módszerek további fejlesztési irányai
2. A szennyvíz nitrogénfeleslegének a kémiai eltávolításaeltávolítása
A nitrogén, pontosabban az ammónium eltávolítására biológiai út mellett három féle kémiai lehetőség is adódna.
Sajnos ezek fajlagos költsége sokkal nagyobb, mint a biológiai módszeré, ezért a gyakorlatban egyik sem terjedt el. A legegyszerűbb lenne az ammónium MgNH4PO4 formában történő kicsapatása. Ez 8 körüli pH-nál jó hatásfokkal lehetséges, azonban a hozzászükséges magnézium és foszfát ára ezt mégsem teszi gazdaságossá. A MAP, vagy ásványi nevén struvit a mezőgazdaságban műtrágyaként is felhasználható lehetne, mégsem lehet a folyamatot versenyképessé tenni.
Más megoldás lehetne az ammónium ioncserével történő kivonása a szennyvízből. Az ioncsere olyan művelet, amely a kívánt komponenssel történt telítés után annak leszorítását, az ioncserélő regenerálását is igényli. Ekkor viszont nem kívánt szennyezőanyag kerül a regenerálóvízbe. Ezen túl az is gondot jelent, hogy az ioncserélő a biológiailag tisztított szennyvíz lebegő és oldott szerves szennyezőire is érzékeny, azok mechankailag is eltömíthetik, sőt kémiailag is elszennyezhetik (adszorpció). Ezért az ioncsere is csupán kutatások tárgya a megoldás tekintetében. A víz lúgosítását (pH mintegy 10) követő ammónia sztrippelés, kifúvatás jöhetne még elvileg szóba. Ennek is csak koncentrált, meleg ammónium oldatok esetében van azonban csak realitása. A desztilláció olyan drága, hogy az ammónia savas megkötésével, s ezzel ammónium-szulfát műtrágya előállításával kombináltan sem válik rentábilissá. Ugyanez igaz az ammónia parciális oxidációval történő energetikai hasznosítására is. Egy japán tulajdonú ftallocianid üzem kiépített ugyan hazánkban ilyen megoldást két évtizede, de azóta a költségigénye miatt beszüntette az üzemeltetését.
3. Hivatkozások:
Ahn, Y. H., Hwang, I. S., Min, K. S. (2004) ANAMMOX and partial denitritation in anaerobic nitrogen removal from piggery waste. Wat Sci Tech., 49 (5/6) 145-153.
Dijkman, H., Strous, M. (1999) Process for ammonia removal from wastewater. Patent 1999;
PCT/NL99/00446.
Egli, K., Fanger, U., Alvarezz, P.J.J., Siegrist, H., van der Meer, J.R., Zehnder, A.J.B. (2001) Enrichment and characterization of an anammox bacterium from a rotating biological contactor treating ammonium rich leachate. Arch. Microbiol. 175 198– 207.
Fazekas,B., Thury, P., Kárpáti Á. (2008) A vízből történő ammónium eltávolítás múltja, jelene, távlatai.
A nitrogéneltávolítási módszerek további fejlesztési irányai
MASZESZ Hírcsatorna, 2008 (1-2) 3-9.
Hanaki, K., Wantawin, C., Ohgaki, S. (1990) Nitrification at low level of DO with and without organic loading in a suspended growth reactor. Water Res. 24 297– 302.
Hellinga, C., Schellen, A.J.C., Mulder, J.W., van Loosdrecht, M.C.M., Heijnen, J.J. (1998) The SHARON process: an innovative method for nitrogen removal from ammonium rich wastewater. Water Sci Technol 37 135– 42.
Jetten, M.S.M., Horn, S.J., van Loosdrecht, M.C.M. (1999)Towards a more sustainable municipal wastewater treatment system. Water Sci Technol 35 171– 80.
Jetten, M.S.M., Strous, M., van de Pas-Schoonen, K.T., Schalk, J., van Dongen, U., van de Graaf, A.A., et al.
(1999) The anaerobic oxidation of ammonium. FEMS Microbiol Rev. 22 421– 37.
Jetten, M.S.M., Wagner, M., Fuerst, J., van Loosdrecht, M.C.M., Kuenen, G., Strous, M. (2001) Microbiology and application of the anaerobic ammonium oxidation (‘ANAMMOX’) process. Curr Opin Biotechnol 12 283–
8.
Jetten, M.S.M., Schmid, M., Schmidt, I., Wubben, M., van Dongen, U., Abma, W. (2002) Improved nitrogen removal by application of new nitrogen cycle bacteria. Rev Envir Sci Bio/Technol, 1:51– 63.
Kuai, L., Verstraete, W. (1998) Ammonium removal by the oxygen-limited autotrophic nitrification–
denitrification system. Appl Environ Microbiol 64 4500– 6.
Mulder A, van de Graaf AA, Robertson LA, Kuenen JG. Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor. FEMS Microbiol Ecol 1995; 16 : 177– 84.
Mulder, J.W., van Loosdrecht, M.C.M., Hellinga, C., van Kempen, R. (2001) Full scale application of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering. Water Sci Technol 43 127–
34.
Picioreanu, C., van Loosdrecht, M.C.M., Heijnen, J.J. (1997) Modelling of the effect of oxygen concentration on nitrite accumulation in a biofilm airlift suspension reactor. Water Sci Technol 36 147–56.
Schönborn, W., Historical developments and ecological fundamentals (1986) in: Biotechnology 1st ed. Vol. 8.(
Rehm., H.-J., Reed, G., Eds.) Weinheim:VCH, 1986 pp. 3-42.
Schmid, M., Twachtmann, U., Klein, M., Strous, M., Juretschko, S., Jetten, M.S.M., et al. (2000) Molecular evidence for genus level diversity of bacteria capable of catalyzing anaerobic ammonia oxidation. Syst. Appl Microbiol 23 93– 106.
Sliekers, A.O., Derwort, N., Gomez, J.L.C., Strous, M., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. (2002) Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite in one single rector. Water Res. 36 2475– 82.
Sliekers, A.O., Third, K.A., Abma, W., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. (2003) CANON and Anammox in a gas lift reactor. FEMS Microbiol Lett 218 339–44.
Strous, M., van Gerven, E., Zheng, P., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. (1997a) Ammonium removal from concentrated waste streams with the anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) process in different reactor configurations. Water Res 31 1955 – 62.
Strous, M., van Gerven, E., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. (1997b) Effects of aerobic and micro-aerobic conditions on anaerobic ammonium oxidizing (anammox) sludge. Appl Environ Microbiol 63 2446 – 8.
Strous, M., Heijnen, J.J., Kuenen, J.G., Jetten, M.S.M. (1998) The sequencing batch reactor as a powerful tool for the study of slowly growing anaerobic ammonium-oxidizing microorganisms. Appl Microbiol Biotechnol 50 589–96.
Strous, M., Fuerst, J.A., Kramer, E.H.M., Logemann, S., Muyzer, G., van de Pas-Schoonen, K.T., et al. (1999a) Missing lithotroph identified as new Planctomycete. Nature;400 446– 9.
Strous, M., Kuenen, J. G., Jetten, M.S.M. (1999b) Key physiology of anaerobic ammonium oxidation. Appl Environ Microbiol 65 3248– 50.
Wett, B. (2007) Development and implementation of a robust deammonification process. Wat Sci Tech., 56 (7):81-88.
van de Graaf, A.A., de Bruijn, P., Robertson, L.A., Jetten, M.S.M., Kuenen, J.G. (1996) Autotrophic growth of anaerobic ammonium oxidizing microorganisms in a fluidized bed reactor. Microbiol. 142 2187 – 96.
van de Graaf, A. A., de Bruijn, P., Robertson, L.A., Jetten, M.S.M., Kuenen, J.G. (1997) Metabolic pathway of anaerobic ammonium oxidation on the basis of N-15 studies in a fluidized bed reactor. Microbiology 143 2415–21.
A nitrogéneltávolítási módszerek további fejlesztési irányai
van Dongen, U., Jetten, M.S.M., van Loosdrecht, M.C.M. (2001) The SHARON-ANAMMOX process for treatment of ammonium rich wastewater. Water Sci Technol 44 153– 60.
van Kempen, R., Mulder, J.W., Uijterllnde, C.A., van Loosdrecht, M.C.M. (2001) Overview: full scale experience of the SHARON process for treatment of rejection water of digested sludge dewatering. Water Sci Technol 44 145–52.
van Loosdrecht, M.C.M, Jetten, M.S.M. (1998) Microbiological conversions in nitrogen removal. Water Sci Technol 38 1– 7.
4. Példák és kérdések:
Milyen mértékben csökkenthető a nitrogéneltávolítás fajlagos oxigénigénye az iszapvíz bemutatott szeparált nitrogénmentesítési változatainál?
Milyen szabályozással szoríthatók vissza a NOB mikroorganizmusok az AOB fajokkal szemben?
Hogyan biztosítható szimultán folyamatként a nitritáció és az anaerob ammónium oxidáció?
Hogyan biztosítható az ammónium kémiai eltávolítása szennyvizekből?