Процессы нитрификации и денитрификации

Рис. 7.6. Массовый баланс в комбинированном процессе нитрификации/денитрификации (Н/Д) па фильтре.

Комбинированный процесс нитрификации/денитрификации [c.290]

Рис. 8.5. Биологическое удаление фосфора (Р) с использованием внутреннего источника легко разлагаемого органического субстрата, образующегося в результате гидролиза (Г). Д + Н —процесс нитрификации /денитрификации.

Биологическая доочистка осуществляется в двух интегрированных биореакторах. При этом в одном аппарате происходят процессы окисления органических примесей, нитрификации, денитрификации и осветления сточных вод. Применение биореакторов этого типа позволяет повысить эффективность процесса очистки, а также сэкономить площадь при строительстве. [c.306]

Азот, как и углерод, относится к самым интересным элементам природы. Огромные массы азота и его соединений (особенно нитратов) сосредоточены на поверхности нашей планеты и в ее атмосфере большое количество азота связано в форме органических соединений. Между различными резервуарами азота постоянно происходит обмен, в результате которого осуществляется непрерывный круговорот этого элемента. Движущими факторами круговорота являются разности как физических, так и химических потенциалов соединения азота возникают и разлагаются в зонах электрических разрядов, при фотохимических процессах, в различных органических реакциях, в биологических процессах нитрификации, денитрификации и др. [c.177]

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]

Фактор эффективности для органического вещества f /N зависит от типа станции и от степени контроля за процессом. Для отдельного реактора денитрификации эта величина близка к единице, но в объединенном процессе нитрификации/денитрификации она значительно ниже. [c.307]

Комбинированный процесс нитрификации/денитрификации с несколькими реакторами и с рециркуляцией или с использованием чередующегося режима удобно анализировать с помощью компьютерного моделирования. Учесть взаимодействие между тремя процессами, для которых необходимы различные условия, и спроектировать установки, в которых такие процессы протекают, без применения компьютеров довольно сложно. [c.319]

В зависимости от того, в каких сооружениях осуществляются процессы нитрификации и денитрификации, различают одно-, двух и трехстадийные схемы. [c.222]

Эти принципы мы проиллюстрируем в примерах 11.3 и 11.4, связанных с одним из сложных моментов в проектировании обеспечении надежной нитрификации в процессе нитрификации/денитрификации при удалении азота. [c.452]

Степень очистки воды можно повысить введением биологических процессов удаления азота на третьей ступени аэротенков. В первой фазе (нитрификация) аммонийный азот окисляется в нитриты и нитраты, во второй (денитрификация) — нитриты и нитраты восстанавливаются в газообразный азот. В процессе денитрификации в систему возвращается 50% используемых при нитрификации карбонатов. Применение процессов нитрификации— денитрификации позволяет удалять 60—80% азота без добавления реагентов, причем эффект очистки повышается с применением аэротенка или с увеличением коэффициента рециркуляции иловой смеси до 5—6 и т. д. [14]. [c.306]

Процессы, протекающие в сооружениях, не ограничиваются вышеописанными. В камерах установок также происходят нитрификация, денитрификация, в некоторых установках предусматривается удаление фосфатов, лимитируемых к сбросу в водоем, возможность обеззараживания сточных вод. [c.181]

Другой вариант циклического режима работы реактора показан на рис. 7.16. В этом случае кислород подается таким образом, что по всему реактору распределены зоны, содержащие и не содержащие кислород. В зависимости от того, через какую зону проходит в данный момент вода с илом, протекает процесс нитрификации или денитрификации. Такой режим работы осуществлен, например, на большой очистной станции Вена-Блюменталь в Вене (Австрия). Органическое вещество, необходимое для денитрификации, поступает вместе со стоком, а также образуется в результате разложения ила. [c.301]

Концентрация кислорода влияет на скорости денитрификации и нитрификации. Это означает, что при низких или умеренных концентрациях кислорода эти два процесса могут идти одновременно. Для конструкторов идея создания процесса с одновременным протеканием нитрификации/денитрификации всегда была искушением. Часто аргументом в пользу такого решения вопроса является то, что совмещение двух процессов позволяет сэкономить половину объема реактора. Однако в действительности дело обстоит иначе, поскольку в таком совмещенном процессе скорости индивидуальных процессов понижаются. В лучшем случае скорости обоих процессов уменьшаются в два раза. Эта ситуация проиллюстрирована [c.310]

Если мы рассмотрим суммарный процесс нитрификации и денитрификации [c.315]

В табл. 7.5 показано потребление кислорода и изменение щелочности при нитрификации, денитрификации и в суммарном процессе. [c.315]

Биологическое удаление фосфора также можно объединить с нитрификацией/денитрификацией в реакторе с активным илом, но не с отдельным процессом нитрификации. Детальной информации относительно проектирования станций для биологического удаления фосфора в литературе не так много, но можно ознакомиться, например, с работами [1, 4]. [c.337]

Сложность современных очистных сооружений трудно ограничить рамками проектирования по простым эмпирическим правилам. Сочетание нескольких различных процессов на одной станции (удаление органических соединений, нитрификация, денитрификация, биологическое удаление фосфора) требует систематизации и структурирования опыта. Математическая формулировка модели вводит такую систематизацию и структурирование. Это создает основу для понимания природы процесса и синтезирования накопленного опыта. [c.430]

Нитрификация-денитрификация по двухступенчатой схеме, которой предшествует биологическая очистка, обеспечивает при расчетных расходах сточных вод снижение неорганического азота на 90% и общего азота на 80—95%. Преимущества биологического удаления азота заключаются в том, что в результате процесса нитрификации может быть достигнута требуемая степень удаления аммиака (если возникает необходимость, впоследствии проводят денитрификацию). Кроме того, такую систему можно приспособить в качестве дополнения к существующей системе биологической очистки, [c.373]

На всех парах количество нитратов в почве, начиная с весеннего минимума, постепенно растет в течение лета, достигая максимума к осени, примерно ко времени посева озимых затем, по мере появления всходов озимых и их особенного роста, количество нитратов быстро убывает и к зиме практически доходит до нуля следующей весной под озимыми нитратов не находят. Если паровое поле остается осенью свободным от растений, т. е. если не производится посева озимых, то все-таки наступает осеннее понижения количества нитратов в почве (потребление или разрушение нитратов микроорганизмами) в этом случае, однако, убыль нитратов происходит гораздо медленнее, чем под влиянием молодых озимых посевов в обычных условиях главный фактор быстрого осеннего исчезновения нитратов — это рост озимых растений (ржи). Более детальное исследование опытного поля Тимирязевской сельскохозяйственной академии показало, что процесс осеннего исчезновения нитратов под влиянием роста озимых растений носит сложный характер часть нитратов потребляется растущими растениями, другая же часть восстанавливается при участии корней растений в менее окисленные формы (нитраты или аммиак) и затем, по-видимому, потребляется микроорганизмами (бактериями или грибами) и переводится в форму органических азотистых соединений. В процессе частичного разрушения (или восстановления) нитратов корнями злаков активная роль, по исследованиям Шмука, принадлежит бактериям, живущимсимбиотически на корнях этих злаков. Осеннее исчезновение нитратов не связано с потерями газообразного азота почвой, оно не является денитрификацией в собственном смысле этого слова потери азота через вымывание, по-видимому, тоже незначительны. Азот нитратов, не потребленных растениями, но разрушенных отчасти под влиянием растений, переводится микроорганизмами в форму органических соединений, сравнительно легко подвижных и способных, при благоприятных условиях, вновь служить для продукции селитры в процессе нитрификации (А. А. Кудрявцева). Сейчас еще трудно оценить все значение этих данных наиболее интересный момент, который здесь намечается, это как бы обратимость процессов биологической мобилизации и биологического связывания азотистых соединений в почве эти процессы могут идти в ту или другую сторону под влиянием ряда внешних условий, регулирование которых в значительной степени находится во власти сельского хозяина. Применяя соответствующие приемы обработки и культуры полей, земледелец может с достаточной полнотой и с разумной постепенностью использовать запасы почвенного азота, находящиеся в форме легкоподвижных органических соединений. Другая часть, которую [c.74]

Уравнение (24.20) можно использовать для расчета области значений pH в реакторе, пригодной для роста микроорганизмов. Эффективность удаления нитрата можно оценить по снижению щелочности системы в процессе микробиологического роста. Так как определять щелочность легче, чем нитрат, то измерение щелочности предлагается в качестве метода автоматического контроля процесса автотрофной денитрификации. Этот метод может быть также применен для контроля процессов нитрификации и гетеротрофной денитрификации. [c.312]

В сточных водах наряду с ионами аммония присутствует аммиак, который образуется при разложении мочевины и сорбируется твердыми фракциями почв за счет межмолекулярных сил. В течение года (после-поливное осенне-зимнее время) в результате биохимических процессов (аммонификация, нитрификация, денитрификация) в почвогрунтах и в грунтовых водах резко снижается содержание азота. Часть азота теряется в газообразной форме (N3, N02), ежедневная потеря N в атмосферу достигает 2-5 мг на м [Орлов, 1985]. Она увеличивается во влажные и дождливые периоды при теплой погоде. [c.292]

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]

Другим анионом, играющим важную роль в состоянии водоемов, является нитрат. Рекомендуемая допустимая концентрация нитратов в питьевой воде составляет 10 мг/л [721]. Но все в большем числе равнинных рек, используемых как источник воды, эта концентрация достигает предельных значений или даже превосходит их. Значительное количество азота попадает в реки с нитрифицированным сливом очищенных стоков. Конечно, можно почти полностью удалять этот азот в ходе процесса очистки (используя нитрификацию-денитрификацию), но так как существуют другие источники попадания нитратов в водоемы, то во многих случаях удаление нитратов может замедлиться до бесконечности. Биологическая денитрификация требует неокислительных условий и источника углерода, например метанола [c.341]

Частые переиздания книги позволяют ее авторам своевременно отражать новейшие достижения в технике обработки природных и сточных вод. В качестве примера приведем последнее восьмое издание, в котором достаточно полно представлены методы удаления азота и, в частности, биологические процессы нитрификации и денитрификации, отсутствовавшие в седьмом издании книги. [c.6]

Наиболее простым способом удаления азота является его окисление в процессе очистки до нитратных форм (N/NO3 ), в которых он считается полностью безвредным. Действительно, при биологической нитрификации происходит переход от аммонийных форм N/NH3 в нитратные с образованием промежуточных нитритов N/NO2, которые, находясь в воде, отчасти токсичны для детей, и эти недостатки можно предотвратить при осуществлении процесса нитрификации. С другой стороны, в водном источнике возможны обратные процессы, известные как ассимилятивное восстановление. В конечном счете при нитрификации потребляется кислород, а следовательно, и энергия, тогда как при диссимилятивном восстановлении, когда нитраты превращаются в газообразный азот, высвобождаемая часть кислорода, использованного ранее для нитрификации, потребляется на окисление загрязнений, содержащих соединения углерода. Общая тенденция поэтому заключается в полном удалении азота. Возможны два способа физико-химическое удаление биологическая нитрификация / денитрификация. [c.221]

Б. Биологическая нитрификация/денитрификация. Исследования, проводимые в настоящее время, главным образом связаны с биологическим процессом перевод аммонийных форм в нитраты в ходе вторичной (биологической) очистки и дополнительная денитрификация в бескислородной среде. Удовлетворительная нитрификация может быть достигнута, если биологический процесс очистки протекает при нагрузке на активный ил ниже некоторого предела, который изменяется в зависимости от температуры и pH стока [нагрузка Ст 0,25 кг БПК/(м -сут), если pH 7,2], и при достаточной подаче кислорода [c.222]

Процессы нитрификации и денитрификации широко распространены и составляют основу кругооборота азота в природе. На рнс. 4.4 представлена схема круговорота азота в природе. Пунктиром показаны процессы, происходящие и в канализационных сооружениях. [c.233]

От окислительно-восстановительных условий в почве (т. е. от величины еА) зависит подвижность, а следовательно, и доступность растениям таких элементов, как железо, марганец, азот и др. Например, увеличение содержания в почве (точнее в почвенном растворе) веществ с высоким окислительно-восстановительным потенциалом отрицательно сказывается на процессах фиксации атмосферного азота микроорганизмами (так называемыми азотобактерами, в частности azoto-ba ter hloro o ura). Процессы нитрификации, денитрификации и аммонификации также идут при определенных окислительно-восстановительных условиях, т, е. в определенном интервале значений еА. [c.315]

Процессы нитрификации, денитрификации и связывания атмосферного азота составляют основу кругооборота азота в очистных и канализационных сооружениях. Как показали исследования А. М. Аренштейн [4], связывание атмосферного азота играет важную роль в процессах биохимической очистки, сооружения которой заселяются представителями рода Azotoba ter. Кроме азотобактера в процессах связывания азота принимают участие и другие микроорганизмы, синтезирующие дегидрогеназы [5]. [c.47]

Различные процессы обработки сточных вод приводят к изменению их щелочности, как это имеет место, в частности, при нитрификации, денитрификации и химическом осаждении. Обычно городские стоки со щелочностью выше 5 экв/м не создают проблем при проведении этих процессов, однако при более низком значении щелочности возможен сдвиг значений pH и снижение эффективности обработки воды. В то же время для процессов предосаждепия низкая щелочность часто предпочтительна, так как для достижения желаемых значений pH нужно затратить меньше реагентов. [c.79]

Рис. 4.8. Отстойник не всегда отделен от аэротенка. На фотографии представлена очистная станция BIOLAK-Wax , где они совмещены. Эта стагщия, работает при низкой нагрузке на активный ил, включает процессы нитрификации и денитрификации. Воздух подается через плавающие трубки со взвешенными диффузорами.

В реакторах такой конструкции переключение режимов с нитрификации на денитрификацию осуществляется настолько часто (каждые 1-2 мин), что процесс можно рассматривать как одновременное проведение нитрификации/денитрификации. В таком типе реакторов, а также в других случаях, когда используется одноиловая система, денитрификация и нитрификация происходят одновременно. Объясняется это тем, что во внутренних частях флокул или биопленок, где кислород отсутствует, а нитрат присутствует, происходит денитрификация. Кроме того, в реакторах нитрификации возможно образование таких зон, где аэрация недостаточно эффективна. Это также способствует одновременному протеканию денитрификации. [c.302]

Рис. 8.6. Биологическое удаление фосфора (Р) в сочетании с удалением органического вещества без нитрификации/денитрификации (аэроб-ный/аноксический процесс, или РЬогебох).

Большой интерес вызывает новый процесс очистки концентрированных сточных вод, богатых азотсодержащими соединениями, путём биологической нитрификации (денитрификации). Процесс разработан канадской фирмой Дюпон для производства полупродуктов получения найлона — адипиновой кислоты и гек-саметилендиамина. [c.279]

Процесс очистки сточных вод активным илом (см. главу 1) был впервые разработан Ардерном и Локетом между 1914 и 1921 гг. для очистки от органических загрязнений коммунальных стоков с примесью значительного количества промышленных. Различные модификации [136] этого процесса являются самыми распространенными и по производительности наиболее совершенными среди процессов биологической очистки как коммунальных, так и промышленных стоков, в которых кроме удаления углеродных загрязнений, происходит также нитрификация/денитрификация. Несмотря на значение этих процессов, до сих пор нет детального понимания их биологии, и влияние [c.90]

Процесс удаления соединений азота по методу нитрификация — денитрификация предполагается осуществить на крупной станции Блю Плейнс (Вашингтон, США). Согласно проектному решению, основные сооружения биологической очистки будут работать по схеме симультанного осаждения , т. е. с введением коагулянтов (хлорного железа или хлористого алюминия) в аэротенки, с периодом аэрации 2 ч и при рабочей дозе активного ила 1,3 г/л (0,8 г/л по беззольному веществу). Комплекс сооружений для удаления соединений азота должен включать реактор для нитрификации, соответствующие отстойники и реактор для денитрификации с отстойниками. Расчетный период аэрации в реакторах для нитрификации сточных вод принимается равным 4 ч. Реакция среды (pH) корректируется вводом извести. Продолжительность последующего отстаивания около 4 ч. [c.127]

Приведенные закономерности процессов нитрификации и денитрификации характерны в основном для бытовых сточных вод. Однако эти же закономерности полностью применимы и для смеси бытовых и промышленных вод, содержащих вещества чистхз бытовых стоков. Аэротенки-смесители, фильтратенки, сооружения с пневматическим аэрированием, а также сооружения с механическим аэрированием, у которых отношение ширины к высоте В Н=, могут работать по сравнению с коридорными аэротен-ками при повышенных концентрациях поступающих загрязнений (до 2000—3000 мг/л по БПКпол и более), более высокой удельной окислительной мощности активного ила, достигающей 2000 мг/л БПКпол- [c.39]

Удаление азота биохимическим путем осуществляется в две ступени. На первой ступени в аэротенке длительной аэрации в отсутствии углеродсодержащих загрязнений (удаленных в обычном аэротенке) интенсивно происходят процессы нитрификации. На второй ступени применяется денитрификатор — сооружение, изолированное от доступа воздуха. В анаэробных условиях бактерии денитрификаторы используют для своей жизнедеятельности химически связанный кислород нитритов и нитратов и разрушают, таким образом, эти соединения, в результате чего выделяется. молекулярный азот. Бактерии денитрификаторы в отличие от нитрификаторов— гетеротрофы, а потому в качестве источника углерода они нуждаются в органических веществах. Предложена схема, в которой источником органических веществ служит исходная сточная вода. По этой схеме около % общего расхода воды проходит всю систему сооружений обычные аэротенки, аэротенки-ни-трификаторы и денитрификаторы, а 7з расхода поступает сразу в денитрификатор. Последовательное применение нитрификации и денитрификации позволяет удалить из воды более 70% азота. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология