R-D-N proces

Aktivační systémy na bázi R-D-N procesu

Aktivační systémy s konfigurací R-D-N (regenerace- nitrifikace - denitrifikace) vycházejí historicky z klasického systému s nitrifikací a denitrifikací (tzv. D-N proces, Obr.1a) na jedné straně, na druhé straně ze systému s kontaktní stabilizací kalu (Obr.1b). D-N systém se stal pro větší kapacity neúnosným jak z hlediska obrovských objemů a vysokých provozních nákladů (energie), tak i z pohledu vyhovět stanoveným emisním limitům. Navíc u D-N systému byla prokázána veliká citlivost účinnosti čištění odpadní vody na teplotě a v mnoha případech i náchylnost k vláknitému bytnění aktivovaného kalu, které vede k zhoršení sedimentovatelnosti aktivovaného kalu ve finálních dosazovacích nádržích, úniku suspendovaných látek do odtoku, a tak jednoznačně ke znehodnocení odtokových parametrů.

Jedním z procesů, který do značné míry řeší výše uvedené nedostatky, je tzv. aktivační systém s regenerací vratného kalu. Ve spojení s biologickým odstraňováním dusíku pak hovoříme o procesu R-D-N. Vzhledem k zvyšujícím se nárokům na eliminaci i dalších biogenních prvků z odpadní vody, jako je např. fosfor, lze do technologické linky tohoto procesu vhodně začlenit i zónu anaerobní, která je nezbytná z hlediska vytvoření kultivačních podmínek pro zvýšené biologické odstraňování fosforu. Systém proto získává konfiguraci typu R-An-D-N.

Popis procesu

Konfigurace původního R-D-N systému (Obr.1c) je založena na aktivačním procesu se stabilizací aktivovaného kalu (Obr.1b), ve kterém je vratný kal re-aerován v samostatném reaktoru začleněném do proudu vratného kalu. Tímto způsobem regenerovaný aktivovaný kal (obnova akumulační kapacity mikroorganismů) je následně veden na počátek procesu, kde je smícháván s odpadní vodou. Kontaktní zóna procesu R-D-N sestává z predenitrifikačního tanku (D), do kterého vtéká odpadní voda. Tento tank je anoxický, bez přívodu kyslíku, a je promícháván do té míry, aby byl kal udržován ve vznosu a docházelo tak k lepšímu přenosu energie (substrátu) mezi vločkami kalu a kapalnou fází. Aktivační směs pak vtéká do tanku nitrifikačního (N), ze kterého je částečně recirkulována interním recyklem (RI) do denitrifikačního reaktoru. Tímto způsobem jsou dusičnany vzniklé nitrifikací v nitrifikačním tanku redukovány biologickou denitrifikací v tanku denitrifikačním. V reaktoru anoxickém jsou také odstraněny dusičnany vzniklé v zóně regenerační.

Schematické znázornění procesu D-N (1a), s kontaktní stabilizací kalu (1b), R-D-N (1c), R-Ds-D-N (1d), D-R-Ds-D-N (1e), D-R-Ds-An-D-N (1f).

Tento původní R-D-N systém byl dále modifikován a optimalizován ze dvou hledisek:

• potlačení vláknitého bytnění aktivovaného kalu
• optimalizace biologického odstraňování dusíku (nitrifikace a denitrifikace), popřípadě i fosforu

Růst některých vláknitých mikroorganismů v aktivovaném kalu lze do jisté míry potlačit uspořádáním vstupní části systému na tzv. selektor (Obr.1d, systém R-Ds-D-N). Tento selektor v uvedném uspořádání je anoxický a měl by být kompartmentalizován, aby se dosáhlo maximálního gradientu substrátu podél reaktoru. Přiváděná odpadní voda je smíchávána s regenerovaným aktivovaným kalem v prvním kompartmentu selektoru. Interní recirkulace je i nadále zavedena do hlavního denitrifikačního reaktoru.

V případě optimalizace biologického odstraňování dusíku bylo dokázáno, že provozovaním přední části regenerační zóny bez kyslíku a zavedením části přítoku odpadní vody do této sekce lze významně podpořit nitrifikaci a oproti klasickému R-D-N systému uspořit významnou část objemu systému. Selektor v tomto uspořádání zůstal zachován a systém byl nazván D-R-Ds-D-N (Obr.1e).

Vzhledem k požadavkům na biologické odstraňování fosforu byla za tímto účelem do sekvenční řady reaktorů začleněna optimálním způsobem i anaerobní zóna. Anaerobní prostředí je nezbytné k udržení celého mechanismu zvýšeného biologického odstraňování fosforu v aktivačních systémech. Systém lze nazvat podle logické posloupnosti reaktorů D-R-Ds-An-D-N a je jednoznačně nejsložitější modifikací R-D-N procesu (Obr.1f).

Zpět na Technologie | Nahoru