (аноксическую) зону, где происходит денитрификация. Для деиитрификации необходим восстанавливающий агент, под которым до сих пор мы понимали исключительно вещество, диффундирующее в пленку из толщи воды. Но восстановитель может также поступать и из внутренних зон бионленки. Это явление может влиять на обищй процесс удаления веществ. [c.329]

При очистке производственных сточных вод гетеротрофным бактериям принадлежит основная роль в разрушении органических веществ, содержащихся в этих водах как в аэробных, так и в анаэробных условиях. К гетеротрофным бактериям относится и группа денитрификаторов, развивающаяся в очистных сооружениях при недостатке кислорода и удовлетворяющая свою потребность в нем за счет кислорода, освобождающегося при восстановлении нитратов и нитритов до свободного азота — денитрификации. Этот процесс вызывается различными микроорганизмами, встречающимися в почве и в водоемах, и может осуществляться лишь при наличии в сточной жидкости пригодных для них органических соединений. [c.33]

Поскольку нитрификация дает бактериям больше энергии, чем денитрификация, то в аэробных условиях нитрификация становится доминирующим процессом. [c.139]

В разработанном процессе предусматривается сочетание аэробного и анаэробного окисления. Нитрификация протекает в аэробных условиях в присутствии двуокиси углерода, причём амин-ный и аммиачный азот биоокисляется до нитритов и нитратов. Денитрификация протекает в анаэробных условиях в среде био-разлагаемого продукта (обычно метанола). При этом происходит восстановление нитратов до нитритов и, в конечном счёте, до газообразного азота. Поступающие на очистку стоки имеют следующую характеристику общий органический углерод — 3000 мг/л БПК — 6000 мг/л N0 , N03, NH в пересчёте на азот соответственно 800, 90 и 230 мг/л органический азот в пересчёте на азот — 240 мг/л. Процесс позволяет удалять 98% БПК и 80—90% общего азота сточных вод. [c.280]

Денитрификация — процесс восстановления азота нитратов до свободного азота при окислении органического вещества специфической группой микроорганизмов, называемых денитрификаторами. Денитрифицирующие бактерии являются факультативными анаэробами и обладают двумя источниками энергии. В аэробных условиях они могут вести окисление органических веществ кислородом воздуха, в анаэробных — окисление тех же веществ за счет нитратов. Следовательно, процесс денитрификации может осуществляться при наличии источника органической энергии и в отсутствии кислорода. Денитрифицирующие бактерии окисляют широкий круг веществ углеводы, спирты, органические кислоты, углеводороды, продукты распада белков. На основании этого, в качестве субстрата, подаваемого в денитрификатор, применя-ю.тся сырые сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, различные спирты, ацетон, уксусная кислота, осадок из вторичных [c.209]

Бактерии-денитрификаторы (гетеротрофы) могут использовать два источника энергии — окисление органических веществ в аэробных условиях кислородом воздуха, а в анаэробных — кислородом нитратов путем их восстановления до элементарного азота. Поэтому для интенсификап.ии процесса денитрификации требуется постоянное присутствие в жидкости органических веществ. [c.125]

Похожий процесс наблюдался в аэробных условиях при очистке сточных вод коксохимического производства при отсутствии органических субстратов, при этом нитриты и нитраты не накапливаются. Скорость окисления ННд в проточном режиме достигает 10 мг/л ч. Окисление КН/ протекает в интервале концентраций НН4 100-500 мг/л и стимулируется внесением ионов НОз" в концентрации 20-100 мг/л. В данном случае окисление аммонийных ионов сопряжено с протеканием денитрификации, которая не является чувствительной к присутствию кислорода в среде. [c.447]

Процессы нитрификации и денитрификации можно осуществлять также в аэротенках-отстоиника1Х, периодически отключая систему аэрашш и создавая таким образом поочередно аэробные и бескислородные условия. Наибольших капиталовложений требует обработка в раздельных сооружениях для нитрификации и денитрификации. Однако при этом достигаются неоспоримые преимущества в смысле надежности, стабильности и простоты действия и высокой степени очистки. [c.103]

Факультативные анаэробы хорощо растут и в аэробных, и в анаэробных условиях. В анаэробных условиях многие из них способны использовать в качестве конечного акцептора электронов не кислород, а нитраты. В ходе этого процесса, называемого нитратным дыханием, нитраты восстанавливаются до нитритов, и далее до N2 и газообразного азота. В случае образования этих газообразных продуктов говорят о денитрификации. Другие факультативные анаэробы могут в анаэробных условиях переключаться с дыхания на брожение, и тогда в средах с углеводами накапливаются значительные количества органических кислот и других продуктов метаболизма. [c.162]

В невозмущенной человеком биосфере азотфиксация и нитрификация в масштабах планеты почти полностью уравновешиваются противоположным процессом, называемым денитрифи кацией. Образование молекулярного азота из органических соединений, нитратов и нитритов происходит в почвах и водных экосистемах в аэробных и анаэробных условиях. Денитрификация не всегда приводит к выделению молекул N2. Она может завершаться также образованием оксидов азота. Например, в анаэробном окружении многие микроорганизмы используют нитраты и нитриты в качестве источника энергии и акцептора электронов при дыхании [c.63]

Несомненно, необходимость введения метанола и создание раздельных блоков сооружений для процессов гштрификации и денитрификации увеличивает стоимость обработки сточных вод и усложняет эксплуатацию сооружений. Поэтому исследователями непрерывно изыскиваются пути упрощения рассматриваемого технологического процесса. В частности, на станции Блю Плейнс (США) изучается возможность осуществления удаления соединений азота по методу нитрификация — денитрификация Б одном сооружении — двухкоридорном аэротенке. Как показали исследования, при нагрузке по БПКб около 100 мг на 1 г беззольного вещества ила без введения дополнительного источника углерода чередование в каждом коридоре аэробных и анаэробных условий позволяет удалить из сточных вод азот на 75—84%. При подаче воздуха и поддержании растворенного кислорода на уровне 2—3 мг/л в аэротенке протекал процесс нитрификации, который сменялся процессом денитрификации при прекращении подачи воздуха и снижении содержания растворенного кислорода менее 0,5 мг/л. В период прекращения пода-гл чи воздуха содержимое [c.128]

Удаление азота (см. п. 3.2.5). Достаточность аэробной фазы, в процессе которой сток нитрифицируется, и анаэробной фазы, npvi которой происходит денитрификация, позволяет достичь высокой степени удаления азота, составляющий 80% и более, что находится в значительной зависимости от температуры. [c.157]

После первичного окисления углеводородов разложение может продолжаться и в аэробных, и в аноксигенных условиях. Денитрификаторы и сульфатредукторы, как правило, плохо окисляют исходные углеводороды, а содержание сульфатов и нитратов в природных средах незначительно, поэтому кислород часто лимитирует деградацию углеводородов. Для поддержания аэробных условий при ремедиации почв, загрязненных нефтью, их периодически рыхлят. Денитрификация и сульфатредукция могут играть существенную роль на стадии разложения промежуточных продуктов окисления углеводородов - жирных кислот, фенолов, продуктов их расщепления, и в центральных зонах почвенных агрегатов. Здесь возможны процессы с восстановлением Ре " и брожения. [c.369]

Роль окислителя в процессе денитрификации вьшол 1яют нитраты, подобно тому как в аэробном окислении эта функция принадлежит кислороду. [c.153]

Если биомасса в реакторе присутствует в виде биопленок или флокул, скорость процесса очистки может ограничиваться диффузией. Как правило это характерно для реакторов с биофильтрами, но может также иметь место и при использовании активного ила. В обоих случаях могут возникать такие ситуации, которые нельзя объяснить, если не учитывать возможность диффузионных ограничений реакции. Для понимания происходящего следует учитывать не только то, что диффузия лимитирует скорость реакции, но и что диффузионные ограничения приводят к образованию в биомассе зон с различными редокс-потенциалами. Наглядным примером сказанного является описанное выше одновременное протекание в биопленке аэробного удаления органического вещества и денитрификации. Но это явление имеет более общую природу. [c.327]

Летучие соединения азота удобнее начать рассматривать с аммиака, Образование аммиака происходит при аммонификации органических азотистых соединений. Этот процесс идет в анаэробных условиях с образованием аммиака как основного или единственного продукта. В аэробных условиях часть аммиака перехватывается на нитрификацию, а часть - на конструктивные процессы растениями -и возвращается в рецикл. В анаэробных условиях источником аммония может служить аммонифицирующая нитратредукция, при которой, в отличие от денитрификации, образуются не N2 и окислы азота, а аммиак. [c.133]

Сравнен биологический обмен азота при низких и средних температурах. Исследовался ход процессов протеолиза, аммонификации и превращения нитратов в белки при 2 и 20°. Исследовались ответные реакции бактерий, обусловливающих указанные процессы, па добавление в ночву глюкозы и минерального азота. Выявлено, что в почве с сохраненным биологическим равновесием количество бактерий, участвующих в обмене азота нри 2°, меньше, чем при 20°, одпако опи сильнее реагируют при введении глюкозы [536]. Определена активность денитрификации в двух различных торфяных почвах. Выявлено, что присутствие в почве большого числа денитрифицирующих микроорганизмов пе свидетельствует об ин-тепгивпости процессов депитрификации [131]. Бы,ии сделаны попытки опредр.чить jio. ib аэробных палочек в биологическом равновесии почвы при [c.59]

Таким образом, процессы нитрификации и денитрификации должны осушествляться последовательно в аэробных условиях и в условиях ограничения содержания килорода в среде в присутствии органического углерода- Они могут проводиться в аэротенках с продленнной аэрацией, разделенных на зоны в одной из них происходит окисление аммонийного азота до азота нитритов и нитратов, в другой - восстановление нитратов. Эффективная и экономичная очистка достигается проведением этих процессов в окислительных траншеях (каналах) кольцевой вытянутой формы с диаметром в широкой части 30,5-152,5 м. Аэраторы располагают по длине этой траншеи таким образом, чтобы последовательно создать аэрированные зоны и бескислородные зоны (чередуя эти зоны, по крайней мере, дважда). [c.103]

В аэробных условиях, когда источником азота является ион аммония, происходит нитрификация. Она ограничена с кислой стороны диссоциаций азотистой кислоты в недиссоциированном виде азотистая кислота представляет сильный яд и мутаген. Первая комбинированная культура аммонификатора и возбудителей первой и второй фаз нитрификации, давшая нитрификацию органического азота, была получена В.Л. Омелянским, но его учитель С.Н. Виноградский проворчал, что такой результат можно было предвидеть, и дело дальше не пошло. На самом деле отношения здесь очень непростые. Впоследствии такие примитивные трофические цепи были использованы для обезнитрачивания, важнейшего процесса в очистных сооружениях, предотвращающего евтрофикацию сточными водами. Здесь вслед за ступенями аммонификации и нитрификации была включена ступень денитрификации. [c.134]