Scum hydrodynamic disintegration for waste water treatment efficiency upgrading

• Autorzy: Grübel K. , Machnicka A. , Suschka J.

Warianty tytułu

PL

Intensyfikacja oczyszczania ścieków z wykorzystaniem hydrodynamicznej dezintegracji piany

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of wastewater treatment is mineralization of organic matter and release nutrients removal. Hydrodynamic disintegration process facility biodegradation of organic matter included in scum biomass of activated sludge. Hydrodynamic disintegration results in destruction and disruption of the scum microorganisms as well as increase concentration of organie matter (including proteins and carbohydrates) - in liquid. In order to have a quantitative measure of the effects of disintegration a coefficient defined as a Degree of Disintegration (DDm) was introduced. The degree of cell disruption can be measured using biochemical parameters like the COD or proteins release. Hydrodynamic disintegration can activate the biological hydrolysis process and therefore, significantly increase the biogas production in anaerobic stabilization. The additional positive effect improving efficiency of wastewater treatment and capability to developing of undesirable foam is the disintegration and then inputs to systems in internal or external recirculation with a part of surplus activated sludge from secondary setting tank.

PL

Podstawowym celem oczyszczania ścieków jest mineralizacja związków organicznych i usuwanie substancji biogennych. Jedną z możliwości ułatwienia biodegradacji substratów organicznych obecnych w biomasie piany osadu czynnego jest proces hydrodynamicznej kawitacji. Hydrodynamiczna dezintegracja piany powstającej w komorach osadu czynnego skutkuje rozdrobnieniem i destrukcją struktury mikroorganizmów, a tym samym wzrostem stężenia materii organicznej - w tym białek i polisacharydów - w cieczy. Określenie skuteczności i ilości uwolnionej substancji organicznej w procesie dezintegracji można wyrazić za pomocą tzw. stopnia dezintegracji określanego na podstawie zmian wartości ChZT (DDM) lub stężenia uwolnionych białek (DDP). Hydrodynamiczna dezintegracja mikroorganizmów umożliwia proces biologicznej hydrolizy, przez co znacząco wpływa na wzrost produkcji biogazu w procesie fermentacji. Dodatkowym pozytywnym efektem poprawiającym skuteczność oczyszczania ścieków i możliwość podarowania niepożądanej piany jest jej dezintegracja, a następnie wprowadzenia do systemy oczyszczania ścieków w procesie recyrkulacji wewnętrznej lub zewnętrznej wraz z częścią osadu z osadnika górnego.

Słowa kluczowe

EN

hydrodynamic disintegration; scum; biogas; anaerobic stabilization

PL

hydrodynamiczna dezintegracja; piana; biogaz; beztlenowa stabilizacja

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 3
• Strony: 359--367
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Grübel K.

autor

Machnicka A.

autor

Suschka J.

• University of Bielsko-Biala, Faculty of Materials and Environment Sciences, Institute of Environmental and Protection Engineering, ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biała,

Bibliografia

• [1] Soddell J.A. and Seviour R.J.: Microbiology of foaming in activated sludge plants, J. Appl. Bacteriol., 1990, 69, 145-176.
• [2] Rossetti S., Tomei M.C., Nielsen P.H., and Tandoi V.: "Microthrix parvicella", a filamentous bacterium causing bulking and foaming in activated sludge systems: a review of current knowledge FEMS Microbiol. Rev., 2005, 29, 49-64.
• [3] Madoni P., Daroli D. and Gibin G.: Survey of filamentous microorganisms from bulking and foaming activated-sludge plants in Italy. Water Res., 2000, 34, 1767-1772.
• [4] Blackbeard J.R., Gabb D.M.D., Ekama G.A. and Marais G.Y.R.: Identification of filamentous organisms in nutrient removal activated sludge plants in South Africa. Water SA, 1988, 14, 29-33.
• [5] Hiraoka M. and Tsumura K.: Suppression of actinomycete scum production a case study at Senboku wastewater treatment plant, Japan. Water Sci. Technol., 1984, 16, 83-90.
• [6] Hiraoka M., Takedan-Sakai S. and Yasuda A.: Highly efficient anaerobic digestion with thermal pretreatment. Water Sci. Technol., 1984, 17, 529-539.
• [7] Seviour E.M., Williams C., DeGrey B., Soddell J.A., Seviour RJ. and Lindrea K.C.: Studies on filamentous bacteria from Australian activated sludge plants. Water Res., 1994, 28, 2335-2342.
• [8] Miah M. S., Tada Ch., Yang Y. and Sawayama S.: Aerobic thermophilic bacteria enhance biogas production. J. Mater. Cycles Waste Manage.. 2005. 7, 48-54.
• [9] TanakaS., Kobayashi T., Kamiyama K.-I. and Signey Bildan M.L.N.: Effects of thermochemical pretreatment on the anaerobic digestion of waste activated sludge. Water Sci. Technol., 1997, 35, 209-215.
• [10] Li Y.Y. and Noike T.: Upgrading of anaerobic digestion of waste activated sludge by thermal pretreatment, Water Sci. Technol., 1992, 26, 857-866.
• [11] Roman H.J., Burgess J.E. and Pletschke B.L: Enzyme treatment to decrease solids and improve digestion of primary sewage sludge. African J. Biotechnol., 2006, 5, 963-967.
• [12] Knapp R.T., Daily J.W. and Hammitt F.G.: Cavitation. McGraw-Hill, New York 1970.
• [13] Weemaes M., Grootaerd H., Simoens F. and Yerstraete W.: Anaerobic digestion of ozonized biosolids Water Res., 2000, 34, 2330-2336.
• [14] Yasui H. and Shibata M.: An innovative approach to reduce excess sludge production In the activated sludge process. Water Sci. Technol., 1994, 30, 11-20.
• [15] Gaudy A.F., Yang P.Y. and Obayashi A.W.: Studies on the total oxidation of activated sludge with and without hydrolytic pre-treatment, J., Water Pollut. Control Federation, 1971, 43, 40-54.
• [16] Woodard S.E. and Wukasch R.F.: A hydrolysis/thickening/filtration process for the treatment of waste activated sludge. Water Sci. Technol., 1994, 30, 29-38.
• [17] Mukherjee S.R, and Levine A.D.: Chemical solubilization of particulate organics as a pretreatment approach. Water Sci. Technol., 1992. 26, 2289-2292.
• [18] Miiller J.: Mechanical disintegration of sewage sludge (Mechanischer Klarschlammaufschlufi). Schriftenereihe "Berichte aus der Yerfahrenstechnik" der Fakultat fiir Maschinenbau und Elektrotechnik der Universitat Braunschweig. Shaker Verlag, Aachen 1996.
• [19] Miiller J.: Disintegration as key-stop in sewage sludge treatment, Water Sci. Technol., 2000, 41, 123-139.
• [20] Kopp J., Miiller J., Dichtl N. and Schwedes J.: Anaerobic digestion and dewatering characteristics of mechanically disintegrated excess sludge. Water Sci. Technol., 1997, 36, 129-136.
• [21] Antoniadis A., Poulios I., Nikolakaki E. and Mantzavinos D.: Sonochemical disinfection of municipal), wastewater. J. Hazard. Mater., 2007,146, 492-495.
• [22] Wang F., Lu S. and Ji M.: Components of released liquid from ultrasonic waste activated sludge disintegration. Ultrasonics Sonochem., 2006,13, 334-338.
• [23] Zhang G., Zhang P., Yang J. and Chena Y.: Ultrasonic reduction of excess sludge from the activated sludge system, J., Hazard. Mater., 2007,145, 515-519.
• [24] Zhang P., Zhang G. and Wang W.: Ultrasonic treatment of biological sludge: Floc disintegration, cell lysis and inactivation. Bioresource Technol., 2007, 98, 207-210.
• [25] Yichare N.P., Gogate P.R. and Pandit A.B.: Optimization of hydrodynamic cavitation using a model reaction, Chem. Eng. Technol., 2000,23,683-690.
• [26] Senthilkumar P., Sivakumar M. and Pandit A.B.: Experimental quantification of chemical effects of hydrodynamic cavitation. Chem. Eng. Sci., 2000, 55, 1633-1639.
• [27] Senthilkumar P. and Pandit A.B.: Modelling hydrodynamic cavitation. Chem. Eng. Technol., 1999, 22, J., 1017-1027.
• [28] Tiehm A., Nikel K., Zellhorn M. and Neis U.: Ultrasonic waste activated sludge disintegration for improving anaerobic stabilization. Water Res., 2001, 35, 2003-2009.
• [29] Gerhardt P., Murray R.G.E., Wood W.A. and Krieg N.R.: Methods for General and Molecular Bacteriology. ASM 2005, Wahington DC.