kvælstoffjernelse

Kvælstoffjernelse refererer til fjernelse af kvælstofforbindelser fra vand, særligt spildevand, for at forhindre eutrofiering af modtagende vandområder og for at overholde udlederkrav. Kvælstoffet forekommer som ammonium (NH4+), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-) og organisk kvælstof. Kilderne omfatter husholdningsaffald, landbrugsafstrømme og visse industrielle processer.

Biologisk kvælstoffjernelse opnås normalt gennem nitrifikation og denitrifikation. Nitrifikation er en aerob proces, hvor ammoniak oxideres til nitrat af nitrificerende bakterier, for eksempel Nitrosomonas og Nitrospira. Denitrifikation er en anaerob eller anoxisk reduktion af nitrat til kvælgas af denitrificerende bakterier, der udnytter organisk kulstof som elektron donor. I praksis bygges behandlingsanlæg med kombinerede aerobe og anoxiske zoner, såsom aktiveret sludge med adskilte zoner, Sequencing Batch Reactors eller biofilm-reaktorer, for at opnå begge trin i én behandlingslinie. Ekstern kulstofkilde kan tilføjes for at sikre tilstrækkelig denitrifikation.

Et komplementært tiltag er anammox-processen (anaerob ammoniumoxidation), som kan omdanne ammonium og nitrit direkte til kvælgas under anoxiske forhold, hvilket reducerer iltforbruget og slamproduktionen. Anammox implementeres ofte som et senere trin efter nitrifikation og bruges især i anlæg med høj nitrogenbelastning.

Ikke-biologiske metoder, såsom ionbytning, luftstripping eller adsorption, kan anvendes til grundvandsbehandling eller polishing af spildevandsudløb i særlige tilfælde, men er mindre almindelige til store kommunale anlæg.

Udfordringer ved kvælstoffjernelse omfatter at opretholde rette oksidations- og reduktionforhold, sikre tilstrækkeligt kulstof, håndtere energiforbrug og minimere emission af kvælstofforbindelser som N2O. Fokus ligger på at forbedre effektivitet, pålidelighed og miljøpåvirkning.