Зачастую, при обсуждении очистки сточных вод, фокус смещается на органическую нагрузку. И это понятно – это более 'видимый' и часто более проблемный аспект. Но, на мой взгляд, очистка сточных вод с высоким содержанием аммонийного азота часто остается в тени, хотя именно аммоний и его производные, в конечном итоге, являются критическим фактором в стабильности и эффективности любого очистного сооружения. Встречаю ситуации, когда наладили отличную работу по удалению BOD и COD, а аммиак продолжает 'вылезать' наружу, влияя на качество очистки и создавая неприятные запахи. Иногда кажется, что проблема решается только 'подкручиванием' реагентов, а на самом деле, требует более глубокого понимания биохимических процессов и специфики стока.
Аммонийные соединения, как известно, являются одним из наиболее токсичных форм азота в сточных водах. Они оказывают негативное влияние на водные экосистемы, могут способствовать эвтрофикации и ухудшению качества питьевой воды. Более того, переход аммония в нитриты и нитраты, особенно в условиях недостатка кислорода, представляет собой серьезную опасность, так как нитраты могут накапливаться в продуктах питания и представлять угрозу для здоровья человека. И конечно, не стоит забывать о неприятных запахах, которые часто сопровождают высокую концентрацию аммиака. Этот фактор часто влияет на общественное восприятие и, соответственно, на возможности развития предприятия. Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии (https://www.kitay-lchj.ru) сталкиваемся с этим постоянно, разрабатывая решения для различных промышленных предприятий.
Специфика очистки сточных вод с высоким содержанием аммонийного азота заключается в том, что биологическая денитрификация – основной способ его удаления, требует определенных условий. Недостаток кислорода, высокая концентрация органических веществ, неправильный состав микрофлоры – все это может существенно снизить эффективность процесса. Многие предприятия пытаются решить проблему добавлением больших доз кислорода, но это часто приводит к неэффективному использованию энергии и увеличению эксплуатационных расходов. Иногда лучше найти другой подход, оптимизируя существующую систему или внедрив новые технологии.
Один из наиболее распространенных сценариев, с которым мы сталкиваемся, – это кислородный головочный процесс (oxygen limitation). С одной стороны, мы добавляем кислород, чтобы стимулировать нитрифицирующие бактерии, а с другой – высокая концентрация органики “забивает” кислород, подавляя денитрифицирующие бактерии. В результате, образуются нитриты, которые, как мы уже говорили, представляют собой серьезную опасность. И тут просто добавление кислорода не решает проблему, требуется более тонкая настройка процесса. Часто помогает оптимизация времени пребывания сточных вод в реакторе, использование различных ингибиторов роста нитрифицирующих бактерий (только под контролем и с учетом возможных последствий), или даже изменение конструкции реактора. Недавно у нас был опыт работы с предприятием пищевой промышленности, где мы внедрили систему дозированного добавления органических субстратов для стимулирования роста денитрифицирующих бактерий. Это позволило существенно снизить концентрацию нитритов и улучшить качество очистки.
Еще одна проблема – недостаточная биомасса денитрифицирующих бактерий. Это может быть связано с низкой концентрацией аммония в сточных водах, недостатком питательных веществ или неправильным составом микрофлоры. В таких случаях можно использовать различные способы стимулирования роста денитрифицирующих бактерий: добавление специфических питательных веществ (например, сульфата железа), изменение pH или температуры, или даже внедрение специальных бактериальных культур. У нас есть опыт работы с различными производителями бактериальных препаратов, но важно тщательно выбирать препарат, учитывая специфику сточных вод и условия эксплуатации очистного сооружения. Не всегда самый дорогой препарат является самым эффективным.
Сегодня существует множество технологий, которые можно использовать для очистки сточных вод с высоким содержанием аммонийного азота. Например, анаэробные реакторы (UASB, LIC, LICMAX) хорошо зарекомендовали себя для удаления аммония в сточных водах с высоким содержанием органических веществ. Однако, они требуют тщательного контроля параметров процесса и могут быть чувствительны к изменениям в составе сточных вод. Денитрификационные реакторы (LC-AnDen) также эффективны, но требуют более сложной конструкции и более тщательной настройки. Фентонный псевдоожиженный слой – это еще один перспективный метод, который может использоваться для удаления аммония и других загрязняющих веществ. Использование электрокаталитических окислительных реакторов (ECOR) – более современный подход, который позволяет удалять аммоний с высокой эффективностью при низких концентрациях.
Мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии часто используем комбинацию различных технологий для достижения оптимальных результатов. Например, мы можем использовать анаэробный реактор для первичного удаления аммония, а затем денитрификационный реактор для его окончательного удаления. Или же мы можем использовать фентонный псевдоожиженный слой для удаления аммония и других органических веществ, а затем биологическую очистку для удаления оставшихся загрязняющих веществ.
За время нашей работы мы столкнулись с различными проблемами и ошибками. Одна из наиболее распространенных ошибок – это недооценка важности стабильности микрофлоры. Если микрофлора не адаптирована к условиям эксплуатации, то процесс очистки сточных вод с высоким содержанием аммонийного азота будет работать неэффективно. Поэтому важно проводить регулярный мониторинг микрофлоры и при необходимости принимать меры по ее восстановлению.
Еще одна важная вещь – это контроль pH. Аммиак наиболее стабилен в нейтральных и слабощелочных условиях. При низком pH он может переходить в газообразный аммиак, что приводит к увеличению потерь и созданию неприятных запахов. При высоком pH он может образовывать аммиачные соли, что может снизить эффективность денитрификации. Поэтому важно поддерживать pH в оптимальном диапазоне.
И, конечно, важно помнить о необходимости регулярной очистки и обслуживания оборудования. Засорение реакторов и трубопроводов может привести к снижению эффективности процесса и увеличению эксплуатационных расходов. Мы всегда рекомендуем нашим клиентам разработать график регулярного обслуживания оборудования и строго его соблюдать.
Очистка сточных вод с высоким содержанием аммонийного азота – это сложная задача, требующая глубокого понимания биохимических процессов и специфики сточных вод. Но, при правильном подходе и использовании современных технологий, эту задачу можно решить эффективно и надежно. Главное – не забывать о стабильности микрофлоры, контроле pH и регулярном обслуживании оборудования.
