Zpracované otázky - CHEMIJE

64. Aktivace s biologickou nitrifikací a denitrifikací

K určitému stupni denitrifikace může docházet za přítomnosti dusičnanů i v provzdušňované aktivační nádrži, neboť uvnitř vloček kalu jsou anoxické podmínky potřebné k průběhu procesu, i když koncentrace O2 v okolním prostředí není nulová. Má-li však být účinnost denitrifikace podstatně zvýšena, je nutno pro tento účel aktivační čistírnu vhodně upravit. Uspořádání aktivačního procesu s denitrifikací, jíž musí časově předcházet nitrifikace, lze provést několika způsoby, což vyplývá z následujících schémat.

První uspořádání je řešeno následovně: v provzdušňované oxické zóně dochází k oxidaci amoniaku na dusičnany a v následující zóně anoxické, která není provzdušňována, ale jen míchána, aby nesedimentoval aktivovaný kal, jsou dusičnany redukovány na dusík. K tomu, aby denitrifikace probíhala, je potřebné přivádět do denitrifikačního reaktoru exogenní substrát, např. část nečištěné odpadní vody nebo metanol, případně kyselinu octovou. Přebytek organické hmoty přivedené do anoxického reaktoru je třeba rozložit v dalším, menším aerobním reaktoru. Řízení procesu tímto způsobem není vzhledem k proměnlivému složení a koncentraci odpadní vody jednoduché.

Pro využití dusičnanů k oxidaci organických látek a tím úsporu přiváděného kyslíku a zejména pro dokonalejší využití organické hmoty odpadní vody k denitrifikačnímu procesu se doporučuje zařazení denitrifikačního stupně před nitrifikaci. V tomto případě je však nutné zavedení recirkulace směsi za oxickým reaktorem, jímž jsou dusičnany vzniklé nitrifikací v oxickém reaktoru přiváděny do reaktoru anoxického, v němž probíhá denitrifikace. Tímto tzv. vnitřním recyklem, jehož poměr k přiváděnému množství odpadní vody je poměrně velký, se vrací aktivační směs před jejím přívodem do dosazovací nádrže, a to proto, aby nebyla tato nádrž přetěžována velkým množstvím přiváděné suspenze. Z dosazovací nádrže se vrací jen usazený kal v obvyklém množství (cca 30 až 50 % z přítoku). Nevýhodou je omezená účinnost systému, vzhledem k tomu, že je část vody vracena.

Vytvoření oxických a anoxických podmínek lze uskutečnit i v jedné nádrži, v níž se časově střídají oxické a anoxické podmínky zapínáním a vypínáním aerace, což je vhodné realizovat paralelním zařazením alespoň dvou nádrží se střídavým provozem - zatímco jedna je aerována, druhá je pouze míchána a v časových cyklech se tento provoz obměňuje. U systému SBR je v jednom prostoru s časovou následností aerace a pouhého míchání uskutečněna pak i separace aktivovaného kalu sedimentací.

Požadavek na dostatek donorů elektronů v anoxickém reaktoru je vyjádřen doporučeným poměrem BSK5 : N > 5 v přiváděné odpadní vodě, přičemž příznivý je vysoký poměr BSK5-filtrát: BSK5-celkové (předpokládá se lepší biologická rozložitelnost rozpuštěné frakce). Denitrifikace je obtížně dosažitelná čištění zředěných odpadních vod s vysokým podílem vod balastních. Pro splnění požadavku na dostatečný přívod organické hmoty do anoxického reaktoru může být diskutabilní zařazení usazovací nádrže, v níž je nezanedbatelný podíl organické hmoty s vynaložením nízké spotřeby energie oddělen. V případě potřeby lze eventuálně pro dosažení požadovaného zvýšení koncentrace organického znečištění v odpadní vodě zkrátit dobu zdržení v usazovací nádrži, např. na 20 minut.