Wpływ stałego pola magnetycznego na przemiany związków azotu w biologicznym złożu tarczowym

• Autorzy: Rodziewicz J. , Filipkowska U. , Janczukowicz W. , Kłodowska I. , Prażmo M.

Warianty tytułu

EN

Impact of a Static Magnetic Field on Nitrogen Compounds Transformations in a Rotating Biological Contactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The processes of nitrification and denitrification are the most common and well-known methods of biological nitrogen removal from wastewater. Nitrifying bacteria are characterized by a low growth rate, a tendency to wash out from the reactors, which means that nitrification is the limiting factor in the course of the nitrogen compounds removal process. Therefore, it is necessary to keep a large amount of nitrifying biomass in reactors in order to ensure the proper level of nitrification efficiency. Previously performed researches have shown that the magnetic field can affect the growth of microorganisms and their ability to biodegrade contaminants. Application of a magnetic field enhances microbial activity, accelerates degradation of organic compounds and increases nitrification rate. Otherwise the magnetic field is beneficial for biomass biodiversity and abundance. The aim of this study was to determine the effect of magnetic field on the efficiency of organic compounds removal and nitrogen compounds transformations taking place in the biomass of rotating biological contactor. Investigations were carried out in a rotating biological contactor (RBC) working in a bench scale. Each section containedpackets of disks with a diameter of 0.22 m submerged in a semi-circular tank with a capacity of 2 L. Submergence of the disks was 40%. Disks rotated with speed of 60 rpm. The study was carried out using four RBCs – the first one was called the control unit, next three were under the influence of the magnetic field of 60 mT, 120 mT and 180 mT induction. Studies have shown that the efficiency of nitrification increased with growth ofmagnetic field induction. The magnetic field of 180 mT intensity increased nitrification efficiency significantly different, when compared with other systems, and was equal to 92%. Denitrification efficiency was the highest in the system, where the biomass was exposed to the magnetic field of 60 mT induction. Process efficiency decreased with increasing magnetic induction. Exposure of wastewaters and biofilm biomass in the magnetic field did not affect the statistical efficiency of the organic compounds removal. The highest percentage of COD biodegradation, on average 89.51%, was observed in a rotating biological contactor exposed to magnetic field of the highest tested induction.

Słowa kluczowe

PL

pole magnetyczne; przemiany związków azotu

EN

electrolytically-aided denitrification; ammonium-rich leachate; wastewater treatment; aerobic rbc biofilm; simultaneous carbon; activated sludge; removal; wastewaters; enhancement; reactor; magnetic field

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Tom 15, cz. 2
• Strony: 1511--1524
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Rodziewicz J.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

autor

Filipkowska U.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

autor

Janczukowicz W.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

autor

Kłodowska I.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

autor

Prażmo M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

Bibliografia

• 1. Dębowski M., Krzemieniewski M., Jędrzejewska M.: Wykorzystanie stałego pola magnetycznego i reakcji Fentona w procesie oczyszczania ścieków pochodzących z produkcji drożdży. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 8, 2, 225–235 (2005).
• 2. Egli K., Fanger U., Alvarez P.J. J., Siegrist H., Van der Meer J.R., Zehnder A.J.B.: Enrichment and characterization of an anammox bacterium from rotating biological contactor treating ammonium-rich leachate. Arch. Microbiol. 175, 198–207 (2001).
• 3. Gupta A.B., Gupta S.K.: Simultaneous carbon and nitrogen removal in a mixed culture aerobic RBC biofilm. Wat. Res. 33, 555–561 (1999).
• 4. Gupta A.B., Gupta S.K.: Simultaneous carbon and nitrogen removal from high strength domestic wastewater in an aerobic RBC biofilm. Wat.Res. 35, 1714–1722 (2001).
• 5. Helmer C., Kunst S.: Simultaneous nitrification/denitrification in an aerobic biofilm system. Wat. Sci. Tech. 37, 183–187 (1998).
• 6. Helmer C., Kunst S., Juretschko S., Schmid M.C., Schleifer C.F.: Nitrogen loss in a nitrifying biofilm system. Wat. Sci. Tech. 39, 13–21 (1999).
• 7. Hippen A., Rosenwinkel K.-H., Baumgarten G., Seyfried C.F.: Aerobic deammonification: a new experience in the treatment of wastewaters. 35, 111–120 (1997).
• 8. Janosz-Rajczyk M., Tomska A.: Wpływ pola magnetycznego na proces oczyszczania ścieków I. Przemiany związków organicznych i azotu w polu magnetycznym o indukcji 180 mT. Archiwum Ochrony Środowiska, 28, 41–50 (2002).
• 9. Janosz-Rajczyk M., Tomska A.: Wpływ pola magnetycznego na proces oczyszczania ścieków II. Przemiany związków organicznych i azotu w polu magnetycznym o indukcji 20 mT i 40 mT. Archiwum Ochrony Środowiska, 28, 51–61 (2002).
• 10. Ji Y., Wang Y., Sun J., Yan T., Li J., Zhao T., Yin X., Sun C.: Enhancement of biological treatment of wastewater by magnetic field. Bioresource Technology, 101, 8535–8540 (2010).
• 11. Krzemieniewski M., Pesta J., Janczukowicz W., Wysocka I.: Wpływ pola elektromagnetycznego na proces usuwania fosforu ze ścieków. Zeszyty Naukowe Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Nr 20, Seria Inżynieria Środowiska, 375–384 (2001).
• 12. Krzemieniewski M., Rodziewicz J.: Nitrogen compounds removal in a rotating electrobiological contactor. Environment Engineering Science. 22(6), 816–822 (2005).
• 13. Łebkowska M., Rutkowska-Narożniak A., Pajor E., Pochanke Z.: Effect of a static magnetic field on formldehyde biodegradation in waste¬water by activated sludge. Bioresource Technology, 102, 8777–8782 (2011).
• 14. Rodziewicz J., Filipkowska U. Sominka K.: Elektrolitycznie wspomagana denitryfikacja na czterostopniowym złożu biologicznym. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set th Environment Protection), 12, 835–846 (2010).
• 15. Rodziewicz J., Filipkowska U., Janczukowicz W.: Zastosowanie tarczowych złóż biologicznych do oczyszczania ścieków z hodowli ryb. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 13, 1233– 1243 (2011).
• 16. Rodziewicz J., Filipkowska U., Dziadkiewicz E.: Electrolytically aided denitrification on a rotating biological contactor. Environmental Technology. 32 (1), 93–102 (2011).
• 17. Rodziewicz J., Filipkowska U., Janczukowicz W., Kłodowska I.: Wpływ prądu elektrycznego na procesy nitryfikacji i denitryfikacji na czterostopniowym złożu tarczowym. Inżynieria Ekologiczna, 24, 120–129 (2011).
• 18. Rutkowska-Narożniak A., Pajor E.: Wpływ stałego pola magnetycznego 7 mT na organizmy osadu czynnego w procesie biodegradacji formaldehydu. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 49, 389–397 (2011).
• 19. Siegrist H., Reithaar S., Lais P.: Nitrogen loss in a nitrifying rotating contactor treating ammonium rich leachate without organic carbon. Wat. Sci. Tech. 37, 589–591 (1998).
• 20. Sliekers A. O., Derwort N., Campos Gomez J. L., Strous M., Kuenen J. G., Jetten M. S. M.: Completely autotrophic nitrogen removal over nitrite. Wat. Res. 36, 2475–2482 (2002).
• 21. Teixeira P., Oliveira R.: Denitrification in closed rotating biological contactor: effect of disk submergence. Process Biochemistry, 37, 345–349 (2001).
• 22. Tomska A., Janosz-Rajczyk M.: The effect of magnetic field on wastewater treatment with acivated sludge method. Environ. Prot. Eng., 30, 155–160 (2004).
• 23. Tomska A., Wolny L.: Enhancement of biological wastewater treatment by magnetic field exposure. Desalination, 222, 368–373 (2008).
• 24. Wang X.-H., Diao M.-H., Yang Y., Shi Y.-J., Gao M.-M., Wang S.-G.: Enhanced aerobic nitrifying granulation by static magnetic field. Bioresource Technology, 110, 105–110 (2012).
• 25. Watanabe Y., Bang D. Y., Itoh K., Matsui K.: Nitrogen removal from wastewaters by a bio-reactor with partially and fully submerged rotating biofilms. Wat. Sci. Tech., 29, 431–438 (1994).
• 26. Wiśniowska E., Nowak R., Szczypiorowska J., Janosz-Rajczyk M., Włodarczyk-Makuła M.: Badania wstępne nad wpływem stałego pola magnetycznego na usuwanie azotu amonowego w procesie osadu czynnego, Archiwum Ochrony Środowiska, 26, 4, 33–43 (2000).
• 27. Wyffels S., Pynaert K., Boeckx P., Verstraete W.: Identification and quantification of nitrogen removal in a rotating biological contactor by 15N tracer techniques. Wat. Res., 37, 1252–1259 (2003).
• 28. Yavuz H.; Celebi S.S.: Effects of magnetic field on activity of activated sludge in wastewater treatment. Enzyme and Microbial Technology, 26, 22–27 (2000).