Advantages of the application of fluidized bed bioreactors to a microbiological nitrification process

• Autorzy: Tabiś B. S. , Stryjewski W. S.

Warianty tytułu

PL

Zalety stosowania bioreaktorów fluidyzacyjnych w procesie nitryfikacji mikrobiologicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents application possibilities of two and three-phase fluidized bed bioreactors for carrying out a microbiological nitrification process. The advantages and disadvantages of individual bioreactors are described. A quantitative analysis of the fundamental operating variables related to the balance of oxygen and the preservation of the fluidized bed was performed.

PL

W artykule omówiono możliwości wykorzystania dwu- i trójfazowych bioreaktorów fluidyzacyjnych do realizacji nitryfikacji mikrobiologicznej. Przedstawione zostały zalety i wady poszczególnych rozwiązań procesowych. Dokonano ilościowej oceny podstawowych wielkości związanych z bilansem tlenu i utrzymaniem złoża w stanie fluidalnym.

Słowa kluczowe

EN

nitrification; bioreactor; fluidization

PL

nitryfikacja; bioreaktor; fluidyzacja

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 1-Ch
• Strony: 117--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., wz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Tabiś B. S.

• Institute of Chemical and Process Engineering, Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology

autor

Stryjewski W. S.

• Institute of Chemical and Process Engineering, Faculty of Chemical Engineering and Technology, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Hapagonian D.S., Riley J.G., A closer look at the bacteriology of nitrification, Aquacult. Eng., 18, 1998, 223-244.
• [2] Sadecka Z., Podstawy biologicznego oczyszczania ścieków, Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o., Warszawa 2010.
• [3] Gutierrez-Wing M.T., Malone R.F., Biological filters in aquaculture: Trends and research directions for freshwater and Marine applications, Aquacult. Eng., 34, 2006, 163-171.
• [4] Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi z dnia 29 marca 2007 r.
• [5] Nitrification, United States Environmental Protection Agency, Washington 2002.
• [6] Gujer W., Nitrification and me – A subjective review, Water Res., 44, 2010, 1-19.
• [7] Klimiuk E., Łebkowska M., Biotechnologia w ochronie środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.
• [8] Green M., Ruskol Y., Lahav O., Tarre S., Chalk as the carrier for nitrifying biofilm in a fluidized bed reactor, Water Res., 35, 2000, 284-290.
• [9] Elenter D., Milferstedt K., Zhang W., Hausner M., Morgenroth E., Influence of detachment on substrate removal and microbial ecology in heterotrophic/autotropic biofim, Water Res., 41, 2007, 4657-4671.
• [10] Tang W.-T., Fan Liang-Shih, Steady State Phenol Degradation in a Draft-Tube, Gas-Liquid-Solid Fluidized-Bed Bioreactor, AICHE J., 33, 1987, 239-249.
• [11] Nicolella C., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J., Wastewater treatment with particulate biofilm reactors, J. Biotechnol., 80, 2000, 1-33.
• [12] Summerfelt S.T., Design and management of conventional fluidized-sand biofilters, Aquacult. Eng., 34, 2006, 275-302.
• [13] Schuegerl K., Three-phase-biofluidization-Application of three-phase fluidization in the biotechnology ‒ A review, Chem. Eng. Sci., 52, 1997, 3661-3668.
• [14] Fan Liang-Shih, Fujie K., Long Teng-Rui, Tang W.T., Characteristics of draft tube gas-liquid-solid fluidized bed bioreactor with immobilized living cells for phenol degradation, Biotechnol. Bioeng., 30, 1987, 498-504.
• [15] Gaelli R., Biodegradation of dichloromethane in waste water using a fluidized bed bioreactor, Appl. Microbiol. Biotechnol., 27, 1987, 206-213.
• [16] Tijhuis L., Loosdrecht van M.C.M., Heijnen J.J., Formation and growth of heterotrophic aerobic biofilms on small suspended particles in airlift reactors, Biotechnol. Bioeng., 44, 1994, 595-608.
• [17] Ryhiner G., Petrozzi S., Dunn I.J., Operation of a three- phase biofilm fluidized sand bed reactor for aerobic wastewater treatment, Biotechnol. Bioeng., 32, 1988, 677-688.
• [18] Hueppe P., Hoeke H., Hempel D.C., Biological treatment of effluents from coal tar refinery using immobilized biomass, Chem. Eng. Technol., 13,1990, 73-79.
• [19] Wagner K., Hempel D.C., Biodegradation by immobilized bacteria in an airlift-loop reactor ‒ Influence of biofilm diffusion limitation, Biotechnol. Bioeng., 31, 1988, 559-566.
• [20] Fennell D.E., Nelson Y.M., Underhill S.E., White T.E., Jewell W.J., TCE degradation in a methanotropic attached-film bioreactor, Biotechnol. Bioeng., 42, 1993, 859-872.
• [21] Bentum van W.A.J., Loosdrecht M.D.M., Heijnen J.J., Control of heterotropic layer formation on nitrifying biofilms in a biofilm airlift suspension reactor, Biotechnol. Bioeng., 53, 1997, 397-405.
• [22] Heijnen J.J., van Loosdrecht M.C., Mulder R., Mulder A., Welteverde R., Scaleup of aerobic airlift suspension biofilm reactor, International Symposium Environmental Biotechnology, 22–25 April, Osteend, Belgium, 211-217.
• [23] Macchi A., Bi H., Grace J.R., McKnight C.A., Hackman L., Dimensional hydrodynamic similitude in three-phase fluidized beds, Chem. Eng. Sci., 56, 2001, 6039-6045.
• [24] Dunn I.J., Tanaka H., Uzman S., Denec M., Biofilm fluidized-bed reactors and their application to waste water nitrification, Annals of the New York Academy of Science, 413, 1983, 168-183.
• [25] Merchuk J.C., Airlift Bioreactors: review of recent advances, Can. J. Chem. Eng., 81, 2003, 324-337.
• [26] Garrido J.M., van Benthum W.A.J., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J., Influence of dissolved oxygen concentration on nitrite accumulation in a biofilm airlift suspension reactor, Biotechnol. Bioeng., 53, 1997, 168-178.
• [27] Jin R.-C., Zheng P., Mahmood Q., Zhang L., Performance of a nitrifying airlift reactor using granular sludge, Sep. Purif. Technol., 63, 2008, 670-675.
• [28] Tabiś B., Gomułka M., Wpływ ciała stałego na właściwości stacjonarne trójfazowego bio-reaktora fluidyzacyjnego, Inż. Ap. Chem., 44, 2005, 5, 3-6.
• [29] Bandaru K.S.V.S.R., Murthy D.V.S., Krishnaiah K., Some hydrodynamic aspects of 3-phase inverse fluidized bed, China Part., 5, 2007, 351-356.