Yüksek amonyum içerikli atıksulardan nitiritasyonla biyolojik filtrede amonyum giderimi

Abstract

Atıksu arıtımında azot bileşiklerinin giderimi önemli bir sorun oluşturmaktadır. Yüksek azot derişimine sahip atıksular, atıksu arıtma tesislerinde çamur arıtımı esnasında ortaya çıkmaktadır. Bu tür tesis içi oluşan yüksek amonyum içeren atıksuların mikroorganizmalara toksik etkisi ve aşırı oksijen tüketimine sebep olması biyolojik nitrifikasyonu güçleştirmektedir. Bu nedenle istenilen çıkış suyu kalitesine ulaşmak için mevcut atıksu arıtma tesislerinde, tesis içinde oluşan yüksek amonyum içerikli atıksuların tesis başlangıcına çevrilmeden ayrı ünitelerde arıtılması gerekmektedir.Bu amaçla son yıllarda, yüksek azot içerikli atıksuların arıtımında kısmi biyolojik azot giderimi (nitritasyon, kısmi nitrifikasyon) gibi yeni süreçler ve işletim yöntemleri konusunda araştırmalar yaygın olarak sürdürülmektedir. Bu süreçte biyolojik nitrifikasyon ve denitrifikasyonun ara ürünleri nitrit ve nitrattan, kısmi nitrifikasyon ile nitrat yerine nitrit birikimi sağlanmaktadır. Klasik biyolojik nitrifikasyona göre nitritasyonda, amonyumun oksitlenmesi ile %25 oksijen ve denitritasyonda yaklaşık olarak %40 karbon gereksinimi azalmakta ve ayrıca denitrikasyon hızı nitrit ile nitrattan 1,5?2,0 daha hızlı gerçekleşmektedir.Bu çalışmada, yüksek amonyum içerikli atıksulardan azot gideriminde 25 ve 35 0C sıcaklıklarda iki bağlı büyüme reaktöründe kısmi nitrifikasyon çalışılmıştır. Reaktör işletim parametresi azot yüklemesi, çözünmüş oksijen ve pH'ın NH4-N giderme verimine ve NO2-N birikimine etkisi incelenmiştir. Ağır metaller, Cu+2, Ni+2 and Cr+6' nın deneysel çalışmalarda elde edilen en iyi işletim koşullarında kısmi nitrifikasyona etkisi değerlendirilmiştir.

The removal of nitrogen compounds is an important problem in wastewater treatment process. High-nitrogen wastewater is typically generated in side-stream wastewaters such as nitrified municipal sludge decants. The high level of ammonium makes it difficult to be biologically nitrified due to the ammonia toxicity to nitrifiers and the extensive oxygen requirement for nitrification. Therefore it is desirable to treat ammonium rich supernatant before returning to the head of wastewater treatment plant.Some new processes and operational strategies like shortcut biological nitrogen removal (nitritation, partial nitrification) have arisen in order to remove high concentrations of nitrogen compounds in the wastewaters. This process is based on the facts that, since nitrite and nitrate are intermediary compounds in nitrification and denitrification, a partial nitrification to nitrite and denitrification from accumulated nitrite, instead from nitrate, would be feasible. In contrast to the traditional BNR process, the nitritation/denitritation process results in savings amounting to 25% of the oxygen supply for nitritation while carbon requirements for denitritation are approximately 40% lower than for denitrification and denitrification rates with nitrite are 1.5-2 times greater than with nitrate.In this study, ammonium removal from wastewaters containing high ammonium concentrations was investigated for the determination of optimum process conditions at 25 and 35 0C by using partial nitrification process in the attached growth biological reactors. The operational parameter of nitrogen loading rate (NLR), dissolved oxygen concentration and pH were studied to determine the maximum NH4-N removal efficiency and NO2-N accumulation in the reactor. The inhibition affects of heavy metals, Cu2+, Ni2+ and Cr6+on partial nitrification were investigated under optimal condition.