16 | 07 | 2019
Новое на сайте
Популярное

Нитрификация – процесс окисления аммиака до азотистой, а затем азотной кислоты. Процесс в природе происходит в две фазы, каждая из которых осуществляется специфическими группами бактерий.

Первая фаза нитрификации– окисление аммонийных солей до солей азотистой кислоты (нитритов) осуществляется нитритнымибактериями – представителями родов Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira, Nitrosovibrio, Nitrosolobus,:

2 NH3 + 3 О2 → 2 НNO2 + H2O + Эн. (148 ккал)

Вторая фаза нитрификации– окисление нитритов в нитраты осуществляется нитратными бактериями – представителями родов Nitrobacter, Nitrococcus, Nitrospira:

2 НNO2 + О2 → 2 НNO3 + Эн. (48 ккал)

Нитрифицирующие бактерии открыл в 1889 г. С.Н. Виноградский. В настоящее время они объединены в семейство Nitrobacteriaceae. Это грамотрицательные микроорганизмы, облигатные аэробы или микроаэрофилы. Большинство их являются облигатными автотрофами, которые при наличии органических веществ не размножаются. Лишь некоторые из них включают в состав своих клеток углерод отдельных органических соединений (глюкозы, аминокислот). Основным источником углерода для нитрифицирующих бактерий является СО2 воздуха, ассимиляция которого осуществляется в цикле Кельвина, а необходимая для этого энергия поступает в результате окисления аммиака. Процесс нитрификации локализован на цитоплазматической и внутрицитоплазматических мембранах. Ему предшествует поглощение аммиака и перенос его через ЦПМ с помощью медьсодержащей транслоказы.

Нитрификация происходит в почвах, озерах, морях, океанах. Она имеет как положительное значение, являясь важным этапом в круговороте азота в природе, так и отрицательное. Хотя нитраты хорошо усваиваются растениями и способствуют растворимости других необходимых растению элементов (например, фосфора и железа), они значительно легче и быстрее вымываются из почвы, чем аммонийные соли. Поступление азота с нитратами в воды морей и океанов составляет миллионы тонн в год. Поэтому интенсивная нитрификация может привести к обеднению почв азотом. С целью регуляции этого процесса вносят препараты, ингибирующие нитрификацию, например, нитропирин, пиридин и его производные. Эти препараты подавляют первую фазу автотрофной нитрификации, но не влияют на гетеротрофную нитрификацию.

Образовавшиеся при нитрификации нитраты подвергаются в почве дальнейшим превращениям: 1) они могут быть использованы высшими растениями; 2) могут вымываться в водоемы; 3) закрепляться в клетках микроорганизмов, которые используют нитраты в качестве источника азота; 4) восстанавливаться микроорганизмами до молекулярного азота и аммиака.

Актуализированный СНиП [1] разрешил для расчета сооружений с биологическим удалением азота и фосфора применять любую, в том числе зарубежную методику расчета. С 2012 года в СНиП утверждено использовать для расчета современные математические модели. Выбор того или иного метода расчета определяется проектировщиком под его ответственность. На практике, в основном, применяется немецкая методика ATV-DVWK-A 131E, упрощенная методика расчета аэротенков, математическая модель GPS-X (GIDROMANTIS Канада, модель «Биосим» («Эко-Полимер»).
В последние годы неоднократно встречались станции, реконструированные с применением расчета по современным методикам, без существенных ошибок в расчетах, но, к сожалению, не вышедшие на расчетный режим после пуска в эксплуатацию. В статье будут рассмотрены основные существующие методы расчета, даны рекомендации по их применению во избежание ошибок при их использовании, а так же показаны преимущества расчета математического моделирования.
Ключевые слова: математическое моделирование, нагрузка на ил, методика ATV131, GPS-X, иловый индекс, анаэробный возраст ила, удаление азота и фосфора, прирост активного ила, доза ила, процесс нитрификации, процесс денитрификации.

Рейтинг Яндекс.Метрика