Азотные группы в сточных водах

В сточных водах, в частности хозяйственно-бытовых, присутствует большое количество типичных загрязнений – взвешенные вещества, фосфаты, детергенты, органические отходы. В том числе есть группа загрязнителей, содержащих азот и нитрогруппы в составе молекул.

Укрупнённо их можно разделить следующим образом – аммоний-производные, нитраты, нитриты, сложные молекулы. Каждая из этих групп перерабатывается на биологических очистных сооружениях по-разному. Как завод-производитель, НПО Агростройсервис предлагает Вам более подробно разобраться в этих процессах. Ранее мы уже рассматривали общие принципы функционирования очистных сооружений. Рассмотрим теперь в первом приближении, как происходит разложение вышеуказанной группы веществ.

Крупные азотсодержащие молекулы (например, белки) разлагаются в реакторе-аэраторе при помощи аэробных (то есть требующих кислорода) бактерий в итоге до низкомолекулярных составляющих – аммиака (в воде присутствует как в свободной форме, так и в виде аммоний-иона), нитритов и нитратов и элементарного азота и его оксидов.

В свою очередь аммоний-ион перерабатывается нитрифицирующим семейством микроорганизмов при насыщении воды кислородом до нитритов и нитратов. Этот субпроцесс носит название нитрификация. Стоит отметить, что обе указанных нитрогруппы содержат в составе молекулы большое количество связанного кислорода (NO₂ и NO₃ соответственно).

Далее за дело берутся бактерии и простейшие, которые запускают обратный процесс – денитрификацию. Особенностью его является то, что для него не требуется насыщение воды кислородом воздуха, но необходимо наличие некоторого количества органических веществ. Корни этого лежат в далёком геологическом прошлом земли, где атмосфера была ещё бескислородной, и древнейшие микроорганизмы приспособились отсоединять и использовать для окисления органики и получения энергии кислород из ионов растворённых в древнем океане солей азотной и азотистой кислот – нитритов и нитратов, высвобождая в качестве побочного продукта обычный элементарный азот, из которого в бОльшей части и состоит сейчас наша атмосфера.

Соответственно, смоделировав этот процесс в анаэробном реакторе-денитрификаторе – выдерживая воду в течение определенного времени в условиях кислородного голодания, - мы заставляем потомков тех древнейших микроорганизмов активизироваться и уничтожить избытки последней оставшейся группы азотных загрязнений.

Стоит отметить, что в зависимости от соотношений различных групп азотистых загрязнителей, возможны различные комбинации систем аэраторов и реакторов-денитрификаторов, как правило – от одной до трёх стадий. Нашей организацией, НПО Агростройсервис, разработаны и успешно применяются комбинированные нитро-денитрификаторы, оборудованные в одной технологической ёмкости.

Кроме того, в настоящее время проводятся эксперименты по использованию растений для процесса очистки от азотных соединений. Так, на одном из предприятий ПАО «Северсталь» летом 2018 года запущен эксперимент по использованию эйхорний, элодеи канадской, телореза алоэвидного и роголистника для очистки стоков компании. Эти растения в процессе роста собирают, используют для своего роста и накапливают в корнях азотсодержащие загрязнители, тяжёлые металлы.