Энергоэффективные способы
Антропогенное производство химически активных соединений азота в большой мере нарушает природный азотный цикл, следствием чего являются ряд проблем, связанных с ухудшением состояния природной среды и здоровья населения:
- токсичность аммиака по отношению к водной флоре и фауне,
- недостаток кислорода,
- эвтрофикация водоемов, приводящая, в частности, к возникновению мертвых зон в прибрежных областях морей и океанов,
- увеличение содержания в атмосфере оксида азота N₂O, относящегося к парниковым газам,
- снижение содержания озона в стратосфере и прямое воздействие на здоровье людей (например, метгемоглобинемия, вызываемая нитратами).
К наиболее распространенным способам биологического удаления азота из сточных вод относится нитри-денитрификация, являющаяся энергоемким процессом, предусматривающим высокий расход кислорода при аэрации, составляющей основную статью энегозатрат (до 50%). В этой связи с практикой очистки сточных вод от азота непосредственно связана энергоэффективность очистных сооружений.
К перспективной стратегии снижения энергозатрат относится раздельное удаление органических соединений углерода и соединений азота, обеспечивающее удаление биогенов и использование соединений углерода в качестве энергетического источника. В общем рассматривают три подхода к обращению со сточными водами с учетом содержащегося в них азота:
- Прямое использование биогенов предусматривает применение для ирригации богатой азотом жидкой фазы муниципальных сточных вод после вторичной анаэробной обработки. Эта схема приемлема для сельской местности и регионов с дефицитом водных ресурсов, но проблематична для урбанизированных территорий с большим расстоянием до сельскохозяйственных угодий. Другой перспективной возможностью является раздельный сбор мочи, являющейся основным ресурсом биогенов в муниципальных сточных водах, и ее переработка с целью извлечения азота и фосфора [2].
- Схема, предусматривающая снижение энергозатрат при удалении азота в результате видоизменения традиционной технологии нитри-денитрификации. Таким путем достигается резкое снижение расходов на аэрацию и уменьшение использования ХПК для удаления азота. В результате снижаются энергозатраты и возникает возможность направить дополнительное количество ХПК на производство энергии. Наиболее перспективной такого рода схемой является комбинация микробиологических процессов частичной нитрификации и анаммокс.
- Использование азота сточных вод для производства энергии путем извлечения реакционноспособных форм азота и их использования для производства тепла и электроэнергии. К соединениям азота, отвечающим требованиям данной технологии, относятся аммиак (NH₃) и оксид азота N₂O.
Автор статьи: Кофман Владимир Яковлевич
