Если честно, до сих пор встречаю коллег, которые путают классическую нитрификацию-денитрификацию с анаэробным окислением аммония. Вроде бы разница очевидна – здесь аммоний и нитриты одновременно потребляются анаэробными бактериями, но на практике каждый второй технолог сначала пытается добавить аэрацию. Мы в Шаньдун Люйчуан через это прошли, когда тестировали пилотную установку на текстильном комбинате в Цзянсу.
Помню, как в 2019 году мы три месяца не могли выйти на стабильные показатели по окислению аммония. Оказалось, проблема была в микроскопическом содержании кислорода – всего 0.2 мг/л, но этого хватало, чтобы нитрификаторы начали подавлять анаэробную биомассу. Пришлось переделывать систему герметизации реактора, хотя по паспорту он считался полностью анаэробным.
Сейчас в наших реакторах LICMAX специально предусмотрены зоны с плавающей загрузкой, где формируются те самые гранулы анаэробного ила. Но чтобы получить активную биомассу, сначала приходится запускать процесс с добавлением доноров электронов – мы используем комбинацию тиосульфата и небольшого количества метанола. Да, это немного повышает затраты, но без этого этапа выход на проектные показатели занимает в полтора раза дольше.
Интересно, что температурный диапазон оказался шире, чем предполагалось изначально. В документации пишут про строгие 30-35°C, но на металлургическом заводе в Красноярске мы работаем при 27°C уже два года без потери эффективности. Правда, пришлось увеличить время гидравлического удержания на 15%.
На сайте kitay-lchj.ru мы не просто так разместили описание технологии – каждый пункт проверен на объектах. Например, на том же текстильном комбинате суточная нагрузка по азоту достигала 1200 кг/сутки. После запуска процесса анаэробного окисления аммония удалось снизить расходы на электроэнергию на 68% по сравнению с классической нитрификацией.
Были и неудачные попытки. На пивоваренном заводе в Белгороде не учли сезонные колебания pH сырья – весной поступали стоки с pH 9.2, что привело к частичной гибели биомассы. Пришлось экстренно устанавливать систему автоматической коррекции pH с двойным контролем. Теперь это стандартная опция для всех наших проектов.
Особенно сложно работать с сточными водами мясокомбинатов – там мешают жиры. Мы пробовали разные варианты предварительной очистки, но оптимальным оказалось сочетание флотации с электрокаталитическими окислительными реакторами. Хотя это увеличивает капитальные затраты, но сохраняет стабильность основного процесса.
В ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии сначала использовали стандартные реакторы UASB, но для высокого качества процесс анаэробного окисления аммония пришлось разрабатывать LICMAX с многоуровневой системой сепарации. Основная проблема – всплывающие гранулы ила, которые уносились потоком. Решили установить трехступенчатые сепараторы из нержавеющей стали 316L.
С денитрификацией тоже не всё однозначно. Иногда клиенты требуют полного удаления азота, тогда мы комбинируем LC-AnDen с анаэробными мембранными биореакторами. Но должен отметить, что мембраны требуют более тщательного обслуживания – особенно при работе с высокоминерализованными стоками.
Сейчас тестируем систему с фентонным псевдоожиженным слоем для предварительной обработки сложных промышленных стоков. Первые результаты обнадеживают – удается снизить ХПК на 40-50% перед подачей в основной реактор. Но пока рано говорить о массовом внедрении, нужно набрать больше статистики.
Часто приходится объяснять заказчикам, что анаэробное окисление аммония – не панацея. Например, при содержании сероводорода выше 50 мг/л процесс практически останавливается. На химическом заводе в Татарстане пришлось проектировать дополнительную систему удаления сернистых соединений.
Ещё один момент – многие недооценивают важность контроля окислительно-восстановительного потенциала. Мы используем калиброванные электроды ORP с автоматической корректировкой режима. Но даже при этом раз в месяц требуется ручная проверка – автоматика иногда дает сбои при резких изменениях состава стоков.
Интересный случай был на целлюлозно-бумажном комбинате – там мешали лигносульфонаты. Пришлось разрабатывать специальную схему с ультрафильтрацией перед основным реактором. Зато теперь этот опыт используем на других объектах целлюлозной промышленности.
Сейчас мы в Шаньдун Люйчуан экспериментируем с иммобилизацией бактерий на полимерных носителях. Предварительные данные показывают увеличение скорости процесса на 20-25%, но пока неясно, как поведет себя система при длительной эксплуатации. Испытания планируем завершить к концу 2024 года.
Также рассматриваем возможность рекуперации тепла от реакторов – температура процесса 30-35°C позволяет подогревать поступающие стоки в зимний период. Это особенно актуально для регионов с холодным климатом, где мы сейчас активно работаем.
Если говорить о глобальных тенденциях, то будущее за гибридными системами. Мы уже видим запросы на комбинацию анаэробных методов с мембранными технологиями. Возможно, следующий этап – создание компактных установок для локальной очистки сточных вод непосредственно на производственных линиях.
