Den enklaste formen av kväverening på avloppsreningsverk är nitritation av rejektvattnet från avvattnat rötat slam i en kemostat. Rejektvattnet bidrar normalt med 15-20 % av den totala kvävebelastningen på ett reningsverk. Ofta värmeväxlar en inte ned ett mesofilt rötat slam, vilket gör att rejektvattnet inte bara innehåller höga halter av ammonium utan är också varmt, över 30ᵒC.
I en kemostat är den hydrauliska uppehållstiden densamma som slamåldern (HRT = SRT).
Vid så höga temperaturer behövs ingen lång slamålder för att erhålla de kemoautotrofa ammoniumoxiderarna, och nitritoxiderarna kan tvättas ur på grund av att dessa växer långsammare än ammoniumoxiderarna vid temperaturer över drygt 20ᵒC. Genom att undvika nitritoxidationen kan upp till 25 % av luftbehovet minska teoretiskt. Hellinga et al. (1998) visar tillväxtkurvor för ammoniumoxiderare och nitritoxiderare som funktion av temperaturen, som är framtagna på labb.
Genom att hålla en aerob hydraulisk uppehållstid (HRT) i kemostaten på ca 0,5 dygn vid en temperatur på 35ᵒC ska en kunna få till en kultur av ammoniumoxiderare. Dock kan man inte räkna med att få en ammoniumoxidation som blir mer än ca 50 %. Problemet är att rejektvattnet enbart innehåller ca 1,1 mol alkalinitet (i HCO3-) per mol ammoniumkväve medan 1 mol oxiderat ammoniumkväve genererar 2 mol vätejoner. Alltså försurar ammoniumoxidationen sin omgivning, pH sjunker, vilket påverkar ammoniumoxidationen negativt genom att lågt pH i sig inte är bra, men också för att lågt pH innebär att det blir svårare för ammoniumoxiderarna att utnyttja det icke-organiska kolet i vattnet och ammoniumen. För att få tillstånd mer ammoniumoxidation måste alltså alkalinitet tillsättas antingen direkt genom t ex tillsats av lut eller indirekt genom denitrifikation med tillsats av extern kolkälla. Det sistnämnda är att föredra rent kostnadsmässigt.
Men återigen, det enda man behöver göra för att få bort ca 7-10% av sitt kväve på ett avloppsreningsverk är att lufta sitt rejektvatten i en kemostat med en HRT på 0,5 dygn och släppa vattnet till inkommande vatten för att därefter denitrifiera detta kväve i de inledande oluftade aktivtslamzoner med inkommande lättillgängliga organiska kolföreningar. Nu vet inte jag om 0,5 dygn räcker i praktiken. Jag vet att man i Rotterdam använder sig av 1,4 dygns aerob HRT i en sådan här reaktor i fullskala. När man kom fram till 0,5 dagar på labb pH-justerades nog försöken.
Den svåraste typen av kväverening på avloppsreningsverk är nog anammox i huvudströmmen, eller varför inte ammoniumadsorption eller - jonbyte.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar