Prefazju: Dan l-artikolu jiddiskuti l-"proċess tat-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku ta 'Anammox." Dan il-proċess bijoloġiku tat-tneħħija tan-nitroġenu ilu prattikament użat fl-impjanti tat-trattament tad-drenaġġ mill-2002, iżda r-rata ta 'adozzjoni tiegħu hija estremament baxxa; huwa diffiċli li ssib ħafna impjanti tat-trattament tad-drenaġġ fiċ-Ċina li jużaw din it-teknoloġija. Mill-prinċipji tagħha, nistgħu naraw li meta mqabbla ma 'proċessi tradizzjonali ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni, għandha żewġ vantaġġi sinifikanti: konsum baxx ta 'enerġija (l-ebda ħtieġa ta' arjazzjoni fuq skala kbira-) u l-ebda ħtieġa għal sors ta 'karbonju (mikro-organiżmi awtotrofiċi). L-użu ta 'dan il-proċess jista' jnaqqas ħafna l-ispejjeż operattivi tat-tneħħija tan-nitroġenu.
I. Prinċipji Tekniċi ta' Anammox
Definizzjoni: It-teknoloġija Anammox hija faħħara bħala avvanz rivoluzzjonarju fit-trattament bijoloġiku tad-drenaġġ fil-bidu tas-seklu 21. Jutilizza tip speċjali ta 'batterji awtotrofiċi-batterji ossidanti ta' l-ammonja anerobika-biex jikkonvertu direttament in-nitroġenu ta 'l-ammonja (NH₄⁺) u nitritu (NO₂⁻) f'gass tan-nitroġenu (N₂) taħt kondizzjonijiet anerobiċi jew ta' ossiġnu-limitati, u jikseb tneħħija effiċjenti ħafna tan-nitroġenu. Dan il-proċess ibiddel il-proċess tradizzjonali ta' nitrifikazzjoni-denitrifikazzjoni, li jeħtieġ ammonti kbar ta' sorsi ta' ossiġnu u karbonju organiku.
Prinċipju ewlieni:
Reazzjoni Kimika tal-qalba: NH₄⁺ + NO₂⁻ → N₂ + 2H₂O. Il-batterji li ossidaw l-ammonja anaerobika "għaqqad" direttament l-ammonja u n-nitrit biex jiġġeneraw gass tan-nitroġenu li ma jagħmilx ħsara, mingħajr il-bżonn li jossidizza kompletament in-nitroġenu tal-ammonja f'nitrat u mbagħad tnaqqasha.
Fissazzjoni tal-Karbonju Ċellulari: Din il-komunità batterjali tutilizza karbonju inorganiku (bħal CO₂/HCO₃⁻) bħala sors ta 'karbonju, li jikber permezz ta' tkabbir kimoawtotrofiku, u jnaqqas b'mod sinifikanti l-konsum ta 'sorsi ta' karbonju organiku.
Iffrankar sinifikanti ta 'Enerġija: Meta mqabbel ma' proċessi tradizzjonali, teoretikament, jista 'jiffranka madwar 60% tal-konsum ta' enerġija ta 'arjazzjoni (l-ebda ħtieġa għal nitrifikazzjoni kompleta), 100% ta' sors ta 'karbonju organiku (l-ebda ħtieġa għal denitrifikazzjoni), u jnaqqas il-produzzjoni ta' ħama żejda sa 90%.
II. Kundizzjonijiet ta' Implimentazzjoni u Sfidi Ewlenin
Kundizzjonijiet tal-Kontroll tar-Reazzjoni:
Provvista Preċiża ta' Nitrite: Porzjon ta' nitroġenu ta' l-ammonja jeħtieġ li jiġi ossidizzat b'mod preċiż f'nitritu (nitrifikazzjoni qasira-maqtugħa) biex tinżamm konċentrazzjoni stabbli ta' NO₂⁻ (tipikament<30 mg/L). Excessive levels will inhibit bacterial activity, while insufficient levels will result in inadequate reaction.
Kontroll Preċiż tal-Ossiġenu Maħlul (DO): Jeħtieġ li jinħoloq mikroambjent anossiku/anaerobiku lokalizzat (DO < 0.5 mg/L) fir-reattur biex jipprovdi spazju għall-għajxien għall-batterji Anammox filwaqt li tiġi żgurata s-sopravivenza tal-batterji ossidanti tal-ammonja- billi jipprovdi NO₂⁻.
Rekwiżiti tat-Temperatura: Temperatura ottimali 30-40 grad. Temperaturi baxxi (<15°C) will significantly reduce bacterial activity and increase operational difficulty.
Rekwiżiti tal-Kwalità tal-Ilma: Sensittivi għal sustanzi tossiċi (bħal metalli tqal, materja organika, u sulfidi), b'kontenut baxx ta 'solidi sospiżi (SS).
Sfidi tal-Implimentazzjoni tal-Proċess:
Bidu estremament Bil-mod-: Il-batterji Anammox għandhom żmien twil ta' ġenerazzjoni (10-14-il jum) u ħin ta' rduppjar bil-mod (madwar 11-il jum), tipikament jeħtieġu 3-12-il xahar jew saħansitra aktar għall-bidu tar-reattur.
Żamma ta' Ħama Diffiċli: Disinji speċjali ta' reatturi (bħal sistemi ta' ħama granulari jew sistemi ta' bijofilm) huma meħtieġa biex iżommu b'mod effettiv il-batterji Anammox li qed jikbru bil-mod-.
Ikkoppjar tal-Proċess Kumpless: Il-kisba stabbli ta' nitrifikazzjoni-qatgħa qasira (li tipprovdi NO₂⁻) u l-akkoppjar effiċjenti tagħha mar-reazzjoni Anammox (bħal proċessi ta'-stadju wieħed jew f'żewġ-stadji) hija sfida ewlenija fil-kontroll tal-inġinerija.
Reżistenza Dgħajfa għal Tagħbijiet ta 'Xokk: Tolleranza fqira għall-varjazzjonijiet fil-kwalità, il-kwantità u t-temperatura ta' l-ilma influwenti, li tagħmel il-manutenzjoni ta 'l-istabbiltà operattiva diffiċli.
III. Każijiet Rappreżentattivi ta 'Applikazzjoni Kurrenti ta' din it-Teknoloġija
**Impjant għat-Trattament tal-Ilma Mormi ta' Dokhaven, Rotterdam, l-Olanda (L-ewwel applikazzjoni fid-dinja fuq skala sħiħa-- 2002):** Juża SHARON® (nitrifikazzjoni qasira-maqtugħa) + proċess Anammox® biex jittratta d-diġestat tal-ħama. Jopera b'suċċess għal ħafna snin, jirrappreżenta pass importanti fl-inġinerija teknoloġika.
**Impjant tat-Trattament tal-Ilma Mormi ta' Strass, l-Awstrija:** Wieħed mill-impjanti tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ l-aktar-awto{1}}suffiċjenti fid-dinja. Il-proċess tal--fluss DEMON® tal-ġenb tiegħu (ibbażat fuq l-Anammox) jittratta d-diġestat, inaqqas b'mod sinifikanti l-konsum tal-enerġija u jgħin lill-impjant jikseb aktar minn 100% awto{5}}suffiċjenza tal-enerġija.
**Impjant ta 'Riklamazzjoni tal-Ilma ta' Changi, Singapor:** Applikazzjoni ta'-skala kbira tat-teknoloġija Anammox (proċess DEMON) fit-trattament tal-fluss tal-ġenb-tagħha biex tittratta d-diġestat tal-ħama, ittejjeb l-effiċjenza tat-trattament u s-sostenibbiltà.
**Impjant tal-Ilma Reklamat Gaobeidian, Beijing, iċ-Ċina:** Wieħed mill-ewwel impjanti tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ fuq skala kbira-fiċ-Ċina biex jintroduċi u jopera b'suċċess it-teknoloġija Anammox tal-fluss tal-ġenb-(proċess DEMON) għat-trattament tad-diġestat tal-ħama.
L-Impjant tal-Ilma Reclaimed Huai Fang f'Beijing, iċ-Ċina, juża l-proċess Anammox ibbażat fuq MBBR biex jittratta l-likwidu tad-diġestjoni tal-ħama wara l-idroliżi termali.
IV. Analiżi tar-Raġunijiet għal Popolarizzazzjoni u Promozzjoni Limitata?
Minkejja l-vantaġġi sinifikanti tagħha, l-applikazzjoni attwali tal-ossidazzjoni anerobika tal-ammonja (ANAO) tibqa 'baxxa, speċjalment fit-trattament tad-drenaġġ muniċipali mainstream. Ir-raġunijiet ewlenin huma kif ġej:
1. Limitu tekniku għoli u kontroll kumpless: Huwa sensittiv għall-varjazzjonijiet fil-kwalità tal-ilma u jeħtieġ preċiżjoni estremament għolja fil-kontroll ta 'parametri bħal ossiġnu maħlul, konċentrazzjoni ta' nitrit, u temperatura, li jaqbżu bil-bosta l-proċessi tradizzjonali. It-tħaddim u l-manutenzjoni jeħtieġu persunal tekniku b'ħiliet għolja.
2. Bidu bil-mod-u investiment għoli: Il-perjodu twil tal-bidu-(diversi xhur jew saħansitra aktar minn sena) iżid l-ispejjeż u r-riskji inizjali tal-proġett; ir-reatturi speċjali meħtieġa għall-arrikkiment mikrobjali u ż-żamma tal-ħama (bħal sodod tal-ħama granulari u MBBRs) għandhom spejjeż ta 'investiment inizjali għoljin.
3. Nuqqas ta 'disinn u esperjenza operattiva relatata: Meta mqabbel mal-proċess tal-ħama attivat ta' seklu-antik, it-teknoloġija ANAO ilha tintuża biss f'applikazzjonijiet ta 'inġinerija attwali għal madwar 20 sena. L-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn, il-manwali tat-tħaddim, u d-databases tal-esperjenza tas-soluzzjoni tal-problemi mhumiex maturi.
4. Diffikultà fil-kontroll tal-kundizzjonijiet ambjentali għall-mikro-organiżmi: L-ilma tad-dranaġġ muniċipali huwa kkaratterizzat minn temperaturi baxxi (speċjalment fix-xitwa), konċentrazzjonijiet baxxi ta 'nitroġenu tal-ammonja, kompożizzjoni kumplessa tal-ilma (COD, SS, inibituri), u varjazzjonijiet kbar fir-rata tal-fluss. Dawn il-karatteristiċi jiddevjaw b'mod sinifikanti mill-kundizzjonijiet ottimali ta 'tkabbir għall-batterji Anammox, u jagħmlu l-operat stabbli diffiċli.
5. Dipendenza fuq u fiduċja fi proċessi tradizzjonali ta 'denitrifikazzjoni: Nitrifikazzjoni tradizzjonali-proċessi ta' denitrifikazzjoni huma maturi, affidabbli, sempliċi biex joperaw, reżistenti ħafna għal tagħbijiet ta 'xokk, għandhom disinn estensiv u esperjenza operattiva, u huma appoġġjati minn bosta studji ta' każijiet ta 'suċċess, li joħolqu inerzja ta' appoġġ b'saħħitha. Wara kollox, ftit jikkunsidraw li jabbandunaw proċess matur għal wieħed ġdid, speċjalment minħabba r-riskji sinifikanti tal-investiment involuti.