Denitrifikácia je biologický proces, ktorý zohráva dôležitú úlohu v priemyselnom a komunálnom čistení odpadových vôd. Označuje premenu dusičnanov (NO₃⁻) a dusitanov (NO₂⁻) na plynný dusík (N₂), ktorý uniká do atmosféry. Tento proces vykonávajú špeciálne baktérie v anaeróbnych podmienkach (t. j. bez prítomnosti kyslíka), ktoré využívajú dusičnany ako akceptorov elektrónov pre svoj metabolizmus, ak nie je k dispozícii kyslík.

Technické pozadie a fungovanie

Cyklus dusíka v odpadových vodách zahŕňa niekoľko krokov, počas ktorých sa dusíkaté zlúčeniny premieňajú mikrobiologickými procesmi. V prvom kroku, nitrifikácii, sa amónium (NH₄⁺) oxiduje nitrifikačnými baktériami na dusičnan. Na tento proces nadväzuje denitrifikácia, ktorá redukuje vzniknutý dusičnan späť na plynný dusík, ktorý sa bezškodne uvoľňuje do atmosféry.

Proces denitrifikácie prebieha v niekoľkých fázach:

1. Redukcia dusičnanov (NO₃⁻) na dusitany (NO₂⁻): Tento prvý krok vykonávajú denitrifikačné baktérie, ktoré využívajú dusičnany ako akceptorov elektrónov.
2. Redukcia dusitanov na oxid dusnatý (NO): V druhom kroku sa dusitany redukujú na oxid dusnatý.
3. Redukcia oxidu dusnatého na oxid dusný (N₂O): Tento krok redukuje oxid dusnatý na oxid dusný.
4. Redukcia oxidu dusíka na plynný dusík (N₂): Posledný krok denitrifikácie vedie k tvorbe plynného dusíka, ktorý uniká do atmosféry.

Oblasti použitia v priemyselnom čistení odpadových vôd

Denitrifikácia sa často používa pri čistení odpadových vôd z potravinárskeho a nápojového priemyslu, chemického a farmaceutického priemyslu, ako aj v komunálnych čistiarňach odpadových vôd. V týchto odpadových vodách sa často vyskytujú vysoké koncentrácie dusičnanov a dusitanov, ktoré musia byť bezpečne odstránené biologickými rozkladnými procesmi, aby sa dosiahli zákonné limitné hodnoty a zabránilo sa poškodeniu životného prostredia.

Technické požiadavky

Aby denitrifikácia mohla prebiehať efektívne, sú potrebné určité prevádzkové podmienky:

• Anoxické podmienky: Proces prebieha iba v neprítomnosti voľného kyslíka, preto je potrebné prísne kontrolovať obsah kyslíka v reaktore.
• Organické substráty: Denitrifikačné baktérie potrebujú pre svoj metabolizmus zdroj uhlíka. V mnohých prípadoch sa ako externý zdroj uhlíka pridáva metanol alebo kyselina octová, ak odpadová voda neobsahuje dostatočné množstvo organických látok.
• Hodnota pH a teplota: Hodnota pH by mala byť ideálne medzi 6,5 a 8,5, pričom teplota tiež ovplyvňuje účinnosť denitrifikácie. Optimálne sú teploty medzi 10 °C a 30 °C.