Рис. 3.16. Выделение фосфата и потребление ацетата в анаэробных условиях [25].

Суммарный аэробный/анаэробный процесс (рост и накоп­ ление запасных веществ с коэффициентом прироста биомассы Упно.набл = 0,3 г Х П К /г ХПК) можно записать как:

20 г ХПК(НАс) + 1 г P O J --P

-»• 6 г ХПК(ФАО) + 0,1 г П Ф -Р + 0,1 г О Н " (3.36)

Это дает значение стехиометрического коэффициента для по­ требления полифосфата I/HAC,P = 0,05 г Р /г ХПК(НАс).

Пример 3.11. Сточная вода содержит 50 г уксусной кислоты/м3 и 5 г Р/м3. Сколько фосфора можно удалить посредством биологи­ ческого процесса?

Из выражения (3.36) находим стехиометрический коэффициент I/HAC.P = 0,05 г Р/г ХПК(НАс).

Следовательно, в данном случае можно удалить 50 г НАс/м3 0,05 г Р/г ХПК (НАс) = 2,5 г Р/м3 (что соответствует 50%).

3.6.3. Коэффициент прироста биомассы в процессе биологического удаления фосфора

Максимальный коэффициент прироста биомассы фосфораккумулирующих бактерий близок по значению к максимальному коэффициенту прироста биомассы для аэробных гетеротрофных бактерий, т. е. 0,5 -0,6к гХ П К биомассы/кг ХПК. Если же

коэффициент прироста биомассы рассчитывается в единицах массы взвешенного вещества, то его величина зависит от содержания полифосфата в бактериях. Максимально возможное содержание полифосфата в бактериях составляет около 50%, что соответствует содержанию фосфора 15-20% и коэффициенту прироста биомассы 1,0-1,2 кг В В /кг ХПК субстрата.

3.6.4. Щелочность

Биологический процесс удаления фосфора слабо влияет на щелоч­ ность среды [41]:

Таким образом, при удалении 5 г фосфора/м3 из городских стоков, щелочность их понижается на 1 экв/м3.

3.6.5. Кинетика биологического удаления фосфора

Анаэробные условия

Кинетику потребления ацетата можно описать, основываясь на уравнениях, представленных в модели активного ила № 2d [41]:

ацетата, 8щел — щелочность, Х пф — концентрация полифосфатов,

Х в .ф а о — концентрация фосфат-аккумулирующих организмов

ФАО, К — константы полунасыщения в уравнении Моно.

Первый член в данном уравнении отвечает за влияние субстрата на скорость реакции, второй — за влияние pH, третий с помощью параметра максимального количества запасенного полифосфата описывает накопление полифосфатов.

Аэробные условия

Кинетику потребления фосфата в аэробных условиях можно

описать следующим уравнением:

(3.38)

Последний член в уравнении (3.38) отражает лимитирование накопления полифосфатов ФАО.

Аноксические условия

Скорость потребления фосфата в аноксических условиях можно описать таким же выражением, какое используется для аэробных условий. Однако значения этих скоростей являются пониженными по сравнению со скоростями для аэробных условий. Степень снижения зависит от содержания денитрифицирующих бактерий среди ФАО, которое на практике составляет 50-70% .

3.6.6. Влияние окружающей среды на биологическое удаление фосфора

Окружающая среда влияет на поведение фосфор-аккумулирующих бактерий так же, как и на поведение денитрифицирующих и аэроб­ ных гетеротрофных бактерий. На практике для осуществления про­ цесса аккумуляции фосфора важно выполнение двух требований: чередование анаэробных и аэробных условий, отсутствие нитрата в анаэробной фазе.

Чередование анаэробных и аэробных условий

Анаэробная фаза в реакторе важна для осуществления селекции фосфор-аккумулирующих бактерий. В результате создания благо­ приятных условий биомасса в значительной степени будет состоять именно из фосфор-аккумулирующих бактерий.