2. Нитрификация и денитрификация

Для удаления из воды азота, находящегося в сточных водах в ви- де свободного аммиака, солей аммония и нитритов можно использо- вать восстановление нитратов до молекулярного азота биологическим способом (денитрификация). Предварительно необходимо окислить аммонийный азот в нитриты и нитраты (нитрификация).

Нитрификация - процесс окисления кислородом воздуха аммо- нийного азота до нитритов и нитратов, осуществляемый нитрифици- рующими микроорганизмами. На первой стадии процесса нитрифика- ции аммоний окисляется до нитритов, на второй стадии нитриты окис- ляются до нитратов:

  

2NH ₄ + 3О₂ = 2NO ₂ + 2Н₂О + 4Н ;

 

2NO ₂ + О₂ = 2NO ₃ .

Оптимальная величина рН нитрификации 6-9.

Денитрификаця - процесс восстановления нитритов и нитратов до свободного азота, который выделяется в атмосферу. Процесс может быть реализован при наличии в воде определенного количества орга- нического субстрата, окисляемого сапрофитными микроорганизмами до СО₂ и Н₂О за счет кислорода азотсодержащих соединений. При де- нитрификации обеспечивается очистка сточных вод одновременно от биологически окисляемых органических соединений и от соединений



азота (NO ₂



и NO ₃ ) оптимальная рН среды 7-7,5. Общая схема денит-

3

2 2 2

рификации: NO^  NO^  NO  N O  N .

В качестве органического субстрата могут быть использованы любые биологически окисляемые органические соединения (углеводы, спирты, органические кислоты, продукты распада белков и т.д.). Необ- ходимое соотношение величины БПК в сточных водах к нитратному азоту примерно равно 4:1. Процесс денитрификации может быть осу- ществлен и без органического субстрата путем автотрофной денитри- фикации восстановленных форм соединений серы. Автотрофная де- нитрификация обусловлена присутствием специфических бактерий, которые могут окислять различные соединения, содержащие восста-

новленные формы серы ( S^2 ,S O^2 ,S,SO^2 ,S O^2 ) и одновремен-

2 3 3 4 6

но восстанавливают нитраты до газообразного азота. Для образования клеточного вещества в этом случае используется неорганический угле- род.

Для процессов нитрификации и денитрификаци могут применять- ся традиционные сооружения биохимической очистки - аэротенки и биофильтры. В зависимости от вида сооружений различают одно-, двух- и трехстадийные схемы. При одностадийной схеме устраивают аэротенки продленной аэрации, одна секция в которых выделяется для восстановления азота нитратов до газообразного азота. При двухста- дийной схеме возможно использовать аэротенк с продленной аэрацией или контактный стабилизатор, в обоих случаях с изолированным де- нитрификатором.

При трехстадийной схеме обработка разделяется на три ступени: аэрация, нитрификация и денитрификация с использованием системы трех иловых культур. Для каждой стадии процесса - аэрации, нитрифи- кации и денитрификации имеется свой аэротенк, отстойник, система возврата активного ила.

Процессы нитри- и денитрификации могут проходить и в естест- венных условиях в биологических прудах. Они работают наиболее эф- фективно в южных районах в летнее время.