Zastosowanie gliceryny surowej jako źródła węgla podczas usuwania związków azotu z odcieków składowiskowych metodą osadu czynnego

• Autorzy: Kulikowska D. , Bernat K. , Sus K.

Warianty tytułu

EN

Crude glycerine as the carbon source during nitrogen removal from municipal landfill leachate using activated sludge process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy udokumentowano możliwość wykorzystania gliceryny surowej (odpadu powstającego przy produkcji oleju napędowego z naturalnych olejów roślinnych, zwanego biodieslem), jako zewnętrznego źródła węgla organicznego podczas usuwania związków azotu z odcieków składowiskowych w procesie osadu czynnego w układzie nitritacja–denitritacja. Proces prowadzono w trzech reaktorach porcjowych (SBR) przy ograniczonej zawartości tlenu rozpuszczonego w fazie napowietrzania 0,7 gO₂/m³. Zewnętrznym źródłem węgla organicznego były octan sodu i gliceryna surowa w różnych proporcjach (1:0, 3:1 i 1:1). Skuteczność utleniania azotu amonowego w tych warunkach wynosiła ponad 98%, a głównym produktem procesu nitritacji były azotany(III). Wykazano, że rodzaj zastosowanego węgla organicznego wpływał zarówno na skuteczność denitritacji, jak i przyrost osadu. Największą skuteczność denitritacji (ok. 63,8%) oraz usuwania związków azotu (76,3%) uzyskano przy zastosowaniu jako zewnętrznego źródła węgla organicznego octanu sodu i gliceryny surowej w proporcji 1:1. W tym przypadku uzyskano też najmniejszy przyrost biomasy osadu czynnego netto (0,54 g/g).

EN

This work documents possibility to use crude glycerine (by-product from biodiesel production) as an external organic carbon source in nitrogen removal from municipal landfill leachate by nitritation-denitritation in the activated sludge process. The process was carried out in the three sequencing batch reactors (SBRs) at limited concentration of oxygen dissolved in the aeration phase of 0,7 gO₂/m³. The external organic carbon sources were sodium acetate and crude glycerine applied in different proportions (1:0, 3:1 and 1:1). Under these conditions ammonium nitrogen oxidation efficacy was over 98% and nitrates (III) were the main products of the nitritation process. It has been shown that the type of organic carbon used affected both the denitritation efficacy and the sludge yield. The highest efficacy of denitritation (about 63.8%) and of nitrogen removal (76.3%) was achieved when sodium acetate and glycerine in proportion 1:1 were used as external organic carbon source. In this case also the lowest netto biomass yield in the activated sludge (0.54 g/g) was received.

Słowa kluczowe

PL

nitritacja; denitritacja; reaktor porcjowy SBR

EN

nitritation; denitritation; sequencing batch reactor

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 41--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kulikowska D.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, ul. Słoneczna 45G, 10-907 Olsztyn-Kortowo

autor

Bernat K.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, ul. Słoneczna 45G, 10-907 Olsztyn-Kortowo

autor

Sus K.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, ul. Słoneczna 45G, 10-907 Olsztyn-Kortowo

Bibliografia

• 1. T.A. KURNIAWAN, W.-H. LO, G.Y.S. CHAN: Degradation of recalcitrant compounds from stabilized landfill leachate using a combination of ozone-GAC adsorption treatment. Journal of Hazardous Materials 2006, Vol. B137, pp. 443–455.
• 2. H. TIMUR, I. ÖZTURK: Anaerobic treatment of leachate using sequencing batch reactor and hybrid bed filter. Water Science and Technology 1997, Vol. 6–7, No. 36, pp. 501–508.
• 3. K. BARBUSIŃSKI, B. PIECZYKOLAN, H. KOŚCIELNIAK, M. AMALIO-KOSEL: Wpływ odcieków składowiskowych na skuteczność oczyszczania ścieków miejskich i właściwości osadu czynnego. Ochrona Środowiska 2010, vol. 32, nr 3, ss. 33–38.
• 4. D.M. BILA, A.F. MONTALVÃO, A.C. SILVA, M. DEZOTTI: Ozonation of landfill leachate: Evaluation of toxicity removal and biodegradability improvement. Journal of Hazardous Materials 2005, Vol. B117, pp. 235–242.
• 5. H.-J. FAN, I.-W. CHEN, M.-H. LEE, T. CHIU: Using FeGAC/H2O2 process for landfill leachate treatment. Chemosphere 2007, Vol. 67, pp. 1647–1652.
• 6. I. MONJE-RAMIREZ, M.T. ORTA de VELASQUEZ: Removal and transformation of recalcitrant organic matter from stabilized saline landfill leachates by coagulation–ozonation coupling processes. Water Research 2004, Vol. 38, pp. 2359–2367.
• 7. K. KACZOREK, S. LEDAKOWICZ: Deamonifikacja odcieków z wysypiska na złożu torfowym. Inżynieria i Aparatura Chemiczna 2002, vol. 3, ss. 65–66.
• 8. A.A. TATSI, A.I. ZOUBOULIS: A field investigation of the quantity and quality of leachate from a municipal solid waste landfill in a Mediterranean climate (Thessaloniki, Greece). Advanced Environmental Research 2002, Vol. 6, pp. 207–219.
• 9. I. SCHMIDT, O. SLIEKERS, M. SCHMIDT, I. CIRPUS, M. STROUS, E. BOCK, J.G. KUENEN, M.S.M. JETTEN: Aerobic and anaerobic ammonia oxidizing bacteria – competitors or natural partners? FEMS Microbiology Ecololgy 2002, Vol. 39, pp. 175–181.
• 10. I. SCHMIDT, O. SLIEKERS, M. SCHMID, E. BOCK, J. FUERST, J.G. KUENEN, M.S.M. JETTEN, M. STROUS: New concepts of microbial treatment processes for the nitrogen removal in wastewater. FEMS Microbiology Review 2003, Vol. 27, pp. 481–492.
• 11. A. TORA, A. BAEZA, J. CARRERA, J.A. OLESZKIEWICZ: Denitritation of a high-strength nitrite wastewater in a sequencing batch reactor using different organic carbon source. Chemical Engineering Journal 2011, Vol. 172, pp. 994–998.
• 12. P. SOBIESZUK, K.W. SZEWCZYK: Estimation of (C/N) ratio for microbial denitrification. Environmental Technology 2006, Vol. 27, pp. 103–108.
• 13. J. CARRERA, J.A. BAEZA, T. VICENT, J. LAFUENTE: Biological nitrogen removal of high-strength ammonium industrial wastewater with two-sludge system. Water Research 2003, Vol. 37, No. 17, pp. 4211–4221.
• 14. L. SHAO, Z. HU, W. JIN, H. YIN: Optimization of solid carbon source for denitrification of agriculture wastes. China Environmental Science 2011, Vol. 5, pp. 748–754.
• 15. Z.X. XU, L. SHAO, H.L. YIN, H.Q. CHU, Y.J. YAO: Biological denitrification using corncobs as a carbon source and biofilm carrier. Water Environmental Research 2009, Vol. 81, No. 3, pp. 242–247.
• 16. W. HERMANOWICZ, W. DOŻAŃSKA, J. DOJLIDO, B. KOZIOROWSKI: Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Arkady, Warszawa 1999.
• 17. M. MAJONE, M. BECCARI, D. DIONISI, C. LEVANTESI, V. RENZI: Role of storage phenomena on removal of different substrates during pre-denitrification. Water Science and Technology 2001, Vol. 43, No. 3, pp. 151–158.
• 18. K. BERNAT, D. KULIKOWSKA, M. ZIELIŃSKA, A. CYDZIK-KWIATKOWSKA, I. WOJNOWSKA-BARYŁA: Nitrogen removal from wastewater with a low COD/N ratio at a low oxygen concentration. Bioresource Technology 2011, Vol. 102, No. 7, pp. 4913–4916.
• 19. P. PITTER, J. CHUDOBA: Biodegrability of Organic Substances in the Aquatic Environment. CRS Press, Boca Raton 1990.
• 20. D. KULIKOWSKA: Nitrogen removal from landfill leachate via the nitrite route. Brazilian Journal of Chemical Engineering 2012, Vol. 29, No. 02, pp. 211–219.
• 21. P. ELEFSINIOTIS, D.G. WAREHAM, M.O. SMITH: Use of volatile fatty acids from an acid-phase digester for denitrification. Journal of Biotechnology 2004, Vol. 114, pp. 289–297.
• 22. N.F.Y. TAM, Y.S. WONG, G. LEUNG: Significance of external carbon source on simultaneous removal of nutrients from wastewater. Water Science and Technology 1992, Vol. 26, pp. 1047–1055.