Autotrophic nitrogen removal and relevant equilibrial processes

Viimastel aastakümnetel on tehtud ridamisi avastusi, mis on oluliselt täiendanud teadmisi loodusliku lämmastikuringe kohta. Üks olulisemaid neist on reoveepuhastuses kasutatav anammoks-protsess, mis toimub Planctomycetes hõimkonda kuuluvate autotroofsete bakterite vahendusel ja mille käigus ammooniumlämmastik oksüdeeritakse anoksilistes tingimustes, kasutades elektronaktseptorina nitritit. On teada, et teatud osa anammoks-bakterid võivad kasutada peale ammooniumi ka teisi substraate. Käesolevas töös uuriti lämmastikuärastust, kasutades elektronaktseptorina sulfaati. Uuritud tingimustes jäi ärastuse efektiivsus madalaks (ca ¼ lämmastikust) ning protsess oli ebastabiilne. Töö ühe osana teostati autotroofse lämmastikuärastusega pilootseadme käivitamine kolmes erinevas konfiguratsioonis (eraldatud biomudaga nitritatsiooni- ja biokilepõhine anammoks reaktor, vahelduvaeratsiooniga biokilereaktor ja biomudapõhine annuspuhasti). Protsessi aluseks oli ammooniumlämmastiku osalise nitriteerimise kombineerimine konventsionaalse anammoks protsessiga. Protsessi sissevooluna kasutati munitsipaalreoveepuhasti liigmuda anaeroobsel stabiliseerimisel tekkivat eeltöötlemata vädu. Autotroofne lämmastikuärastus käivitus kõikides uuritud reaktorites, parimad tulemused (ärastuskiirus kuni 1 kg-N m–3 d–1) saavutati vahelduvaeratsiooniga biokilereaktoris. Edukas protsessi käivitamine nõuab pH kontrolli (pH<7,5), vaba ammoniaagi kontsentratsiooni jälgimist (< 10 mg-N L–1), aeratsiooni aja- ja hapniku kontsentratsiooni (0,3-0,8 mg-O2 L–1) ning sissevoolu heljumi kontrolli (heljumit < 1000 NTU). Vädu on keerulise koostisega süsteem, mille üksikute komponentide kontsentratsioonid on määratud mitmete pH-st sõltuvate tasakaaluliste protsessidega. Vädu efektiivseks käitluseks on oluline teada selle koostises olevate komponentide kontsentratsioone. Käesolevas töös tuletati matemaatilised mudelid kolmele heterogeensele tasakaalulisele süsteemile: avatud ja suletud süsteemidele CO2–HCO3––CO32––CaCO3 ning suletud süsteemile H2O–CO2–CaCO3–NH4Cl. Kõigile kolmele mudelile teostati eksperimentaalne valideerimine. Mudelite kasutamine võimaldab hinnata konjugeeritud tasakaalulisi protsesse keskkonnas ning leida nendes protsessides osalevate osakeste kontsentratsioone.

Author

• Rikmann, Ergo

• lämmastikuärastus
• reoveepuhastus

Identifier

hdl:10062/65204

OAI identifier oai:identifier

oai:dspace.ut.ee:10062/65204