Formaldehyde biodegradation byactivated sludge under aerobic conditions

• Autorzy: Krzemieniewski M. , Dębowski M. , Janczukowicz W. , Pesta J.

Warianty tytułu

PL

Biodegradacja formaldehydu metodą osadu czynnego w warunkach tlenowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of this study was to examine formaldehyde biodegradation by activated sludge under aerobic conditions. Moreover, the influence of formaldehyde on the removal process of other pollutants (COD, ammonium, ortophosphates, nitrates) from municipal wastewater is presented. The formaldehyde source was chemical agent of Aqua Kem type used in portable toilets, with formaldehyde concentration of 266 g/dm3. The technological systems used enable highly effective formaldehyde removal. After 24 hrs of treatment the effectiveness of formaldehyde removal was over 90%, irrespective of biomass concentration, initial formaldehyde concentration and activated sludge loading. The most effective variant of the experiment was at formaldehyde concentration in raw wastewater amounting to 1000 mg/dm3. In this case, biomass concentration in the reactor was about 3000 mg d.m./dm3. After 12 hrs of the operation time the effectiveness of formaldehyde removal was 99.9%

PL

Celem badań było stwierdzenie, czy można poddać biodegradacji formaldehyd pochodzący ze środków stosowanych w toaletach chemicznych oraz określenie, w jakim stopniu ten związek wpływa na proces usuwania innych zanieczyszczeń zawartych w ściekach bytowo-gospodarczych. Eksperyment wykonano w skali laboratoryjnej, używając modelowych reaktorów typu SBR o objętości całkowitej 1,5 dm3 i objętości czynnej 1,0 dm3. Osad czynny pochodził z reaktora typu SBR, którego cykl pracy odpowiadał klasycznemu układowi faz mieszania i napowietrzania. Źródłem formaldehydu był środek chemiczny typu Aqua Kem zawierający 266 g/dm3 formaldehydu i wykorzystywany w eksploatacji toalet przenośnych. W zależności od wariantu koncentracja biomasy wahała się od 250 mg s.m./dm3 do 3000 mg s.m./dm3, stężenie formaldehydu zaś od 1000 mg/dm3 do 2000 mg/dm3. Zastosowane układy technologiczne po-zwoliły wydajnie usuwać formaldehyd z oczyszczanych ścieków. Po 24 h oczyszczania uzyskano ponad 90-procentową skuteczność oczyszczania we wszystkich wariantach technologicznych, niezależnie od koncentracji biomasy w reaktorach, początkowego stężenia formaldehydu w ściekach i obciążenia osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń. Najskuteczniejszy okazał się wariant, w którym stężenie formaldehydu w ściekach surowych wynosiło 1000 mg/dm3, a koncentracja biomasy w reaktorze była utrzymywana na poziomie 3000 mg s. m./dm3. Ten układ technologiczny zapewnił 99.9% usunięcie formaldehydu już po 12 h oczyszczania. Ograniczono również wartość ChZT w przedziale 44%-72%, azotu amonowego w przedziale 9%-88% i ortofosforanów w przedziale 3%-93%. Skuteczność oczyszczania spadała wraz ze wzrostem obciążenia osadu czynnego ładunkiem zanieczyszczeń. Stwierdzono również, że wraz ze wzrostem koncentracji formaldehydu w ściekach surowych spadała sprawność procesu nitryfikacji.

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Environment Protection Engineering
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 29, nr 3-4
• Strony: 55--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krzemieniewski M.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Chair of Environment Protection Engineering, Institute of Environmental Engineering System, ul. Warszawska 117 A, 10-701 Olsztyn, Poland

autor

Dębowski M.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Chair of Environment Protection Engineering, Institute of Environmental Engineering System, ul. Warszawska 117 A, 10-701 Olsztyn, Poland

autor

Janczukowicz W.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Chair of Environment Protection Engineering, Institute of Environmental Engineering System, ul. Warszawska 117 A, 10-701 Olsztyn, Poland

autor

Pesta J.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Chair of Environment Protection Engineering, Institute of Environmental Engineering System, ul. Warszawska 117 A, 10-701 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• [1] BRUCKNER B., Formaldehyde properties and application, health hazards and protection methods, Kooperationsstelle Tubingen. As-Verlag, Tubingen, Germany, 1986.
• [2] GARRIDO J.M., MENDEZ R., LEMA J.M., Treatment of wastewaters from a formaldehyde-urea adhesives factory, Wat. Sci. Tech., 2000, 42 (5—б), 293-300.
• [3] LACE. U., ZESCHMAR B., Formaldehyd — Portrait liner Chemikalie: Kniefall der Wissenschaл vor der Industrie, Dreisam — Verlag Freiburg i. Br., 1984.
• [4] KOSZYCKI P., KOLEOCZEK Н., Formaldehyde and methanol biodegradation with the methylotrophic yeast Hansenula polymorpha in a model wastewater, Microbiol. Res., 2000, 154 (4), 289-296.
• [5] LOTFY H.R., RASHED J.G., A method for treating wastewater containing formaldehyde, Wat. Res., 2002, 36, 633-637.
• [6] URBANOWICZ K., RUSZYCKA-JAKUBIAK A., KLOPOTEK B., Substancje niebezpieczne w ściekach z wybranych braid przemysłu chemicznego, IOŚ, Warszawa, 1999.
• [7] MOTELEB M.A., SUIDAN M.T., KIM J., MALONCY S.W., Pertubed loading of a formaldehyde waste in an anaerobic granular activated carbon fluidized bed reactor, Wat. Res., 2002, 36, 3775-3785.
• [8] KOZIOROWSKI B., Oczyszczanie ścieków przemysłowych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1980.
• [9] LU Z., HEGEMANN W., Anaerobic toxicity and biodegradation of formaldehyde in batch cultures, Wat. Res., 1998, 32 (1), 209-215.
• [10] TISLER T., ZAGORc-KONCAN J., Comparative assessment of toxicity of phenol, formaldehyde and industrial wastewater to aquatic organisms, Wat. Air. Soil. Pollut., 1997, 97 (3-4), 315-322.
• [11] GRAFSTROMB.C., CUUREN R.D., YANG LI L., Genotoxicity of formaldehyde in cultured human bronchial fibroblasts, Science, 1985, 228, 89-90.
• [12] GONZALES G.G., KLEEREBEZEM R., LETTINGA G., Formaldehyde toxicity in anaerobic systems, Wat. Sci. Tech., 2000, 42 (5-6), 223-229.
• [13] GONZALES G.G., KLEEREBEZEM R., VAN AELST A., ZOUTBERG G.R., VERSPRILLE A.I., LETTINGA G., Toxicity effects of formaldehyde on methanol degrading sludge and ist anaerobic conversion in Biobed registered expanded granulae sludge bed (EGSВ) reactors, Wat. Sci. Tech., 1999, 40 (8), 195-202.
• [14] HACH DR/2010, Spectrophotometer handbook, adapted from MATTHEWS T.G.; HOWELL T.C., Journal of Air Pollution Control Association, 1981, 31 (11), 1181-1184.
• [15] GARRIDO J.M., MENDEZ R., LEMA J ., Simultaneous urea hydrolysis, formaldehyde removal and denitrificatiоn in a multifed upflow filter'under anoxic and anaerobic conditions, Wat. Res., 2001, 35 (3), 691-698.
• [16] LIANG T.-M., CHEN J.-J.,CHO L.-T., CHENG S.-S., Anaerobic biological processes treating phenolformaldehyde resin wastewater, Environ. Sci. Tech., 1995, 5 (1), 55-63.
• [17] HUSER B.A., WUHRMANN K., ZEINDER A.J.B., Methanothrix soechngenii gen. Nov. sp. Nov., a new aceto-trophic non-hydrogen-oxidizing methane bacterium, Arch. Microbiol., 1982, 132, 1-9.
• [18] PARKIN G.F., SPEECE R., Modelling toxicity in methane fermentation systems, J. Environ. Eng. Div. Am. Soc. Civil. Eng., 1982, 108 (5), 15-31.
• [19] PEARSN F., CHANG S.-C., Toxic inhibition of anaerobic biodegradation, Journal WPCF, 1980, 52, 472-482.
• [20] TODINI O., HULSHOFF P.L., Anaerobic degradation of benzaldehyde in methanogenic granular sludge: the influence of additional substrates, App!. Microbiol. Biotechnol., 1994, 38, 417-420.
• [21] GARRIDO J.M., CAMPOS J.L., MENDEZ R., LEMA J.M., Nitrous oxide production by nitrifing biofilms in a biofilm airlift suspension reactor, Wat. Sci. Tech., 1997, 36(1), 157-163.