Tlenowy osad granulowany – charakterystyka czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych

• Autorzy: Czarnota J. , Tomaszek J.A. , Miąsik M. , Zdeb M.

Warianty tytułu

EN

Aerobic granular sludge – factors affecting the granulation process in the sequencing batch reactors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas konferencji „1st IWA - Workshop Aerobic Granular Sludge”, która odbyła się w Monachium w 2005 r., tlenowy osad granulowany zdefiniowano jako agregaty pochodzenia mikrobiologicznego, które nie koagulują w wyniku zmniejszenia siły hydrodynamicznej ścinania oraz sedymentujące znacznie szybciej niż kłaczki osadu. Systemy GSBR mają wiele zalet wynikających z właściwości granul, które charakteryzują się dobrymi właściwościami sedymentacyjnymi, długim czasem retencji oraz nie wykazuje pęcznienia. Dotychczasowe badania wykazały, że na proces tlenowej granulacji głównie wpływa: konfiguracja reaktora, środowisko i warunki jego pracy. Formowanie tlenowych granul jest procesem złożonym i kontrolowanym przez kilka czynników, z wyjątkiem konfiguracji reaktora, są to: warunki „uczta-głód”, kompozycja pożywki, obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń oraz siły hydrodynamiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań oraz charakterystykę czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor). Na podstawie literatury dobrano optymalne dla procesu granulacji wartości współczynnika dekantacji, prędkości przepływu powietrza oraz ilości tlenu rozpuszczonego, co umoŜliwiło zbadanie wpływ stosunku wysokości do szerokości reaktora (H/D – height/diameter) na proces granulacji tlenowego osadu czynnego. Zastosowane parametry technologiczne pracy reaktorów umożliwiły proces granulacji tlenowego osadu czynnego, a struktura granul pozwoliła uzyskać wyższe stężenie biomasy w reaktorach.

EN

In 2005, the International Water Association (IWA - Workshop Aerobic Granular Sludge) held the first session of aerobic granular sludge seminars at the Technical University of Munich in Germany, and a clear definition of aerobic granular sludge was established, i.e. granules making up aerobic granular activated sludge are to be understood as aggregates of microbial origin, which do not coagulate under reduced hydrodynamic shear, and which settle significantly faster than activated sludge flocs. SBR systems that use granular sludge have many advantages that arise from the properties of the granules: a good settling property, a long sludge retention time and no sludge bulking was observed with the aerobic granular sludge. To date, the published literature has indicated that aerobic granulation is mainly dependent on reactor configuration, environmental and operational conditions. The formation of aerobic granules is a complex process controlled by several factors: aerobic starvation, composition of the medium, organic loading rate and hydrodynamic forces. The paper presents the results of research and characteristics of factors which affects the granulation process in the sequencing batch reactors GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor). In order to ensure conditions suitable for the granulation process, based on the literature, following values have been matched: decantation, the air velocity and amount of dissolved oxygen. This allowed to examine the affect of the height and width ratio of the reactor (H/D - height/diameter) on the process of aerobic sludge granulation. The applied technological operating parameters of the reactors allowed the aerobic granulation process of activated sludge, also the structure of the granules allowed to get a higher biomass concentration in the reactors.

Słowa kluczowe

PL

osad czynny; osad tlenowy granulowany; reaktor sekwencyjny porcjowy; granulacja; czynnik wpływu

EN

activated sludge; aerobic granular sludge; sequencing batch reactor; granulation process; affect factor

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 60, nr 3
• Strony: 161--171
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Czarnota J.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Tomaszek J.A.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Miąsik M.

• Politechnika Rzeszowska

autor

Zdeb M.

• Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Beun J.J., Hendriks A., van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A., Heijnen J.J.: Aerobic granulation in a sequencing batch reactor, Water Research, no 33, 10, 1999, s. 2283-2290.
• [2] Cichowicz M.: Organizmy osadu czynnego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
• [3] Coma M., Puig S., Serón N., Balaguer M.D., Colprim J.: Granular sludge development at different exchange ratios for nutrient removal, 2nd IWA Specialized Conference Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes 6-9th of September 2009 Kraków, Poland.
• [4] de Kreuk M.K., McSwain B.S., Bathe S., Tay J., Schwarzenbeck S.T.L., Wilderer P.A.: Discussion outcomes. Ede. In: Aerobic Granular Sludge, Water and Environmental Management Series. IWA Publishing 2005, Munich, pp. 165-169.
• [5] Eikelboom D. H., van Buijsen H. J. J.: Podręcznik mikroskopowego badania osadu czynnego, Wydawnictwo Seidel – Przywecki sp. z o.o., Szczecin 1999
• [6] Gao D., Liu L., Liang H., Wu W-M.: Aerobic granular sludge: characterization, mechanism of granulation and application to wastewater treatment, Critical Reviews in Biotechnology, no 31(2), 2011, pp. 137-152.
• [7] Gromiec M.J.: NEREDA - innowacyjna technologia granulowanego osadu czynnego do oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych, Gaz, Woda i Technika sanitarna, nr 5, 2011, s. 179-183.
• [8] Ivanov V., Wang X.-H., Tay S. T.-L., Tay J.- H.: Bioaugmentation and enhanced formation of microbial granules used in aerobic wastewater treatment, Applied Microbiology and Biotechnology, no 70, 2006, pp. 374–381.
• [9] Klimowicz H.: Znaczenie mikrofauny przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym, Dział Wydawnictw Instytutu Ochrony Środowiska, Warszawa 1989.
• [10] Kocwa – Haluch R., Woźniakiewicz T.: Analiza mikroskopowa osadu czynnego i jej rola w kontroli procesu technologicznego oczyszczania ścieków, Czasopismo techniczne. Środowisko. z. 62 – Ś, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2011.
• [11] Kończak B., Miksch K.: Proces formowania granulowanego osadu w warunkach tlenowych: przegląd literaturowy, Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, nr 51, 2011, s. 43-51.
• [12] Lee S., Basu S., Tyler CW., Pitt PA.: A survey of filamentous organisms at the Deer Island Treatment Plant, Environmental Technology, no. 24(7), 2003, pp. 855-865.
• [13] Liu Y., Tay J.H.: State of the art of biogranulation technology for wastewater treatment, Biotechnology Advances, no 22(7), 2004, pp. 533-563.
• [14] Miksch K., Sikora J.: Biotechnologia ścieków, Wyd. Naukowe PWN, 2010.
• [15] Sunil S.A., Duu-Jong L., Kuan-Yeow S., Joo-Hwa T.: Aerobic granular sludge: Recent advances, Biotechnology Advances, no 26, 2008, pp. 411-423.
• [16] Tay J.H., Liu Q.S., Liu Y.: The effects of shear force on the formation, structure and metabolism of aerobic granules, Applied Microbiology and Biotechnology, no 57, 2001, pp. 227-233.
• [17] Thanh B.X., Visvanathan C., Ben Aim R.: Fouling characterization in aerobic granulation coupled baffled membrane bioreactor, IWA International Conference on Particle Separation, 9-11 July 2007, Toulouse, France.
• [18] Qin L., Liu Y., Tay J.H.: Effect of settling time on aerobic granulation in sequencing batch reactor, Biochemical Engineering Journal, no 21, 2004, pp. 47-52.
• [19] Usmani S.Q., Sabir S., Farooqui I.H., Ahmad A.: Biodegradation of phenols and pcresol by sequential batch reactor proc, International Conference on Environmental Research and Technology, no 10, 2008, pp. 906-910.
• [20] Wang Q., Du G., Chen J.: Aerobic granular sludge cultivated under the selective pressure as a driving force, Process Biochemistry, no 39(5), 2004, pp. 557-563.
• [21] Wang Z.W., Liu Y., Tay J.H.: The role of SBR mixed liquor volume exchange ratio in aerobic granulation, Chemospphere, no 62(5), 2006, pp. 767-771.
• [22] Wojnowska-Baryła I., Cydzik-Kwiatkowska A., Szatkowski M., Gutowski Ł.: Granulacja osadu czynnego w reaktorze SBR, Biotechnologia, nr 1(88), 2010, s. 161-169.
• [23] Zheng Y.M., Yu H.Q., Liu S.J., Liu X.Z.: Formation and instability of aerobic granules under high organic loading conditions, Chemosphere, no 63, 2006, pp. 1791-1800.