Αληθεύει πως ο γενικός πληθυσμός των βακτηριδίων, που έχουν ως πηγή άνθρακος τις οργανικές ουσίες, πολλαπλασιάζεται ταχύτερα εν συγκρίσει με τα νιτρικοποιητικά βακτηρίδια;
Έτσι έχει παρατηρηθεί. Κατά συνέπεια, εάν ο ρυθμός απομάκρυνσης της περίσσειας της βιομάζας είναι υψηλός (ηλικία βιολογικής λάσπης < 5 ημερών) δεν υφίσταται επαρκής χρόνος για την ικανοποιητική ανάπτυξη των νιτρικοποιητικών βακτηριδίων. Θα πρέπει να διατηρείται εντός του βιοαντιδραστήρα βιομάζα ηλικίας, κατά προτίμηση, άνω των 15 ημερών. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της συνεχούς ανακυκλοφορίας της βιομάζας από τη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης προς τον βιοαντιδραστήρα, η οποία συχνά είναι της τάξης του 100 έως 200% της παροχής (όγκος ανά μονάδα χρόνου) των εισερχομένων αποβλήτων.
Η ανάγκη για τη διατήρηση μεγάλης ηλικίας βιομάζας στον βιοαντιδραστήρα μέσω της συνεχούς ανακυκλοφορίας συνεπάγεται υψηλότερο κόστος κατασκεύης και λειτουργίας των μονάδων επεξεργασίας. Λύση που μειώνει τη δαπάνη επεξεργασίας είναι η χρήση ετοίμων καλλιεργειών νιτρικοποιητών, προϊόντων βιοτεχνολογίας, οι οποίοι προστίθενται στον βιοαντιδραστήρα. Τέτοια προϊόντα διατίθενται στην αγορά, όπως π.χ. το LLMO – N1. Αναμφίβολα, η χρήση των έτοιμων καλλιεργειών διασφαλίζει τον επαρκή πολλαπλασιασμό τους που οδηγεί στην ποσοτική νιτρικοποίηση της αμμωνίας (τουλάχιστον 90%), ανεξαρτήτως των συνθηκών ανακυκλοφορίας. Σε περίπτωση που η αρχική συγκέντρωση της αμμωνίας είναι πολύ μεγάλη, μέχρι και 500 mg/l και οι απαιτήσεις αφαίρεσης υπεβαίνουν το 95% πιθανόν να απαιτείται η εφαρμογή διβάθμιας νιτρικοποίησης. Στην προκειμένη περίπτωση είναι αναγκαία η χρησιμοποίηση των έτοιμων καλλιεργειών.
Για κάθε κιλό παραγόμενης βιομάζας αναλίσκονται 120γρ. αζώτου. Το άζωτο αυτό αξιοποιείται από τα βακτηρίδια (κυρίως υπό μορφή αμμωνίας), αποσπώμενο, μέσω βιοχημικών διεργασιών, από τις αζωτούχες ενώσεις που περιέχονται στα υγρά απόβλητα.
Τι γίνεται με το στάδιο της απονιτρικοποίησης;
Η οριστική αφαίρεση του αζώτου επιτυγχάνεται, με τη μετατροπή (αναγωγή) των νιτρικών ιόντων σε αέριο άζωτο, το οποίο στη συνέχεια εκλύεται στη ατμόσφαιρα. Αυτή γίνεται με την εφαρμογή ειδικής βιολογικής μεθόδου, μέσω σειράς ενζυματικών βιοχημικών αντιδράσεων σε ανοξικό περιβάλλον. Όσο για τις βιοχημικές αντιδράσεις, ανήκουν στον καταβολικό κύκλο του εμπλεκόμενου βακτηριδιακού πληθυσμού, για την κάλυψη των ενεργειακών του αναγκών.
Πώς μπορεί να προσεγγιστεί η ικανοποίηση των εν λόγω συνθηκών;
Κοιτάξτε, υπάρχουν δύο βασικές σχεδιαστικές προσεγγίσεις: κατ’ αρχάς, ο ανοξικός βιοαντιδραστήρας τοποθετείται πριν από τον αερόβιο, στην αρχή της μονάδας καθαρισμού.
Στην προκειμένη περίπτωση, οι οργανικές ουσίες προέρχονται από τα εισερχόμενα στη μονάδα ανεπεξέργαστα απόβλητα, τα νιτρικά ιόντα εξασφαλίζονται, μέσω της ανακυκλοφορίας ανάμεικτου υγρού από τον αερόβιο βιοαντιδραστήρα, όπου έχει ολοκληρωθεί η διαδικασία της νιτρικοποίησης. Ο δε βακτηριδιακός πληθυσμός εξασφαλίζεται, μέσω της ανακυκλοφορίας βιομάζας από τη δεξαμενή δευτεροβάθμιας καθίζησης που έπεται του αερόβιου βιοαντιδραστήρα (περίπου 40% της συνολικής ανακυκλοφορίας).
Με τη συγκεκριμένη μέθοδο δεν επιτυγχάνεται, συνήθως, η ποσοτική απονιτρικοποίηση, καθώς μέρος του ανάμεικτου υγρού δεν ανακυκλοφορεί στον ανοξικό βιοαντιδραστήρα. Αναφορικά με το πλεονέκτημα της εν λόγω μεθόδου, αυτό είναι η υψηλή ταχύτητα απονιτρικοποίησης, λόγω της ιδιαίτερα γρήγορης ανάπτυξης των απονιτροποιητικών βακτηριδίων σε περιβάλλον με άφθονο υπόστρωμα (τροφή). Η όλη διαδικασία διαρκεί 30 έως 60 λεπτά, γεγονός που συνεπάγεται την κατασκευή ανοξικού βιοαντιδραστήρα μικρών διαστάσεων. Στη δεύτερη σχεδιαστική προσέγγιση, ο ανοξικός βιοαντιδραστήρας τοποθετείται μετά την αερόβια επεξεργασία.
Σε αυτό το σενάριο, τα πλούσια σε νιτρικά ιόντα επεξεργασμένα απόβλητα οδηγούνται σε ανοξικό βιοαντιδραστήρα, όπου αναπτύσσεται η κατάλληλη βιομάζα. Σημαντική βελτίωση της κατάστασης επιτυγχάνεται εάν χρησιμοποιηθούν εξαρχής έτοιμες καλλιέργειες απονιτρικοποιήτων, προϊόντα βιοτεχνολογίας, όπως λ.χ. αυτά της Αμερικάνικης εταιρείας G.E.S., LLMO N-1
