Proces částečná nitritace-anammox odstraňuje amoniakální dusík z odpadních vod s polovičními náklady na aeraci, až o 80 % nižší produkcí přebytečného kalu a bez spotřeby organického substrátu. Jde o zavedený proces pro odstraňování dusíku z kalových vod z anaerobní fermentace, a podobně koncentrovaných a teplých odpadních vod. Na tyto vody se částečná nitritace-anammox aplikuje již déle než deset let, a to např. pod názvy ANAMMOX®, ANITA™ Mox, DEMON®, nebo TERRAMOX®. Optimalizované provozy těchto technologií dusík běžně odstraňují při zatížení 0,5–2,3 kg∙m–3∙d–1 (30–35 °C). Současnou výzvou pro výzkum je implementace částečné nitritace-anammox do hlavního proudu studené splaškové odpadní vody, přičemž konkrétními problémy jsou (i) potlačení nežádoucích nitratačních mikroorganismů (NOB) a (ii) adaptace mikroorganismů anammox na nízké teploty. Náš výzkum jsme začali s jednostupňovým procesem, a poté nitritaci a anammox rozdělili do dvou reaktorů. Prezentujeme strategii, která v laboratorním měřítku NOB účinně potlačila i při 12 °C a dále i v pilotním měřítku při 13–30
°C. Dále ukazujeme, že anammox je možné na nízké teploty adaptovat studenými šoky. Tyto výsledky umožní rozšířit úsporné odstraňování dusíku i do hlavního proudu splaškové odpadní vody na ČOV.
English:
Partial nitritation-anammox (PN/A) process removes nitrogen from wastewater with 50% reduction of aeration costs, 80% less excess sludge and no consumption of organic carbon. PN/A is an established process for the removal of nitrogen from reject water from anaerobic digestion and other similarly warm and concentrated streams. On such wastewater, PN/A has been applied in full scale for over 10 years under names such as ANAMMOX®, ANITA™ Mox, DEMON® or TERRAMOX®, whose optimized installations consistently achieve nitrogen removal loading rates of 0,5–2,3 kg∙m–3∙d–1. The current challenge for research is to implement PN/A into the main stream of cold municipal wastewater, the specific challenges being (i) suppression of undesirable nitrite oxidizing bacteria (NOB) and (ii) adaptation of anammox microorganisms to low temperatures. Our initial experiences with one-stage PN/A in the main stream led us to the separation of PN/A in two subsequent reactors. Subsequently, we developed a strategy for NOB suppression in partial nitritation even under 12 °C, which we then successfully tested in the pilot scale. Furthermore, we found that anammox can be adapted to low temperatures using cold shocks. In sum, these results will enable extending the savings for nitrogen removal into the main stream of wastewater at WWTP.
Upgrading of the symbiosis of Nitrosomanas and anammox bacteria in a novel single-stage partial nitritation–anammox system: Nitrogen removal potential and Microbial characterization
