Nitrification and the character of biofilm on carries in a bilogical nutrients removal prosess

Abstract

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää biofilmi- ja aktiivilieteprosessin yhdistelmässä eli hybridiprosessissa ilmastusaltaan kantoainekappaleiden biofilmin ominaisuuksia. Biologinen ravinteiden poistoprosessi toteutettiin norjalaisilla KMT-kantoainekappaleilla UTC-prosessina. Biofilmin nitrifikaatio-ominaisuuksia verrattiin aktiivilieteprosessin vapaan lietteen ominaisuuksiin. Työn kirjallisessa osassa on tarkasteltu nitrifikaationopeuden määrittämisen menetelmiä ja nitrifikaatioon vaikuttavia tekijöitä.

Tutkimus suoritettiin Suomenojan tutkimuslaitoksella. Tutkimuslaitoksella oli kaksi identtistä pilot-linjaa. Ainoana erona oli toisen linjan ilmastusaltaassa olevat kantoainekappaleet. Pilot-linjoilla seurattiin nitrifikaation yleistä kehittymistä tutkimusjaksolla. Tätä täydennettiin panoskokeilla. Panoskokeilla tutkittiin myös lämpötilan ja happipitoisuuden vaikutusta nitrifikaatioon. Kantoainelinjan panoskokeissa nitrifikaationopeudet mitattiin erikseen kantoainekappaleiden lietteestä ja vapaasta lietteestä. Nitrifikaationopeus määritettiin seuraamalla ammoniumin vähenemistä ja nitraatin muodostumista.

Kantoainelinjan nitrifikaatiopotentiaali oli panoskokeissa noin 2-4 mg NO_(3)-N/(h*1) suurempi kuin vapaan lietteen linjalla. Kantoainelinjan sidottu liete oli eksponentiaalisesti riippuvainen happipitoisuudesta. Vapaiden lietteiden nitrifikaationopeus aleni huomattavasti, kun siirryttiin alle 2mg/l happipitoisuuksiin, muuten happipitoisuus ei erityisemmin vaikuttanut. Lämpötilakertoimet olivat kantoainelinjan biofilmillä pienemmät verrattuna vapaisiin lietteisiin. Vapaan lietteen linjalla tyypilliset alkueläimet olivat ryömiviä ripsieläimiä. Kantoainelinjan biofilmille tyypillistä olivat rotiferit, nematodat ja varrelliset ripsieläimet. Matojen ilmestyessä lietteeseen rotiferit hävisivät ja nematodien määrä kasvoi. Kantoainelinjan vapaalla lietteellä ei juuri ollut alkueläimiä.

Kantoaine tarjoaa kohtuullisen vaivattoman tavan saavuttaa täydellinen nitrifikaatio kaikissa olosuhteissa. Allastilavuuksia voidaan pienentää tavalliseen aktiivilieteprosessiin verrattuna noin 30% ja nitrifikaatiota voidaan kylmissä olosuhteissa tai inhibioiden sattuessa tehostaa happipitoisuuden nostolla.