Podczyszczanie wód osadowych pochodzących z odwadniania przefermentowanych osadów ściekowych w fotobioreaktorach glonowych

Daniłowicz, A.; Droździk, B.; Jacalska, A.; Karło, A.; Surmacz-Górska, J.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Podczyszczanie wód osadowych pochodzących z odwadniania przefermentowanych osadów ściekowych w fotobioreaktorach glonowych

Autorzy

Daniłowicz A. , Droździk B. , Jacalska A. , Karło A. , Surmacz-Górska J.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

The pretreatment of wastewater from dewatering of digested sludge in algal photobioreactors

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule omówiono metodę podczyszczania ścieków w fotobiorektorach przy użyciu glonów, która polega na wykorzystaniu tych organizmów do poboru związków azotu (głównie jonów amonowych, ale także azotanów) oraz związków fosforu (ortofosforanów) z dopływających ścieków. W badanym układzie wykorzystano wody osadowe powstałe w procesie odwadniania przefermentowanego osadu, charakteryzujące się wysokim stężeniem jonów amonowych. Proces podczyszczania w bocznym ciągu technologicznym ma na celu ochronę głównego ciągu oczyszczalni przed zbyt wysokim ładunkiem azotu i zachwianiem procesów biologicznych. W wyniku asymilacji związków biogennych w fotobioreaktorze następuje przyrost biomasy glonowej, która może być wykorzystana jako substrat w ko-fermentacji i produkcji biogazu. Efektywność hodowli glonów w fotobioreaktorach zależy głownie od intensywności światła, temperatury, długość cyklu dzień/noc, turbulencji, zasolenia, pH, rodzaju gatunków koegzystujących glonów oraz obecności innych organizmów.

This study presents the wastewater treatment methods applied in those photobioreactors which use algae to absorb various nitrogen compounds (mainly ammonium ions, but also nitrates) and phosphorus (orthophosphates) from the inflowing sewage. The photobioreactor described in the following paper uses the sustainable water obtained in the process of dewatering of digested sludge, which contains a high concentration of ammonium ions. The pre-treatment taking place in the side branches of the technological line aims to avoid the risk of overloading the main sewage system with nitrogen and disturbing any ongoing biological processes. One of the results of the nutrients assimilation process is an increase in the amount of biomass produced by the algae, which can be used in the co-fermentation process and biogas production. The efficiency of algae cultivation in photobioreactors depends on the intensity of light, temperature, the length of the light-dark cycle, turbulences, salinity, the pH value, the species of algae which have to co-exist during the process and all the other organisms residing in the reactor.

Słowa kluczowe

glony fotobioreaktory wody osadowe

algae photobioreactors sustainable water

Wydawca

Mastermedia sp. z o.o.

Czasopismo

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

Rocznik

2016

Tom

Vol. 18, nr 2

Strony

45--54

Opis fizyczny

Bibliogr. 43 poz.

Twórcy

autor

Daniłowicz A.

Katedra Biotechnologii Środowiskowej; Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki ul. Akademicka 2; Gliwice; Polska

autor

Droździk B.

bernadetadrozdzik@gmail.com

Katedra Biotechnologii Środowiskowej; Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki ul. Akademicka 2; Gliwice; Polska

autor

Jacalska A.

Katedra Biotechnologii Środowiskowej; Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki ul. Akademicka 2; Gliwice; Polska

autor

Karło A.

Katedra Biotechnologii Środowiskowej; Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki ul. Akademicka 2; Gliwice; Polska

autor

Surmacz-Górska J.

joanna.surmacz-gorska@polsl.pl

Katedra Biotechnologii Środowiskowej; Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki ul. Akademicka 2; Gliwice; Polska

Bibliografia

1. Zbigniew Hrynkiewicz, Odwadnianie osadów ściekowych na filtracyjnych prasach taśmowych, Magdalena Dutka, Przegląd Komunalny, , 2(89), www.abra.pl, 1999, 79-82;
2. Sylwia Myszograj, Ilość i skład cieczy powstających w mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków, January Bień, Inżynieria i Ochrona Środowiska, 11(2),Częstochowa, 2008, 219-227;
3. Wiesława Styka, Piotr Beńko, Wpływ gospodarowania wodami osadowymi na usuwanie azotu ze ścieków miejskich, Prof. dr. hab. Inż. Zbigniew Heidrich, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 9, Warszawa 2007, 16-20;
4. Józef Malej, Anna Majewska, Adam Boguski Wybrane problemy oczyszczania wód osadowych, Tadeusz Piecuch, Rocznik. Ochrona Środowiska, 4, Koszalin, 2002, 11-48;
5. Justyna Ryzińska, Problem wód osadowych i możliwości ich oczyszczania w Polsce, Prof. dr. hab. Inż. Zbigniew Heidrich, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, Sigma-NOT sp. z o.o., Warszawa, 2006, 58-62;
6. Karin Larsdotten Wastewater treatment with microalgae – a literature review, Lund, Vatten, 62, Szwecja, 2006, 31-38;
7. C. U. Ugwu, H.Aoyagi, H. Uchiyama, Photobioreactors for mass cultivation of algae , Ashok Pandey, Bioresource Technology 99, Indie, 2008, 4021-4028;
8. Weidong Lu, Zhongming Wang, Xuewei Wang, Zhenhong Yuan, Cultivation of Chlorella sp. using raw diary wastewater for nutrient removal and biodiesel production: Characteristic comparison of indoor bench-scale and outdoor pilot-scale cultures, Ashok Pandey, Biosource technology 192, Indie, 2015, 382-388;
9. Wiesława Styka, Piotr Beńko, Wdrażanie dobrych praktyk w gospodarce osadami ściekowymi, January Bień, Inżynieria i Ochrona Środowiska, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 17(2), Częstochowa, 2014, 165-184;
10. Katarzyna Umiejewska Odwadnianie osadów ściekowych Lech Bojarski, Wodociągi i Kanalizacja, 4, Poznań, 2009, 46-49;
11. Katarzyna Trojanowska, Mechaniczne odwadnianie osadów ściekowych, Lech Bojarski, Wodociągi i Kanalizacja, 2, Poznań, 2013, 30-32;
12. Joanna Ćwikła, Krystyna Konieczny Ograniczenie ładunku biogenów na oczyszczalni poprzez wód osadowych w procesie odwróconej osmozy Monografie Polska Inżynieria Środowiska w pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej pod redakcją J. Ozonka i E. Pawłowskiej, Lublin 2009, 55-62;
13. Józef Malej, Adam Boguski, Zmiany ilościowe ładunku zanieczyszczeń w cieczy nadosadowej w procesie zagęszczania osadu czynnego, Tadeusz Piecuch, Rocznik. Ochrona Środowiska, 2, Koszalin, 2000, 221-236;
14. Magdalena Gajewska, Hanna Obarska-Pempkowiak, Wpływ zawracania odcieków z odwadniania osadow ściekowych na pracę oczyszczalni ścieków, Andrzej Jan Szyprowicz, Przemysł Chemiczny, 87(5), Warszawa, 2008, 448-451;
15. Triana Halfhide, Omatogo K. Dalrymple, Ann C. Wilkie, John Trimmer, Benjamin Gillie, Innocent Udom, Qiong Zhang, Sarina J. Ergas, Growth of an indogenous algae consortion on Anaerobically Digested municipial sludge centrate: Photobioreactors performance and modeling, M. Casler, W. Vermerns, 8, http://www.springer.com/gp/, 2015, 249-258;
16. Olumayowa Osudenko, Jan. K. Pittman, Implication of sludge liquor addiction for wastewater-based open pond cultivation of microalgae for biofuel generation and pollutant remediation, A. Pandey, Bioresource Technology, Indie, 2014, 355-363;
17. Bei Wang, Christopher Q Lan, Mark Horsman, Closed phtobioreactors for production of microalgal biomasses, E. A. Bayer, Biotechnology Advances, 30, Indie, 2012, 904-912;
18. Michael A. Borowitzka, Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermentas, Alf Pühler , Journal of Biotechnology, 70, https://www.elsevier.com/journals/title/i 1999, 313-321;
19. Orlando Jorquera, Asher Kiperstock, Emerson A. Sales, Marcelo Embirucu, Maria L. Ghirardi, Compoarative Energy life-cycle analyses of microalgal biomass production in open ponds and photobioreactors, A. Pandey, Bioresource Technology, 101, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2010, 1406-1413;
20. F.G. Acien Fernandez, J.M. Fenadez Sevilla, J.A Sanchez Perez, E. Molina Grima, Y.Chisti, Airlift-driven external-loop tubular photobioreactors for outdoor production of microalgae: assessment of design and performance, A.P.J. Middelberg, Chemical Engineering Science, 56, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2001, 2721-2732;
21. Asterio Sanchez Miron, Antonio Contreras Gomez, Francisco Garcia Camacho, Emilio Molina Grima, Yusuf Chisti, Comparative evoluation of compact photobioreactors for large-scale monoculture of microalgae, Alf Pühler , Journal of Biotechnology, 70, https://www.elsevier.com/journals/title/i 1999, 249-270;
22. Shaikh A. Razzak, Mahammad M. Hossain, Rachima A. lucky, Amarjeet S. Bassi, Integrated CO2 capture, wastewater treatment and biofuel production biofuel production by microalgae culturing – A review, L. Kazmerski, Renewable and sustainable Energy Reviews, 27, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2013, 622-653;
23. Altan Ozkan, Kerry Kinley, Lynn Katz, Halil Berberoglu, Reduction of water and Energy requirement of algae cultivation using an algae biofilm photobioreactor , A. Pandey, Bioresourse Technology, 114, Indie, 2012, 542-548;
24. Dong-Heui Kwak, Mi-Sug Kim, Flotation of algae for water reuse and biomass production: role of zeta potential and surfactant to seperate algal particles, Wolfgang Rauch, Water Science and Technology, 72(5), http://www.iwapublishing.com/ 2015, 762-770;
25. Jose A. Gerde, Linxing Yao, JunYi Lio, Zhiyou Wen, Tong Wang, Microalgae flocculation: Impact of flocculant type, algae species and cel concentration, J.A. Olivares, Algae Research, 3, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2014, 30-35;
26. Martin Cerff, Michael Morweiser, Robert Dillschneider, Aymee Michel, Katharina Menzel, Clemens Posten, Harvesting fresh water and marine algae by magnatic: Screening of separation parameters and high gradient magnetic filtration, A. Pandey, Bioresource Technology, 118, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2012, 289-295;
27. Gita Prochazkova, Ivo Safarik, Tomas Branyik, Harvesting microalgae with microwave synthesized magnetic microparticles, A. Pandey, Bioresource Technology, 130, Indie, 2013, 472-477;
28. Rupert j. Craggs, Paul J. McAuley, Valerie J. Smith, Wastewater nutrient removal by marine microalgae grown on a corrugated raceway, Mark von Loosdrecht, Water Research, 31(7), http://www.iwapublishing.com/ 1997, 1701-1707;
29. A.L. Goncalvales, M. Simoes, J.C.M. Pires, The effect of light supply on microalgal growth, CO2 uptake and nutrient removal from wastewater, Moh’d Akman Al-Nimr, 85, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2014, 530-536;
30. Dominika Kępska, Łukasz Olejnik, Algi - przyszłość z morza, Anna Czumak-Bieniecka, Chemik, 68(11), Gliwice 2014, 967-972;
31. Yin-Hu Wu, Hong-Ying Hu, Yin Yu, Tian-Yuan Zhang, Yun Lu, Shu-Weng Zhu, Lin-Lan Zhang, Xue Zhang, Microbial species for sustainable biomass/lipid production using wastewater as resource: A review, L. Kazmierski, Renewable and sustainable Energy Reviews, 33, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2014, 675-688;
32. S.P. Singh, Priyanka Singh, Effect of CO2 concentration on algal growth: A review, L. Kazmerski, Renevable and sustainable energy reviews, 38, https://www.elsevier.com/journals/title/i, 2014, 172-179;
33. A. Ju. Alyabyer, N.L. Loseva, A.A. Ponomareva, R.B. Kemp, L. Kh. Gordon, I.N. Andreyera, G.G. Rachimova, V.I. Tribunskih, The effect of changes in salinity on the Energy yeelding processes of Chlorella vulgaris and Dunatella maritina cell, S. Schick, S. Vyazorkin, N. Koga, Thermochimica Acta, 458, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2007, 65-70;
34. Byoung-Gon Ryu, Eun Yung Kim, Hee-Sik Kim, yungsmin Kim, Yoon-E Choi, Ji-Won yang, Simultaneous treatment of municipal wastewater an biodiesel production by cultivating of Chlorella vulgaris with indigenous wastewater bacteria, Ik-Hwan Kim, Biotechnology and bioprocess engineering, 19, Korea 2014, 201-210;
35. Chang Soo Lee, Sang-Ah Lee, So-Ra Ko, Hee-Mock Oh, Chi-Yong Ahn , Effect of photoperiod on nutrient removal, biomass production, an algal-bacterial population dynamics in lab-scale photobioreactors treating municipal wastewater, Mark van Loosdrecht, Water research, 68, http://www.iwapublishing.com/ 2015, 680-691;
36. Alicja i Jerzy Szweykowscy Botanika tom 1: Morfologia Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
37. Jan Kopcewicz, Stanisław Lewak, Fizjologia Roślin, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
38. Ewa Zabłocka-Godlewska Biologia dla studentów uczelni technicznej Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011
39. Milada Vitora, Katerina Bisova, Shigeyuki Kawano, Vilem Zachleder, Accumulation of energy reserves in algae: From cell cycles to biotechnological applications, E. A. Bayer, Biotechnology Advanced, 33, https://www.elsevier.com/journals/title/i 2015, 1204-1218;
40. Annelies Beuckels, Erik Smolders, Koenraad Maylaert, Nitrogen availibity influences phosphorus removal in microalgae-based wastewater treatment, Mark von Loosdrecht, Water Reseach, 77, http://www.iwapublishing.com/ 2015, 98-106;
41. Na Liu, Feng Li, Fei Ge, Nengguo Tao, Qiongzhi Zhou, Minghung Wong, Mechanisms of ammonium assimilation by Chlorella vulgaris F1068: Isotope fractionation and proteomic approaches, A. Pandey, Bioresource technology, 190, Indie, 2015, 307-314;
42. [www1] Tropheus Tanganika [25.10.2015] http://www.tropheus.com.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=47:glony-cz-i&catid=10:glony-&Itemid=47
43. [www2] Skrypt do ćwiczeń z fizjologii roślin [25.10.2015] http://www.biol.uw.edu.pl/zmfr/files/Skrypt_FR.pdf

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-71b58293-1475-4e1d-9fcd-06dec0e12975