En intressant biofilmsprocess för rejektvatten är en enstegs partiell nitritation och Anammoxprocess. Stor betydelse för reningsresultat och reaktionshastigheterna har syrehalten i reaktorn. Detta har studerats vid Himmerfjärdsverket.
Av: Bengt Göran Hellström
Syrehaltens betydelse för kvävereningen i en biofilmreaktor för partiell nitritation och Anammox har studerats vid Himmerfjärdsverket. Under denna processen oxideras en del av rejektvattnets ammonium till nitrit, vilken sedan reagerar med återstående ammonium till kvävgas och nitrat. I ett biofilmssystem kan olika bakterier, som nitrifierare och Anammoxbakterier, samexsistera på grund av att både syrerika och syrefria zoner erhålls i biofilmen.
Under försöksperioden reducerades den totala halten av oorganiskt kväve med 57 % och ammoniumhalten med 65 %.
De bästa resultaten erhölls för syrekoncentrationer omkring 3 g O2 m-3 med en genomsnittlig kvävereningshastighet av 1,8 g N m-2 d-1. En ökning av nitritkoncentrationerna liksom en minskning av hastigheten för rening av oorganiskt kväve observerades vid syrekoncentrationer över 4 g O2 m-3.
Försöken
Syrehaltens betydelse för kvävereningen i en biofilmreaktor vid Himmerfjärdsverket har studerats. I reaktorn behandlas rejektvatten från avvattningscentrifugerna. Biofilmssystemet drivs på ett sådant sätt att bakterier för både nitritation och Anammox-processen erhålls.
I reaktorer med biofilm kan långa uppehållstider för bakterierna erhållas trots att den hydrauliska uppehållstiden är kort.. Detta gör dem speciellt lämpade när reningen kräver långsamtväxande organismer som Anammox-bakterier. I ett biofilmssystem kan olika bakterier, som nitrifierare och Anammox-bakterier, samexsistera på grund av att både syrerika och syrefria zoner erhålls i biofilmen. Nitrifierarna finns i det yttre delarna av biofilmen där tillgång på syre finns. Dessa förbrukar syret och skyddar på så sätt Anammoxbakterierna som finns längre in i biofilmen. Syre hämmar Anammox-processen.
MBBR reaktorn (Moving Bed Biofilm Reaktor) var på 2,1 m3 och till 50% fyllld med Kaldnes material med en effektiv yta av 250 m2 m-3. Materialet hölls i kontinuerlig rörelse med omrörare.Temperaturen i reaktorn var i medeltal 24 ⁰C och ammoniumhalten i inkommande rejektvvatten var i genomsnitt ca 570 g NH4-N m-3.
Under processen oxideras en del av rejektvattnets ammonium till nitrit, vilken sedan reagerar med återstående ammonium till kvävgas och nitrat. Under försöksperioden reducerades den totala halten av oorganiskt kväve med 57 % och ammoniumhalten med 65 %.
För att undersöka optimal syrehalt för simultan nitritation och Anammoxprocessen togs prover ut för batch-tester. Resultaten visar tydligt att syrehalterna i reaktorn har en stark inverkan på graden av kväverening i en enstegs deammonifikationsprocess. Batch-testerna visade att en ökning av syrehalten gav högre specifik kvävereduktion men också högre produktion av nitrat. I en enstegs partiell nitritation / Anammoxprocess är nitritationen flaskhalsen i den totala kvävereningsprocessen. Dock hämmar en högre syrehalt Anammoxprocessen. En ökning av syrehalten i vattnet orskar en minskning av det anaeroba skiktet i biofilmen vilket orskar en minskning av Anammoxprocessens effektivitet.
De bästa resultaten erhölls för syrekoncentrationer omkring 3 g O2 m-3 med en genomsnittlig kvävereningshastighet av 1,8 g N m-2 d-1. En ökning av nitritkoncentrationerna i batch-reaktorn liksom en minskning av hastigheten för rening av oorganiskt kväve observerades vid syrekoncentrationer över 4 g O2 m-3. Detta kan leda till accumulation av nitrit i reaktorn och att Anammoxprocessen förloras.
Det konstaterades något förvånande att biofilmens tjocklek inte hade någon betydelse för kvävereningshastigheten i pilotanläggningen.
Källa: G. Cema, E. Plaza, J. Trela and J. Surmacz-Górska: Dissolved oxygen as a factor influencing nitrogen removal rates in a one-stage system with partial nitritation and Anammox process. Water Science & Technology 64.5 2011 pp 1009 – 1015
Artikeln kan köpas från utgivaren här.
