Hydrodynamic disintegration of foam biomass to upgrade of wastewater

• Autorzy: Grübel K. , Machnicka A.

Warianty tytułu

PL

Dezintegracja piany osadu czynnego w celu poprawy oczyszczania ścieków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Filamentous microorganisms are responsible for foam formation and activated sludge bulking. Hydrodynamic disintegration process facility biodegradation of organic matter included in scum biomass. Hydrodynamic disintegration results in destruction and disruption of the scum microorganisms as well as increase concentration of organic matter, phosphorus, volatile fatty acids (VFA), ammonium nitrogen in liquid phase and biogas production. It was demonstrated that disintegration of foam biomass permits removal of a part of nutrients in the form of struvite. Disintegration by hydrodynamic cavitation foam has a positive effect on wastewater treatment.

PL

Mikroorganizmy nitkowate są odpowiedzialne za tworzenie się piany i pienienie osadu czynnego. Hydrodynamiczna dezintegracja może w znaczący sposób wpłynąć na biodegradację materii organicznej zawartej w biomasie mikroorganizmów piany. Hydrodynamiczna kawitacja skutkuje zniszczeniem i destrukcją drobnoustrojów piany, a tym samym wzrostem koncentracji w cieczy otaczającej ChZT, fosforanów, lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) i azotu amonowego. Ponadto, zwiększając dostępność materii organicznej, staje się przyczyną wzrostu produkcji biogazu. W artykule została również przedstawiona możliwość dezintegracji biomasy piany, a następnie usunięcia części substancji odżywczych w formie struwitu.

Słowa kluczowe

EN

foam; hydrodynamic disintegration; fermentation; struvite; volatile fatty acids (VFA)

PL

piana; hydrodynamiczna dezintegracja; fermentacja; struwit; lotne kwasy tłuszczowe (LKT)

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. S
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 17, nr 2
• Strony: 137--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Grübel K.

autor

Machnicka A.

• Instytut Ochrony i Inżynierii Środowiska, Wydział Nauk o Materiałach i Środowisku Akademia Techniczno-Humanistyczna, Bielsko-Biała,

Bibliografia

• [1] Lehne G., Müller A. and Schwedes J.: Mechanical disintegration of sewage sludge. Water Sci. Technol., 2001, 43, 19-26.
• [2] Machnicka A.: Asymilacja i uwalnianie fosforu przez mikroorganizmy nitkowate w procesach oczyszczania ścieków. Rozprawa habilitacyjna. Wyd. Akad. Techniczno-Humanistycznej, Seria: Rozprawy Naukowe nr 17, Bielsko-Biała 2006.
• [3] Antoniadis A., Poulios I., Nikolakaki E. and Mantzavinos D.: Sonochemical disinfection of municipal wastewater. J. Hazard. Mater., 2007, 146, 492-495.
• [4] Burgess J.E. and Pletschke B.I.: Hydrolytic enzymes in sewage sludge treatment: A mini-review. Water South Afric., 2008, 34, 343-349.
• [5] Grűbel K. and Machnicka A.: The use hydrodynamic disintegration to accelerate anaerobic digestion of surplus activated sludge. Water Environ. Res. (in press)
• [6] Kennedy K.J., Thibault G. and Droste R.L.: Microwave enhanced digestion of aerobic SBR sludge. Water South Afric., 2007, 33, 261-270.
• [7] Kopp J., Müller J., Dichtl N. and Schwedes J.: Anaerobic digestion and dewatering characteristics of mechanically disintegrated excess sludge. Water Sci. Technol., 1997, 36, 129-136.
• [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] Müller J.: Mechanical disintegration of sewage sludge - Mechanischer Klärschlammaufschluß-, Schriftenereihe, „Berichte aus der Verfahrenstechnik” der Fakultät für Maschinenbau und Elektrotechnik der Universität Braunschweig. Shaker Verlag, Aachen 1996.
• [10] Müller J.: Disintegration as key-stop in sewage sludge treatment. Water Sci. Technol., 2000, 41, 123-139.
• [11] Machnicka A., Grűbel K. and Suschka J.: The use disintegrated activated sludge to improve anaerobic digestion. Water South Afric., 2009, 35, 129-132.
• [12] Phothilangka P., Schoen M.A., Huber M., Luchetta P, Winkler T. and Wett B.: Prediction of thermal hydrolysis pretreatment on anaerobic digestion of waste activated sludge. Water Sci. Technol., 2008, 58, 1467-1473.
• [13] Roman H.J., Burgess J.E. and Pletschke B.I.: Enzyme treatment to decrease solids and improve digestion of primary sewage sludge. African J. Biotech., 2006, 5, 963-967.
• [14] Tanaka S., 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.
• [15] Wang F., Lu S.H. and Ji M.: Components of released liquid from ultrasonic waste activated sludge disintegration. Ultrasonics Sonochem., 2004, 13, 334-338.
• [16] Weemaes M., Grootaerd H., Simoens F. and Verstraete W.: Anaerobic digestion of ozonized biosolids. Water Res., 2000, 34, 2330-2336.
• [17] 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.
• [18] 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.
• [19] Zhang P., Zhang G. and Wang W.: Ultrasonic treatment of biological sludge: Floc disintegration, cell lysis and inactivation. Bioresource Technol., 2007, 98, 207-210.
• [20] 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.
• [21] Polska Norma, PN-86/H-04426 Erozja kawitacyjna. Nazwy, określenia i symbole.
• [22] Chu C.P., Bea-Ven Ch., Liao G.S. and Lee D.J.: Observations on changes in ultrasonically treated wasteactivated sludge. Water Res., 2001, 35, 1038-1046.
• [23] Fryźlewicz-Kozak B. and Tal-Figiel B.: Influence of ultrasound on sludge structure. Materials of IV International Student’s Conference “Environment, Development, Engineering”. Kraków 2002, 64-67.
• [24] Fryźlewicz-Kozak B. and Tal-Figiel B.: Theoretical and experimental analysis of a structure and rheological properties of sludge in a function of parameters of ultrasound field intensity. Mater. Conf. “Surfactans and dispersed systems in theory and practice”, SURUZ. 2005, 659-662.
• [25] Grűbel K.: Przebieg i uwarunkowania lizy mikroorganizmów osadu czynnego w procesie hydrodynamicznej kawitacji. Rozprawa doktorska. Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2008.
• [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] Polska Norma, PN-ISO 6060:2006 Jakość wody - Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu.
• [28] Eaton A.D., Clesceri L.S. and Greenberg A.E. (ed.): Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association, Washington 1995.
• [29] Machnicka A., Suschka J. and Grűbel K.: The intensification of sewage sludge anaerobic digestion by partial disintegration of surplus activated sludge and foam. Proc. Polish-Swedish Seminars “Integration and optimisation of urban sanitation systems”. Kraków 2005, 87-94.
• [30] Grübel K., Suschka J. and Machnicka A.: Dezintegracja osadu czynnego w procesie kawitacji mechanicznej celem intensyfikacji procesu fermentacji beztlenowej osadów ściekowych. Zesz. Nauk. ATH, Bielsko-Biała 2006, 24, 72-79.
• [31] Suschka J., Machnicka A. and Grűbel K.: Wykorzystanie bakterii nitkowatych w celu poprawy efektywności procesów oczyszczania ścieków, w szczególności do usuwania fosforu. Ekol. Techn., 2006, XIV, 86-91.
• [32] Suschka J., Machnicka A. and Popławski S.: Specific problems of phosphorous removal and recovery from waste waters. Conf. Ecology and Eco-Technol. Vienna, 24-28.02.2002.
• [33] Suschka J., Kowalski E. and Popławski S.: Study of the effects of the reactor hydraulics on struvite precipitation at municipal sewage works. CEEP (Centre Européen d’Etudes des Polyphosphate), Bruxelles 2003.
• [34] Machnicka A., Grűbel K. and Suschka J.: Mikroorganizmy nitkowate w poprawie biologicznego usuwania i odzysku fosforu ze ścieków. Przem. Chem., 2008, 5, 509-511.
• [35] Machnicka A., Grűbel K. and Suschka J.: Enhanced biological phosphorus removal and recovery. Water Environ. Res., 2008, 80, 617-623.