CS259972B1 - Způsob denitrifikace pitných, podzemních,· povrchových, užitkových a odpadních vod imobilizovanými buněčnými agregáty - Google Patents

Abstract

Řešení ae týká postupu denitrifikace, při které ae částice biokatalizátoru s denitrifikační enzymovou aktivitou uvádějí ve styk e vodným proatředím obsahujícím nitráty a/nebo nitrity v rozmezí jejich koncentraoí 0,001 až 2000 mg. litr"l při nulové až maximální koncentraci ve vodě rozpuštěného a/nebo nerozpuštěného kyslíku, jehož podstata spočívá v tom, že se vodné prostředí v kontinuálním nebo dlskontinuálním provozu Bytí plynným vodíkem při teplotě v rozmezí 1 až 45 °C, s výhodou 10 až 30 °C, pH prostředí 4,0 až 9,0, výhodně 7,5 až 8,5 a/nebo se do něj dodávají organické donosy elektronů, výhodně ethylalkohol, glukóza nebo methylalkohol v rozmezí Jejich koncentrací 0,0001 až 2000 mg . litr-1, přičemž potřebný vodík se může získávat elektrolýzou surové nebo upravené vody

Description

Vynález se týká způsobu denitrifikace podzemních ň povrchových vod, užitkové a odpadní vody včetně vody pitné na principu bioreaktorů s náplní imobilizovaných buněk se specifickou denitrifikační aktivitou v diskontinuálním (mnohonásobně opakovaném) nebo kontinuálním provedení.

V poslední době je stále aktuálnější nutnost řešení ekologických problémů selektivním snížením nebo kvantitativním odstraněním nitrátu a nitritů rozpuštěných v různých typech vod.

V souvislosti s rozsáhlou chemizací v zemědělství a splachováním minerálních a živočišných hnojiv dešti a prosakováním půdou do řek, jezer, rybníků, podzemních vod, studní a podobně se stává vysoká koncentrace nitrátů, nitritů a amoniaku kritická a v budoucnosti by mohla vážně ohrozit zdraví lidí a zvířat.

Některé mikroorganismy jsou schopny respiračně redukovat nitrát až na molekulární dusík. Zatímco řada mikroorganismů, zejména bakterií, je schopna redukovat nitrát na nitrit, který se hromadí v prostředí, jen nemnoho mikroorganismů je schopno využívat nitrit jako exogenní akceptor vodíku a elektronů.

V tomto případě se nitrity nehromadí, ale jsou enzymem nitritreduktázou a dalšími enzymy redukovány až na plynný dusík, který vytéká do atmosféry. Celý proces enzymové denitrifikace je katalyzován čtyřmi enzymy, nitrátreduktázou, nitritreduktázou, NO-reduktázou a N20-reduktázou. Oxidy dusíku (intermediáty) se do prostředí neuvolňují (Payne, W.J., Bacteriol. Rev., 37, 409-459, 1973).

Z bakterií jsou schopny enzymové denitrifikace, zejména druhy z rodu Pseudomonas, Micrococcus a Paracoccus, např.. Pseudo monas denitrificans a Paracoccus denitrificans. Kromě těchto bakteriálních monokultur se denitrifikační schopností vyznačují některé směsné buněčné populace, obsahující různé mikroorganismy, zejména heterotrofní bakterie a prvoky. Tyto směsné 259972

-2buněčné populace jsou známy z čistících procesů v biologických čistírnách vod a tvoří tzv. společenstvo aktivovaného kalu.

Na složení společenstva heterogenní buněčné populace (biocenózy) v daném čistícím zařízení má rozhodující vliv schopnost jednotlivých druhů organismů využívat odpadní vodu, resp. živiny v ní obsažené jako zdroje uhlíku, dusíku a energie, z čehož rezultuje možnost růstu a množení organismů v konkrétních podmínkách dané čistírny. Změny v denitrifikačních aktivitách biokalu v různých čistírnách odpadních vod souvisí s jejich technologickým uspořádáním a přítomností dusíkatých složek odpadní vody. Z uvedeného je zřejmé, že vyselektovaná a nahromaděná směsná buněčná společenstva v čistírnách mohou sloužit jako výchozí materiál pro enzymovou denitrifikaci vody (Goronszy, M.C. a Barnes, D., Process Biochem., Jan./Feb., 13-19, 1982).

Jistým pokrokem v oblasti moderních směrů biotechnologie je aplikace mikrobiálních, taxonomicky definovaných nebo směsných buněčných populací v imobilizované formě. Ve formě imobilizovaných buněčných biokatalyzátorů jsou enzymové aktivity v buňkách do jisté míry dlouhodobě konzervovány a mohou být, ve srovnání s intaktními nativními buňkami, použity pro daný typ biochemické reakce (biokatalýzy) vícenásobně opakovaně nebo kontinuálně.

Tim se snižují nároky na pracnost a spotřebu energie. Tak např. byl popsán poloprovozní model denitrifikace vody v recirkulačním reaktoru se vznosným ložem, kde bylo využito sorpce a nárůstu živých buněk směsné buněčné populace biokalu na částice písku umístěné v recirkulační koloně (Eggers, E., lst Europ. Congress Biotechnol., Part 1, Discussion Papers, 151-153, Interlaken, Switzerland, Published by Dechema, Frankfurt/M. 1978), nebo imobilizace živých buněk Pseudomonas denitrificans do alginátového gelu ke kontinuální denitrifikaci pitné vody (Nilsson, I. a Ohlson, S., European J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 14,

86-90, 1982).

• Při mnohonásobném opakovaném nebo kontinuálním využití uvedeným způsobem fyzikálně imobilizovaných buněk, však dochází bud k desorpci živých buněk z částic, nebo rozpadu poměrně měkkých alginátových pelet, k uvolnění buněk a z toho rezultujících' poměrně krátkých operačních poločasů imobilizovaného materiálu.

V. neposlední řadě rovněž dochází k autolýze nativních buněk a tím ke ztrátě enzymové aktivity. Z hlediska průmyslového využití pro enzymovou denitrifikaci vody jsou fyzikální způsoby imobilizace z naznačených důvodů nereálné a práce vedoucí 259972

-3k získání imobilizovaných buněk kombinací fyzikálních a chemických metod (zabudování do gelu a chemické ošetření částic) se zatím nesetkaly s úspěchem.

Ve snaze po odstranění tohoto technologického limitu výroby a využití buněčných biokatalyzátorů v různých průmyslových odvětvích byla vypracována podstatně zjednodušená a do značné míry univerzální technologie výroby různých imobilizovaných prokaryontních a eukaryontních buněk, jejichž částice obsahují různé enzymy resp. celé sekvence enzymově katalyzovaných metabolických drah a jsou použitelné pro různé biotransformace a biokonverze. Tyto buněčné katylzátory a způsob jejich výroby je předmětem čs. autorského osvědčení č. 231 458.

Citovaným postupem, který spočívá na vzájemné chemické imobilizaci různých buněk nesoucích různé enzymy do formy navzájem kovalentně vázaných buněčných agregátů pomocí reaktivních ve. vodě rozpustných polymerů (dále RRP), vzniklých např. na bázi větveného polyethyleniminu a glutaraldehydu, lze vytvořit částice biokatalyzátorů s dobrými sedimentačními vlastnostmi a vysokou stabilitou požadovaných enzymových aktivit. Specifickým způsobem zpevnění částic imobilizovaných buněčných agregátů s denitrifikační aktivitou, který je předmětem čs. autorského osvědčení č. 245 584, lze vyrobit pevné, pískovité částice imobilizovaných buněčných agregátů s vysokou denitrifikační aktivitou a dobrými fyzikálními a fyzikálně-chemickými parametry, které dovolují reálný předpoklad průmyslového využití v různých typech reaktorů za technologicky reálných podmínek v běžných úpravnáčh vody. Základní vlastnosti buněčného biokatalyzátoru, vyrobeného na bázi zpevněných buněčných agregátů pro denitrifikaci vody, byly zveřejněny v britském odborném časopise Biotechnol.

Letters, sv. 10, 737-742, 1985.

Z čs. autorského osvědčení č. 252628 je známé, že vlastnosti buněčného biokatalyzátoru dovolují vést denitrifikační proces i při vysokých koncentracích rozpuštěného kyslíku, což umožňuje provádět nitrátovou disimilaci z nitrátu až na plynný dusík v aerobních podmínkách. Tím je rovněž do značné míry predikována technologická schůdnost procesu enzymové denitrifikace vod.

Porušení integrity plazmatické membrány navozené způsobem imobilizace a zpevňování částic způsobí, že i v přítomnosti kyslíku je odbouráván nitrát resp. nitrit stejnou specifickou rychlostí. Je to zřejmě způsobeno tím, že následkem zrušení 259972

-4membránového potenciálu pronikají nitrity do buněk, kde inhibují terminální oxidázy, jejichž aktivní centra se nalézají na vnitřní straně cytoplasmatické membrány.

Nevýhodou známých způsobů biologické denitrifikace vody je jejich výrazná závislost zejména na teplotě surové vody, a proto je provoz děnitrifikačních jednotek v zimním období omezén* Denitrifikace je rovněž ovlivňována přítomností rozpuštěného kyslíku, kdy je nutno zachovávat v reaktoru anoxické podmínky nebo zvýšit koncentraci organického donoru elektronů, kdy se jeho část spotřebuje při kyslíkové respiraci, jejíž energetický výtěžek je vyšší. Rychlost biologické denitrifikace je za těchto podmínek nižší a proces je ekonomicky náročnější. Další nevýhodou většiny známých biologických denitrifikačních postupů je produkce biomasy, která musí být z reaktoru odstraňována periodickým praním a její likvidace představuje zvýšené provozní náklady. Se způsobem provádění biologické denitrifikace souvisí i kvalita upravené vody, kdy ve všech případech je nutná její následná dvoustupňová úprava , koagulací a filtrací.

Výše uváděné nevýhody jsou odstraněny vypracováním postupu denitrifikace, při kterém se částice biokatalyzátoru s denitrifikační enzymovou aktivitou uvádějí ve styk s vodným prostředím obsahujícím nitráty a/nebo nitrity v rozmezí jejich koncentrací 0,001 až 2000 mg . litr při nulové až maximální koncentraci ve vodě rozpuštěného a/nebo nerozpuštěného kyslíku, jehož podstata spočívá v tom, že se vodné prostředí v kontinuálním nebo diskontinuálním provozu sytí plynným vodíkem při teplotě v rozmezí 1 až 45 °C, s výhodou 10 až 30 *C, pH prostředí 4,0 až 9,0, výhodně

7,5 až 8,5 a/nebo se do něj dodávají organické donory elektronů, výhodně ethylalkohol, glukóza nebo methylalkohol v rozmezí jejich koncentrací 0,0001 až 2000 mg . litr přičemž potřebný vodík se může získávat elektrolýzou surové nebo upravené vody.

Podstata předmětného způsobu denitrifikace vod imobilizovanými buněčnými agregáty spočívá dále v tom, že diskontinuální denitrifikace se provádí v míchaném vsádkovém reaktoru vícenásobně opakovaně, při použití téže násady částic biokatalyzátoru, při frekvenci míchání 1 až 200 otáček .min s výhodou pomocí šnekového nebo kotvového míchadla nebo se částice ve vsádkovém reaktoru uvádějí do vznosu probubláváním plynem, s výhodou vzduchem, dusíkem, vodíkem a/nebo jejich směsmi. Kontinuální denitrifikace vod se provádí v reaktorech s pevným nebo vznosným ložem biokata259972 · .

-5lyzátoru zapojených jednotlivě a/nebo ve dvou a více reaktorech zapojených v sérii, kaskádě, při čemž vody a/nebo vodná suspenze částic biokatalyzátoru protékají reaktory protiproudem, souproudem pístovým tokem a/nebo křížovým tokem, popřípadě se kontinuální denitrifikace vod provádí v míchaných jednostupňových nebo vícestupňových reaktorech zapojených v sérii, přičemž částice jsou uváděny do vznosu pomocí šnekových nebo kotvových míchadel a/nebo probubláváním plynem, s výhodou vzduchem, dusíkem, vodíkem a/nebo jejich směsmi.

Plynný vodík jako donor elektronů pro enzymovou denitrifika ci vod se může získávat elektrolýzou surové nebo upravené vody bez oddělení katodového a anodového prostoru nebo s oddělením anodového a katodového prostoru. Elektrolyticky uvolněný kyslík může být ozonizován a použit pro dezinfekci upravené vody. Odpadní teplo₍vznikájící elektrolytickou výrobou -plynného vodíku a kyslíku,se může využít k ohřevu vody. Plyny probublávající vodnou suspenzí biokatalyzátoru mohou být z vycházející části reaktorů odlučovány a opět vháněny do vstupující části reaktorů.

Pro kontinuální denitrifikaci vod v reaktorech s pevným ložem biokatalyzátoru se toto lože vytvoří bud samotnými částice mi buněčných agregátů, nebo se toto lože vytvoří smícháním částic biokatalyzátoru s částicemi inertních, popřípadě glutaraldehydem předem ošetřených a promytých anorganických 5 organických, přírodních nebo umělých, s výhodou porézních materiálů, zejména mletým koksem, keramickými nebo skleněnými částicemi, mletou škvárou, expandovaným perlitem, mletým expandovaným šamotem, mletými cihlami, pískem, pemzou, polymerním oxidem křemičitým a iontoměnnými pryskyřicemi.

Výhody předmětného způsobu spočívají v tom, že biologická denitrifikace vody probíhá v širokém rozmezí teplot, při nulové až maximální koncentraci ve vodě rozpuštěného a/nebo nerozpuštěného kyslíku, aniž by docházelo ke zvýšené spotřebě organického donoru elektronů. Buňky aktivovaného kalu jsou chemicky imobilizovány tak, že nejsou schopny růstu a množení a proto nedochází k tvorbě nové biomasy, jíž by bylo nutno likvidovat.

Pro dosažení kvality vody vhodné pro pitné účely postačí pouze jednostupňová úprava vody filtrací. V přítomnosti organického substrátu může však docházet k pomnožení kontaminující mikroflory, a proto je vhodné použit jako donoru elektronů plynný vodík a/nebo jeho směsi s organickým substrátem, čímž se dále 259972

-6snižují náklady na eliminaci reziduálního organického znečištění v procesu další vodárenské úpravy.

Vodík, jako donor elektronů lze získat jímáním při elektrolýze vody, kdy na katodě probíhá reakce 4H⁺+ 4e“ = 2H₂ a na anodě reakce 40H °2 ^{+ H}2° ⁺ ' Přičemž uvolněný kyslík neinhibuje průběh denitrifikace a s výhodou může být použit pro přípravu ozonu v ozonizátoru k hygienickému zabezpečení kvality vody, zejména pro pitné účely, což je další předností předmětného způsobu. Možnost nahrazení organických· zdrojů jako donorů elektronů pro denitrifikaci vody vodíkem, snižuje riziko růstu a množení kontaminující mikroflory v reaktorech a zvyšuje mikrobiologickou kvalitu denitrifikované vody. Denitrifikovanou vodu lze výhodně sanitovat ozonem, který lze připravit z vysušeného kyslíku popřípadě vzduchu v ozonizátoru, kde vlivem elektrického výboje dojde k přeměně části molekul kyslíku na ozon. Tento se poměrně rychle rozpadá za vzniku atomárního kyslíku, který se bud slučuje na molekulární kyslík, nebo. reaguje s přítomnými anorganickými či organickými látkami, eventuálně kontaminující mikroflorou. Využití vodíku jako donoru elektronů při disimilativní denitrifikaci zlepšuje tedy nejen kvalitu vody, ale sanitace ozonem rovněž podstatně přispívá k hygienické úpravě denitrifikované vody. Elektrolyticky uvolněný kyslík může být výhodně použit jako hydrodynamické médium k probublávání vrstvy biokatalyzátoru a tím k jejímu míšení. Výhodou elektrolytického generování vodíku a kyslíku rovněž je, že vznikající teplo se zároveň jednoduše využívá k ohřevu zpracovávané vody, což zvyšuje energetickou účinnost denitrifikačního procesu.

Další výhodou předmětného způsobu je, že elektrolýzou vznikající směs plynů může být rovněž lépe využita tak, že cirkuluje po nasátí oběhovým čerpadlem z odlučovače v horní části reaktoru zpět do rozdělovačiho roštu na spodní části reaktoru.

Pro zlepšení především hydrodynamických vlastnosti částic imobilizovaných buněčných agregátů, zejména při jejich kontinuálním využití v reaktorech s pevným ložem, je výhodné podle předmětného způsobu enzymově aktivní částice smíchat s částicemi, inertních organických nebo anorganických materiálů, nebo těchto materiálů předem ošetřených glutaraldehydem a následně promytých v poměru 10 až 90 %, čímž je umožněn rychlejší pístový tok použité vody k denitrifikaci biokatalyzátorem umístěným ve vhodném zařízení, při snížení pravděpodobnosti narůstání tlaku v použitém kontinuálním zařízení.

-7K provádění diskontinuální nebo kontinuální denitrifikace vody je výhodné použít zařízení, které sestává z reaktoru s náplní biokatalyzátoru, který je vybaven napájecím čerpadlem upravované vody, zdrojem donoru elektronů sestávajícím ze zásobníku, dávkovacího čerpadla a regulačního zařízení průtoku a popřípadě elektrolyzéru nebo tlakového zdroje vodíku se zařízením pro jímání a případně cirkulaci plynů z odlučovače plynů umístěného na odtoku z reaktoru, přičemž součástí zařízení je rovněž zásobník a dávkovači čerpadlo regeneračního roztoku.

Jako výchozí zdroj pro výrobu imobilizovaných buněčných agregátů je použito směsné buněčné populace biologicky aktivních kalů z čistíren odpadních vod, které se přidáním nitrátů resp. nitritůjpostupem podle čs. autorského osvědčení č. 223 403/ specificky aktivují a především uvedou do vznosu ve formě vloček unášených plynným dusíkem, čímž se usnadní nakoncentrování enzymově aktivní biomasy, načež se vločky separují odstředěním. Imobilizace separované enzymově aktivní biomasy je prováděna pomocí reaktivních, ve vodě rozpustných polymerů (RRP)· podle i * čs. autorského osvědčeni č. 231 458. Zpevnění částic imobilizovaných buněk ve formě buněčných agregátů je prováděno přidáním koreagujících látek účastnících se chemické reakce s RRP a buňkami, dále parciální dehydratací zpevněných částic následovanou jejich sušením a reaktivací během bobtnáníjpostupem podle čs. autorského osvědčení č. 245 584, které je závislé na čs. autorském osvědčení č. 231,458.

Distribuce velikosti částic imobilizovaných zpevněných buněčných agregátů se pohybuje v rozmezí 0,1 až 4,55 mm, průměrný obsah suché hmoty v biokatalyzátoru činí 33 hmotnostních procent.

Částice jsou tmavě hnědé, pevné, drsné, připomínající pryskyřici nepravidelného tvaru. Průměrná specifická denitrifikačhí rych- -1 -1 lost (V_NQ _) je 3,5 mg NO^ . g suché hmoty . h . Sedimentační rychlolt částic neděleného nabobtnalého biokatalyzátoru se pohybuje v rozmezí 0,1 až 0,5 cm . s . Průměrná sedimentační rychlost je 0,15 cm . s Stabilita denitrifikační enzymové aktivity imobilizovaných buněčných, agregátů během skladování je minimálně jeden rok, operační poločas při kontinuální denitrifikaci vody v reaktorech s pevným ložem biokatalyzátoru je minimálně 6 měsíců. Po nabobtnání lze částice dělit podle velikosti plavením vodou na sítech s definovanou velikostí ok. Buněčný biokatalyzátor lze snadno dekantovat vodou a filtrovat přes 259972 vhodný textilní materiál, výhodně přes silonovou mlynářskou plachetku.

Enzymovou denitrifikaci vod, uvedeným typem biokatalyzátoru na bázi buněčný agregátů, lze podle předmětného způsobu provádět:

a) při vysokých koncentracích ve vodě rozpuštěných nitrátů a nitritů,

b) při nulové až maximání koncentraci ve vodě rozpuštěného nebo nerozpuštěného kyslíku,

c) při velmi nízkých koncentracích (odpovídajících stechiometrickým poměrům) ve vodě rozpuštěných organických donorů elektronů a jejich široké volbě,

d) při sycení vody plynným vodíkem jako donorem elektronů namísto nebo za použití organických donorů elektronů,

e) při širokém rozmezí teplot a hodnot pH vody,

f) při možnosti poměrně široké volby diskontinuálních a kontinuálních typů reaktorů.

Způsob enzymové denitrifikace vod imobilizovanými buněčnými agregáty a diskontinuální a kontinuání způsob provádění denitrifikace je popsáno v následujících příkladech provedení.

Příklady provedení

Příklad 1

Postupem podle čs. autorského osvědčení 223 403, byl vratný aktivovaný kal z mechanicko-biologické čistírny odpadních vod o koncentraci veškerých látek 3,85 g . litr kontinuálně zahušťován biologickou denitrifikační flotací za současné indukce enzymového reduktivního systému a následně odvodňován na dekantaČní odstředivce Alfa-Laval AVNX 309B. V bioreaktoru o účinném flotačním prostoru 7,3 m³ bylo zahušťováno 5,2 m³ . h ¹ vratného aktivovaného kalu za kontinuálního přítoku 10 % (hmota/objem) vodného roztoku dusičnanu vápenatého. Aktuální koncentrace nitrátu na vstupu do bioreaktoru byla 130 mg . litr ¹. Vyflotovaný kal o sušině 41,7 g . litr^-1 byl strojně odvodňován na popsané dekantační odstředivce bez použití organických či jiných flokulantů. „

Postupem podle čs. autorského osvědčení č. 231 458, byl připraven chemicky reaktivní ve vodě rozpustný polymer (RRP) takto: do 1 m³ nerezového kotle opatřeného rychloběžným míchadlem s měnitelnou frekvencí otáček bylo předloženo 200 litrů pitné . vody. 10 kg Sedipuru Cl-930 v přenosné nádobě z plastické hmoty 259972

-9(kationaktivní flokulant používaný k čištění odpadních vod obsahující polyethylenimin, BASF Ludwigshafen, NSR) bylo za míchání rozpuštěno v předložené vodě. Nádoba byla vypláchnuta vodou a roztok Sedipuru v kotli doplněn pitnou vodou na celkový objem 230 litrů. Poté byl roztok 10 minut promícháván. Po této době bylo za míchání do kotle postupně přidáno celkem 20 litrů 25 % vodného roztoku glutaraldehydu (Merck AG, NSR) a reakce probíhala po dobu 3 hodin při teplotě místnosti za nepřetržitého míchání. Do 250 litrů vzniklého RRP, bylo za intenzivního míchání postupně suspendováno 120 kg vlhké hmoty odvodněného aktivovaného kalu o obsahu suché hmoty 12 %. Specifická denitrifikačni rychlost intaktního aktivovaného kalu

- -1 — 1 byla 27 mg NO.. . g suché hmoty . h . Vzniklá suspenze obsahu^J -1 jící přibližně 0,5 kg vlhké hmoty . litr biomasy, byla dokonale homogenizována a za míchání upraveno její pH 20 % (hmota/objem) vodným roztokem NaOH na hodnotu 7,5. Poté byla intenzita míchání snížena a směs ponechána reagovat 1 hodinu při frekvenci míchání 80 min 1.

Postupem podle čs. autorského osvědčení č. 245 5β4, byly vzniklé voluminézní částice imobilizovaných buněk dále zpevňovány takto: do 40 litrů pitné vody předložené v rozmíchacím nerezovém kotlíku bylo postupně vneseno celkem 7,0 kg technické vaječné bílkoviny, technického bílku z Cs. drůbežářských závodů (obsah celkového N 13 %, celkový obsah bílkovin 85 %, popel 4,1 %) a za pomalého míchání postupně rozpuštěno. Takto byl připraven přibližně 15 % roztok (hmota/objem) technického bílku. Frekvence míchání v reakčním kotli byla zvýšena na 250 mih a postupně byl do reakčni směsi přidán veškerý roztok technické bílkoviny. Silně viskózní hustá suspenze byla asi 10 minut intenzivně promíchávána a poté upraveno pH reakčni směsi 20 % vodným roztokem

NaOH na hodnotu 7,5. Poté byla frekvence míchání snížena na -1 min a směs ponechána reagovat 30 minut. Po této době bylo míchadlo zastaveno a reakčni směs ponechána v klidu 2 hodiny.

Po doreagování byly vzniklé částice uvedeny do vznosu mírným

I mícháním a suspenze byla čerpána na bubnovou odstředivku, která byla opatřena textilní plachetkou· a vlhké částice separovány odstředěním. Po separaci byl vlhký odstředěný materiál z plachetky umístěné na bubnu odstředivky sejmut, mechanicky homogenizován a zvážen. Bylo získáno 150 kg vlhké hmoty biokatalyzátoru. Vlhký homogenizovaný materiál byl rozvážen na 3 stejné hmotnostní díly (á 50 kg) a každý z dílů postupně ošetřen podchlazeným 259972

-10acetonem v rozmíchacím kotlíku takto: do nerezového 250 litrového kotlíku opatřeného rychloběžným míchadlem a duplikátorem chlazeným solankou bylo předloženo 100 litrů acetonu a tento podchlazen na -5 *C. Poté byl aceton dále podchlazován vnášením suchého ledu až na teplotu v rozmezí -20 až -30 *C. Do uvedeného množství podchlazeného acetonu bylo za míchání vneseno 50 kg vlhké hmoty homogenizovaných částic, tyto suspendovány intenzivním mícháním po dobu asi 3 až 5 minut a poté suspenze ihned čerpána na vakuovou nuč. Takto byly postupně ošetřeny všechny hmotriostní díly materiálu. Dobře odsátý dehydratovaný materiál, zbavený přebytečného acetonu, byl rozprostřen na tácy z plastické hmoty a v tenké vrstvě sušen ve vakuové sušárně při teplotě 25 až 30 *C po dobu 24 hodin.

Suchý materiál byl po uvedené době z jednotlivých táců sesypán a za sucha přesítován pomocí mlynářských sít s velikostí ok 1,5 mm. částice větší než 1,5 mm byly mechanicky homogenizovány pomocí kulového mlýna a obě frakce spojeny a zváženy. Bylo získáno 40 kg suchého materiálu. Do 1 m³ nerezové dekantační nádrže opatřené míchadlem, průhledítkem a posuvnou odkalovací trubicí z nerezové oceli, jejíž konec byl opatřen perforovaným nástavcem překrytým mlynářskou plachetkou, bylo předloženo 500 litrů pitné vody. Do předložené vody bylo nasypáno veškeré uvedené množství suchých částic a suspenze krátce promíchána. Poté byly částice ponechány v klidu sedimentovat a bobtnat. Po kvantitativní sedimentaci částic byla gravitačně oddělená kapalina vakuově odsáta odkalovací trubicí a opět do nádrže načerpáno 500 litrů pitné vody a suspenze krátce promíchána. Tento postup dekantace a sedimentace byl opakován tak dlouho, až odsávaná voda byla čirá a průhledná. Poté byl materiál ponechán v nádrži ve vodě bobtnat po dobu 14 dnů, přičemž do vody byla přidána glukóza tak, aby její výsledná koncentrace činila 1 % (hmota/objem). Po uvedené době bobtnání byl reaktivovaný nabobtnalý materiál promíchán a čerpán na filtrační vakuovou nuč opatřenou textilní plachetkou, na nuči nabobtnalé částice dobře odsáty, důkladně promyty studenou pitnou vodou a znovu dobře odsáty a zváženy. Bylo získáno 90 kg vlhké hmoty odsátých nabobtnalých částic imobilizovaných buněčných agregátů o obsahu sušiny 33 % a specifické denitrifikační rychlosti 2,5 mg NOg . g suché hmoty . h

1,5 m³ nerezový míchaný tlakový reaktor , opatřený šneko-. vým míchadlem a vzdušnícím věncem a opatřený na vnitřním obvodu . 259972

-11u dna reaktoru nad výpustním ventilem speciální filtrační vložkou, která umožňuje trvalé setrvání částic buněčných agregátů v reaktoru, byl použit k diskontinuální mnohonásobně opakované denitrifikaci užitkové vody. Filtrační vložka ve vnitřním prostoru u dna reaktoru byla uzpůsobena takto: po vnitřním obvodu spodní části reaktoru bylo přivařeno ocelové mezikruží o šířce 100 mm, které bylo po obvodu perforováno 6 mm otvory se závitem pro šrouby ve vzdálenosti 150 mm od sebe. Na toto mezikruží bylo uloženo gumové těsnění s otvory, korespondujícími s otvory v mezikruží. Na toto těsnění byla uložena ocelová, hustě perforovaná deska o tlouštce 6 mm s 1 mm otvory o počtu otvorů 4/m² plochy. Ocelová, nosná, hustě perforovaná deska byla rovněž na svém obvodu opatřena otvory korespondujícími s otvory v mezikruží, překryta po celé ploše napnutou kalolisovou plachetkou a dále překryta po celé ploše napnutým polyamidovým sítem s četností ok 80/cm^a. Nakonec byl uložen nerezový rošt s obvodovým mezikružím, opatřený korespondujícími otvory na obvodu roštu, pod rošt rovněž umístěno gumové těsnění a celá vložka po obvodu stažena ke spodnímu ocelovému mezikruží nerezovými šťouby.

Reaktor byl rovněž opatřen odkalovací trubicí, zhotovenou z nerezové oceli, umístěnou shora do vnitřní části reaktoru pro odsátí částečně inaktivovaného biokatalyzátoru resp. pro jeho výměnu.

Do popsaného reaktoru bylo načerpáno 950 litrů užitkové vody, obsahující 98 mg NO^ · litr ¹ a 50 mg . litr ¹ ethanolu, přidáno 50 kg vlhké hmoty částic buněčných agregátů, jejichž výroba byla popsána v předcházejících odstavcích, spuštěno šnekové míchadlo frekvencí 75 min ¹ a denitrifikační reakce probíhala 60 minut za nepřetržitého míchání při teplotě 15 *C.

Po této době klesla koncentrace nitrátů v užitkové vodě z uvedené hodnoty na 3 mg NO^ . litr^-1. Denitrifikovaná užitková voda byla přetlakem vzduchu ze shora reaktoru přes filtrační vložku oddělena, k vlhkému koláči použitých buněčných agregátů v reaktoru přidáno opět 950 litrů užitkové vody obsahující tutéž koncentraci nitrátů a ethanolu a popsaným způsobem bylo provedeno celkem 67 opakovaných cyklů použití s toutéž násadou biokatalyzátoru při dosažení stupně denitrifikace 91,3 %/67 diskontinuální ch cyklů použití v míchaném vsádkovém reaktoru.

12Příklad 2

Kontinuální denitrifikace podzemní vody byla prováděna v koloně s pevným ložem směsi 20 kg vlhké hmoty buněčných agregátů, jejichž postup přípravy byl popsán v příkladu 1 a 5 kg částic mletého, vypraného a převařeného vytříděného koksu o průměrné velikosti částic 0,87 mm. Podzemní voda a metanol jako organický zdroj elektronů byly smíšeny v míchané nádobě a dále byly dopravovány čerpadlem přes rozdělovači objekt ke dnu kolony o vnitřním průměru 160 mm a výšce 1600 mm. Pevné lože biokatalyzátoru bylo v koloně stabilizováno zátěžovacím objektem umístěným shora. Upravovaná voda byla odváděna z horního konce rozšířené části hlavy kolony s přepadem, kde byl v odtokové sekci umístěn mikrobiální filtr. Po dobu 3 dnů byla upravovaná voda s metanolem čerpána do kolony v množství 200 litrů . h“^ při zachování refluxního poměru 2 : 1. Od 4. dne byla podzemní voda denitrifikována průtokem 200 litrů . h¹ bez recirkulace. Následující tabulka shrnuje průměrné hodnoty sledovaných parametrů vody během tříměsíčního provozu denitrifikační kontinuální jednotky s pevným ložem biokatalyzátoru a pomocnou filtrační látkou.

Ukazatel			Nátok		Odtok
-1 (mg . litr )			(mg .	litr	(mg . litr!)
metanol				45,0	0
N03				150,0	45,2
NO				0,05	0,85
				0,22	0,18
PO3-				0,38	0,11
akt. Cl				0,40	0,20
CHSKMn				1,00	1,50
pH _				6,95	7,32

teplota (*C) 10,5 10,6

Příklad 3

Denitrifikace podzemní vody byla prováděna ve třech kolonách zapojených v sérii s pevným ložem biokatalyzátoru, jehož způsob přípravy byl popsán v příkladu 1, přičemž upravovaná voda byla do kolon dopravována objemovými čerpadly. První dvě kolony o vnitřním průměru 800 mm a výšce 4000 mm byly každá naplněna 259972 ' '

-131600 kg biokatalyzátoru. Třetí kolona o vnitřním průměru 580 mm a výšce 4000 mm byla naplněna 800 kg téhož biokatalyzátoru. Pevné lože biokatalyzátoru bylo v každé koloně stabilizováno zatěžovacím patrem umístěným shora.

*

Na kontinuální denitrifikační jednotce byla upravována voda v množství 36000 litrů . h \ o průměrné koncentraci nitrátů 95 mg . litr a teplotě 12 *C. Etanol, jako organický donor elektronů pro denitrikaci, byl dávkován přes statický směšovač do rozdělovacího objektu první kolony v sérii v množství 23 mg . litr a do rozdělovacího objektu poslední kolony v sérii v množství 8 mg .litr Rozdělovači objekt každé kolony byl tvořen vrstvou skleněných kuliček (ballotina) o průměru 0,6 mm.

Po dobu 4 dní probíhala denitrifikace vody ve všech třech kolonách, v následujících 7 denních periodách byly v kontinuálním pracovním cyklu vždy pouze dvě kolony a třetí kolona se re-, generovala. Regenerace byla prováděna vodným roztokem 1 %ní glukózy, který byl dopravován ze zásobníku pomocí čerpadla a vracen zpět do zásobníku, vždy 2 hodiny denně. Cyklus střídavého zapojení a regenerace jednotlivých kolon byl prováděn po dobu 4 měsíců. Dále uvedená tabulka shrnuje průměrné koncentrace nitrátů a nitritů na výstupu z kolon, přičemž proškrtnuté rubriky v tabulce značí časový limit regenerace příslušné kolony recirkulací roztokem glukózy pevným ložem biokatalyzátoru.

Počet dní provozu	Vstupní v nátoku	koncentrace (mg.litr-1)	Odtok v sérii kolon (mg . litr-1)
NO	N02	1	2	3
NOŠ	NO-	NO-	NO’	N03	NO-
4	95,2	, 0,06	62,0	1,35 «	30,2	0,48	13,2	0,05
7	94,8	0,06	-	-	48,5	0,96	26,2	0,06
14	93,3	0,05	45,3	0,75	-	-	28,5	0,07
21	95,0	0,06	50,6	0,65	5,6	0,03	-	-
105	94,8	0,04	*		60,8	1,05	45,2	0,08
112	95,1	0,05	58,1	0,76	-	-	45,3	0,09
119	95,8	0,05	60,3	0,65	27,6	0,06	-	-

Příklad 4

-14K přípravě pitné vody byla zpracovávána povrchová voda v průtokovém množství 7200 litrů . h¹. Přiváděná upravovaná voda byla na úpravně zaváděna přes systém česlí do usazovací nádrže, která sloužila k sedimentaci nerozpuštěných látek. Voda, přetékající z usazovací nádrže na denitrifikační jednotku v průměru obsahovala:

no₃

CHSK mg .

5,0 mg pH 7,05 teplota 12,5 *C nasycení kyslíkem 70,0 %, tj. 7,4.3 mg . litr ^x při 12,5 'C.

V nátokové sekci na denitrifikační jednotku byl umístěn statický směšovač, do kterého byl dávkován 10 % (objem/objem) vodný roztok ethanolu, jako organický zdroj elektronů v množství 30 mg.litr ''.Denitrifikační jednotka byla složena z 5 stupňů.Upravovaná voda byla převáděna ze statického směšovače na horní stupeň a odtud kaskádovým tokem protékala všemi pěti patry. Každé patro obsahovalo 1100 kg vlhké hmoty imobilizovaných buněčných agregátů s denitrifikační aktivitou, jejichž příprava byla popsána v příkladu 1. Plocha patra byla 15 m², výška vrstvy biokatalyzátoru činila 0,1 m. Denitrifikační proces probíhal za aerobních podmínek, koncentrace kyslíku v protékající vodě dosahovala v posledním stupni kaskády 12,74 mg . litr ¹ při 12,5 *C, voda tedy byla přesycena kyslíkem odpovídající hodnotě 120 % hmotnostních.

Po dobu jednoho měsíce byla sledována denitrifikační účinnost kaskádové jednotky s pevným ložem biokatalyzátoru. Sledované parametry vody (průměrné hodnoty) odtékající z denitrifikační jednotky po jednom měsíci nepřetržitého chodu byly:

-l

7,0 mg . litr litr

NO

Mn litr ^CHSKMn

PH teplota nasycení kyslíkem litr litr¹ při 12,5 *C.

8,0 mg .

7,10 12,5 *C 12,74 mg

Denitrifikovaná voda byla dále upravována klasickými úpravárenskými postupy, tj. čiřením, filtrací a dezinfekcí.

-15Příklad 5

Promyté a nabobtnalé buněčné agregáty, jejichž způsob přípravy byl uveden v příkladu 1, byly plavením na sítech vytříděny na jednotlivé velikostní frakce. Frakcé částic o velikosti 0,5 mm a menší vykazovala nejvýšší specifickou denitrifikační aktivitu.

Kationaktivní iontoměnná pryskyřice s volnými aminoethylenovými skupinami byla v množství 3,4 kg suspendována v 6 litrech destilované vody, suspenze byla ponechána po promíchání bobtnat 24 hodin ve skleněném kotlíku. Po této době byla kapalina odsáta, k nabobtnalé pryskyřici bylo přidáno 15 litrů destilované vody, částice uvedeny do vznosu mícháním a přidán 25 % (hmota/objem) vodný roztok glutaraldehydu (Merck, AG., NSR) tak, aby jeho výsledná koncentrace v suspenzi činila 5 % (objem/objem). Suspenze byla nepřetržitě¹ míchána po dobu 24' hodin. Po této době byla suspenze převedena do dekantační nádrže a částice mnohonásobně dekantovány destilovanou vodou tak dlouho, až v promývací vodě nebyl analyticky prokázán volný glutaraldehyd.

kg vlhké hmoty (sušina 33 %) vytříděných buněčných agregátů, jak bylo uvedeno shora, a 3,4 kg aktivované kvantitativně promyté a odsáté pryskyřice, bylo suspendováno v míchaném kotlíku v 50 ti litrech destilované vody a suspenze krátce promíchána a homogenizována a poté ponechána v klidu po dobu 24 hodin. Po této době byla suspenze opět pomalu promíchávána asi 1 hodinu a poté materiál vakuově odsát přes textilní materiál.

Získaný biokatalyzátor se zdokonalenými hydrodynamickými vlastnostmi byl nasypán do kolony tvořené skleněným válcem o vnitřním průměru 200 mm, přičemž výška sypané vrstvy činila 500 mm. Vrstva biokatalyzátoru byla granulometricky složena tak, že ve spodní části kolony byly navrstveny částice o střed·ním průměru 1,0 až 1,5 mm, střední část kolony obsahovala částice o středním průměru 0,7 až 1,0 mm a v horní části kolony byly navrstveny částice charakterizované středním průměrem 0,2 až 0,7 mm. .

Do kolony byla čerpána podzemní voda o koncentraci nitrátů 95 mg . litr při teplotě 10,5 *C v množství 135 litrů . h .

Do čerpané vody byl na vstupu kolony nástřikovým -směšovacím ventilem konstantně dávkován ethanol v množství 23 mg . litr .

Směr průtoku pevným ložem biokatalyzátoru byl shora dolů, při259972

-16čemž byl kontinuálně měřen tlakový gradient denitrifikované vody přes vrstvu biokatalyzátoru. Při dosažení tlakového gradientu 0,1 MPa byl směr toku upravované vody soustavou ventilů obrácen a vrstva biokatalyzátoru byla po dobu 60 ti minut promývána upravovanou vodou tak, že průtok vody způsobil flotaci částic až do střední hodnoty mezerovitosti 0>6.Do promývací vody byl po tuto dobu přidáván volný chlór v množství 2,0 mg . litr”¹. Po této době byla postupným snižováním objemového průtoku vytvořena opět polydisperzní vrstva částic. Poté probíhala denitrifikace vody jejím tokem směrem shora dolů pevným ložem biokatalyzátoru.

Během nepřetržitého dvouměsíčního provozu bylo dosaženo na odtoku z kolony průměrné koncentrace nitrátu 34,8 mg . litr¹.

Příklad 6

Kontinuální denitrifikace povrchové vody, obsahující nitráty o koncentraci 500 mg . litr ¹ a nitrity o koncentraci 0,05 mg . litr”¹, byla prováděna v míchanénnerezovém reaktoru, jehož technické řešení je popsáno v příkladu 1, ve kterém bylo umístěno 200 kg vlhké hmoty biokatalyzátoru, jehož způsob přípravy je rovněž uveden v příkladu 1.

částice byly po načerpání 800 litrů povrchové vody obsahující 300 mg .litr ¹ glukózy, uvedeny do vznosu pornaloběžným šnekovým míchadlem při frekvenci míchání 50 min . Očinný objem reaktoru byl 1,0 m³. Upravovaná voda z usazovací nádrže úpravny a zásobní roztok glukózy byly čerpány přes statický směšovač do horní části reaktoru v množství 400 litrů . h -¹. Denitrifikovaná voda byla čerpána spodem reaktoru stejnou rychlostí přes pískový filtr o objemu 3,0 m³. Na pískovém loži filtru docházelo po zapracování náplně za aerobních podmínek k biologické nitrifikaci zbytkové koncentrace nitritů a zároveň k snížení organického znečištění, vyjádřeného hodnotou CHSK^.

Jednostupňový míchaný kontinuální reaktor byl v nepřetržitém chodu po dobu jednoho měsíce, přičemž průměrné výsledky jsou shrnuty jak následuje:

Ukazatel (mg.litr-1)	Nátok	Odtok z reaktoru	Odtok z pískového lože
NO”	500,0	25,6'.	• 39,9
NO	0,05	11,38	0,09
CHSKMn	5,25	6,25	4,37

Příklad 7

Denitrifikace pitné vody probíhala v jednostupňovém kontinuálním míchaném reaktoru, v zařízení, které bylo uvedeno v příkladu 1. Namísto šnekového míchadla byly částice uváděny do vznosu probubláváním suspenze stlačeným vzduchem pomocí vzdušnícího věnce, umístěného těsně nad filtrační vložkou, který . byl opatřen soustavou tlakovzdušných trysek. Do reaktoru bylo předloženo 50 kg vlhké hmoty biokatalyzátoru, jehož způsob přípravy byl popsán v příkladu 1 a 350 litrů pitné vody. Vzdušnícím věncem byl přiváděn vzduch o přetlaku z ústí tlakovzdušných trysek 0,15 MPa, což zajišťovalo symetrickou cirkulaci částic podél vertikální osy reaktoru. Počáteční koncentrace nitrátů ve vodě činila 90 mg . litr ¹ a počáteční koncentrace -1 glukózy byla 50 mg . litr

Po 140 minutách reakce, kdy koncentrace nitrátů poklesla z uvedené hodnoty na 15 mg . litr -¹, bylo zahájeno kontinuální čerpání upravované vody přes statický směšovač s přídavkem uvedené koncentrace glukózy do horní části reaktoru v množství 550 litrů . h . Denitrifikovaná voda byla čerpána spodem reaktoru pod filtrační vložkou.

Jednoštupňový.kontinuální míchaný reaktor byl v nepřetržitém chodu po dobu jednoho měsíce a zbytková koncentrace nitrátů v upravované vodě činila průměrně 15 mg . litr ¹.

Příklad 8

Denitrifikace podzemní vody o obsahu nitrátů 75 mg . litr ¹ a organického znečištění, vyjádřeného hodnotou CHSK^ 1,05 mg .

. litr”¹, byla prováděna kontinuálním způsobem ve dvou kolonách zapojených vedle sebe se vznosným ložem biokatalyzátoru, jehož způsob přípravy byl uveden v příkladu 1.

-18Kolony o rozměrech: 1. kolona o vnitřním průměru 120 mm a výšce 1200 mm byla naplněna 5 kg vlhké hmoty buněčných agregátů, 2. kolona o vnitřním průměru 100 mm a výšce 1000 mm byla naplněna 3 kg vlhké hmoty téhož biokatalyzátoru. Ve spodní části obou kolon, pod vrstvou biokatalyzátoru oddělenou filtrační vložkou, byla umístěna jednotka pro elektrolytický rozklad upravované vody. Ke dnu 1. kolony byla čerpána podzemní voda v množství 80 litrů . h , ke dnu 2. kolony byla čerpána částečně denitrifikovaná voda z horní čás-ti 1. kolony stejnou rychlostí. V 1. koloně fluidovaly částice při mezerovitosti 0,48, v 2. koloně při mezerovitosti 0,55. Při průtoku stejnosměrného elektrického proudu o intenzitě 4 A byl v obou kolonách genero-_y ván vodík jako donor elektronů pro denitrifikaci a kyslík.

V průběhu jednoměsíčního nepřetržitého provozu obou kolon činila průměrná zbytková koncentrace nitrátů v upravované vodě -1 na odtoku z 1. kolony 34,5 mg . litr , na odtoku z 2. kolony -1

10,5 mg . litr . Chemická spotřeba kyslíku CHSK_Mn dosahovala na odtoku z 2. kolony průměrných hodnot 1,25 mg . litr

Příklad 9

Denitrifikace podzemní vody byla prováděna v jednostupňové koloně se vznosným ložem biokatalyzátoru kontinuálním způsobem za použití plynného vodíku jako donoru elektronů.

Skleněná kolona o vnitřním průměru 120 mm a výšce 1200 mm byla na její spodní části opatřena fritovým rozvaděčem, umístěným pod filtrační vložkou. V horní části kolony byl umístěn odlučovač plynů a odpadní potrubí upravené vody. 5 kg vlhké hmoty biokatalyzátoru, který byl připraven jak je uvedeno v příkladu 1, bylo nasypáno do této kolony.

Podzemní voda, obsahující 105 mg . litr nitrátů byla čerpána ke dnu kolony v množství 55 litrů . h a do fritového -3 rozvaděče byl přiváděn plynný vodík v množství 5,0 . 10 m³ .

. h”l z tlakové nádoby přes redukční ventil. Plyny jímané v odlučovači plynů byly komprimovány a přes směšovací zařízení směšovány s čistým vodíkem z tlakového zdroje tak, aby výsledná koncentrace vodíku v plynné směsi byla 80 %.

V následujícím odstavci jsou shrnuty průměrné hodnoty čtrnáctidenního provozu denitrifikační jednostupňové kontinuální kolony se vznosným ložem biokatalyzátoru.

Ukazatel _1 (mg . litr )	Nátok	Odtok
NO'	105,0	40,3
no;	0,1	0,8
NH*	0,3	0,3
CHSKMn	i,2	1,4
teplota (*C)	25	25
pH	7,1	7,3

Příklad 10

Denitrifikace podzemní vody byla prováděna kontinuálním, způsobem v jednostupňové skleněné koloně popsané v příkladu 9, se vznosným ložem biokatalyzátoru, jehož způsob přípravy byl uveden v příkladu 1. Vodík, jako donor elektronů pro denitrifikaci, byl získán elektrolýzou upravované vody s oddělením anodické a katodické části, přičemž uvolněný kyslík byl ozonizován v ozonizátoru k další úpravě vody.

Elektrolyzér tvořil uzavřený vertikální tank rozdělený azbestovými diafragmami na tři části, dvě vnější tvořily anodickou část a vnitřní část tvořila katodickou oblast. Vznikající vodík a kyslík byly jímány odděleně ve sběrném potrubí. Jímaný vodík byl přiváděn do fritového rozvaděče kolony v množství -3 -1

4,0 . 10 m³ . h . Směs jímaného kyslíku a vzduchu byla po vysušení vedena do ozonizátoru, kde byl kyslík elektrickým výbojem parciálně přeměněn na ozón, který byl ve směšovacím zařízení směšován s upravenou vodou. Skleněná kolona obsahovala 5 kg vlhké hmoty buněčných agregátů.

Podzemní voda obsahující 102,0 mg . litr”¹ nitrátů, byla po průchodu elektrolyzérem čerpána ke dnu kolony v množství 50 litrů . h ¹. Plyny jímané v odlučovači plynů kolony byly komprimovány a přes směšovací zařízení směšovány s elektrolyticky tvořeným vodíkem tak, aby výsledná koncentrace vodíku v plynné směsi činila 80 %. V následujícím odstavci ’jsou shrnuty průměrné hodnoty 14 ti denního provozu denitrifikační jednostupňové kontinuální kolony sě vznosným ložem biokatalyzátoru.

Ukazatel (mg . litr ?)	Nátok	Odtok
NO	102,0	45,8
NO?	0,1	0,2
CHSK. Mn	1,2	1,2

PŘEDMĚT vynalezu

Claims (7)

1. Způsob denitrifikace pitných, podzemních, povrchových, užitkových a odpadních vod imobilizovanými buněčnými agregáty, kdy se částice biokatalyzátoru s denitrifikační enzymovou aktivitou uvádějí ve styk s vodným prostředím obsahujícím nitráty a/nebo nitrity v rozmezí jejich koncentrací 0,001 v -i az 2000 mg . litr při nulové až maximální koncentraci ve vodě rozpuštěného a/nebo nerozpuštěného kyslíku, vyznačující se tím, že se vodné prostředí v kontinuálním nebo diskontinuálním provozu sytí plynným vodíkem při teplotě v rozmezí 1 až 45 ’C, s výhodou 10 až 30 ’C, pH prostředí 4,0 až 9,0, výhodně 7,5 až 8,5 a/nebo se do něj dodávají organické donory elektronů, výhodně ethylalkohol, glukóza nebo methylalkohol v rozmezí jejich koncentrací 0,0001 až 2000 mg .

_i . litr , přičemž potřebný vodík se může získávat elektrolýzou surové nebo upravené vody.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se diskontinuální denitrifikace provádí za šetrného míchání vícenásobně opakovaně při použití téže násady částic biokatalyzátoru, při frekvenci míchání 1 až 200 min \ nebo se částice ve vsádkovém reaktoru uvádějí do. vznosu probubláváním plynem, výhodně vzduchem, dusíkem, vodíkem nebo jejich směsmi.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se kontinuální denitrifikace provádí v reaktorech s pevným nebo vznosným ložem biokatalyzátoru zapojených jednotlivě a/nebo ve dvou a více reaktorech zapojených v sérii nebo kaskádě, přičemž voda a/nebo vodná suspenze částic biokatalyzátoru protéká reaktory protiproudem, souproudem, pístovým tokem a/nebo křížovým tokem,popřípadě se denitrifikace provádí v jednostupňových nebo vícestupňových reaktorech zapojených v sérii, přičemž částice jsou uváděny do vznosu šetrným mícháním a/nebo probubláváním plynem, výhodně vzduchem, dusíkem, vodíkem nebo jejich směsmi. .

Λ·ί

4. Způsob podle bodů 1 a 3, vyznačující se tím, že se pro konti nuální denitrifikaci v reaktorech s pevným ložem biokatalyzátoru toto lože vytvoří bud samotnými částicemi buněčných agregátů, nebo smícháním částic biokatalyzátoru s částicemi inertních, popřípadě glutaraldehydem předem ošetřených anorganických nebo organických, přírodních nebo umělých, výhodně porézních materiálů, zejména s mletým koksem, keramickými nebo skleněnými částicemi, mletou škvárou, expandovaným perlitem, mletým expandovaným šamotem, mletými cihlami, pískem, pemzou, polymerním oxidem křemičitým a iontoměnnými pryskyřicemi.

5. Způsob podle bodu 1 až 4, vyznačující se tím, že se kyslík, uvolňující se při elektrolýze, ozonizuje a využívá pro dezinfekci upravené vody.

6. Způsob podle bodu 1 až 5, vyznačující se tím, že se odpadní teplo, vznikající při elektrolytické výrobě plynného vodíku, využívá k ohřevu vody.

7. Způsob podle bodu 1 až 6, vyznačující se tím, že plyny probublávající vodnou suspenzí biokatalyzátoru se z výstupní části reaktorů odlučují a opět vhánějí do vstupní části reaktorů.