بهینه سازی حذف نیتروژن از فاضلاب مصنوعی از طریق حذف مرحله نیترات زایی از یک راکتور بیوفیلمی بستر ثابت

به منظور بهینه سازی حذف نیتروژن از فاضلاب و کاهش مشکلات مربوط به ورود مواد مغذی به منابع پذیرنده مانند یک دریاچه، شرایط افزایش بازدهی حذف نیتروژن از راه نیترات زایی جزئی (Partial Nitrification) به عنوان یکی از روش های نوین حذف نیتروژن بررسی گردید.
افزایش بازدهی نیترات زایی و نیترات زدایی هم زمان (SND) به کمک نیترات زایی جزئی از راه نیتریت زایی – نیتریت زدایی (Nitritation/Denitritation) در راکتور بیوفیلمی بستر ثابت بررسی شد. در این روش ابتدا آمونیوم توسط باکتری های اکسید کننده آمونیاک (AOB) به نیتریت تبدیل شد ولی فعالیت باکتری های اکسید کننده نیتریت (NOB) به دلیل کمبود اکسیژن محلول (DO) مورد نیاز آنها، محدود شد. به عنوان شاخص تعیین کننده پیشرفت فرایند، از پایش مقدار پتانسیل اکسایش-کاهش (ORP) و بررسی نقاط عطف نمودار آن نسبت به زمان استفاده شد.
یافته ها نشان داد که در پریود دوم با اکسیژن محلول ثابت برابر با 0/5mg/L، درصد انباشتگی نیتریت (NAR) بالاتر از پریود اول با کاهش مرحله ای اکسیژن محلول از 1 تا 0/5mg/L بود. با این وجود بازده نیترات زایی و نیترات زدایی هم زمان نسبت به پریود اول کاهش یافت. در پریود سوم با افزایش نسبت کربن به نیتروژن (C/N) به 12/5، درصد انباشتگی نیتریت به بالاترین مقدار خود یعنی % 71/4 رسید. همچنین بازده نیترات زایی و نیترات زدایی هم زمان به % 96/7 رسانده شد و در بررسی بلند مدت روش پیشنهادی، این بازده دست کم برابر با %90 ثبت گردید.
نسبت کربن به نیتروژن مناسب، به همراه حداقل نگاه داشتن اکسیژن محلول، بازدهی حذف نیتروژن بالاتری نسبت به کاهش مرحله به مرحله اکسیژن محلول در طول واکنش هوازی داشت. بدون در نظر گرفتن مرحله آنوکسیک و با استفاده از یک راکتور بیوفیلمی بستر ثابت در غلظت اکسیژن محلول ثابت برابر با 0/5mg/L، بالاترین بازدهی نیترات زایی و نیترات زدایی هم زمان و بالاترین درصد انباشتگی نیتریت به دست آمد.