Nitryfikacja azotu amonowego w odciekach składowiskowych w reaktorach z ruchomym złożem zawieszonym (MBBR) pracujących w układzie dwustopniowym

• Autorzy: Kulikowska D. , Kaczówka E. , Kuczajowska-Zadrożna M.

Warianty tytułu

EN

Nitrification of landfill leachate ammonia nitrogen in a two-stage moving bed biofilm reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Określono wpływ obciążenia ładunkiem azotu amonowego reaktorów z ru-chomym złożem zawieszonym (MBBR), pracujących w układzie dwustopniowym, na skuteczność i szybkość przebiegu procesu nitryfikacji. Przeanalizowano również wpływ obciążenia na powstające produkty nitryfikacji. Wykazano, że przy obciążeniu powierzchni właściwej wypełnienia ładunkiem azotu amonowego 1,1 gNH4+/m2d, skuteczność utleniania azotu amonowego w 1o wyniosła 93%, jednak do osiągnięcia pełnej nitryfikacji (zawartość azotu amonowego w odpływie poniżej 1 gNH4+/m3) konieczne było zastosowanie układu dwustopniowego. Zwiększenie obciążenia reaktora ładunkiem azotu amonowego do 2,0 gNH4+/m2d spowodowało, że zawartość azotu amonowego w ściekach oczyszczonych wzrosła do 33,4 gNH4+/m3, co odpowiadało skuteczności nitryfikacji około 86%. Przy obciążeniach 2,8 gNH4+/m2d i 3,8 gNH4+/m2d skuteczność utleniania azotu amonowego była podobna (ok. 70%), natomiast różne były produkty końcowe procesu. Przy obciążeniu 2,8 gNH4+/m2d stosunek [NO2-]/([NO2-]+[NO3-]) wyniósł 0,16, natomiast przy obciążeniu 3,8 gNH4+/m2d wzrósł do 0,99. Oznacza to, że w drugim przypadku nastąpiło hamowanie II fazy nitryfikacji, a głównym produktem utleniania azotu amonowego były azotyny. Stwierdzono, że szybkość nitryfikacji w pierwszym reaktorze MBBR (1o układu oczyszczania) zwiększała się wraz ze wzrostem obciążenia reaktora ładunkiem azotu amonowego (z 1,0 gNH4+/m2d do 2,4 gNH4+/m2d), natomiast w drugim reaktorze MBBR (2o układu) była kilkakrotnie mniejsza.

EN

The aim of this work was to ascertain how the loading of the two-stage moving bed biofilm reactor (MBBR) with ammonia nitrogen influences the rate, efficiency and products of the nitrification process. It was found that at a 1.1 gNH4+/m2d load the efficiency of ammonia nitrogen oxidation at the 1st stage totaled 93%. To achieve complete nitrification (with ammonia nitrogen concentration in the effluent lower than 1 gNH4+/m3), it was necessary to make use of a two-stage MBBR. The increase of the MBBR load to 2.0 gNH4+/m2d caused the effluent concentration of ammonia nitrogen to rise to the level of 33.4 gNH4+/m3, which is equivalent to approx. 86% efficiency of nitrification. With the MBBR load of 2.8 gNH4+/m2d and 3.8 gNH4+/m2d, the efficiency of ammonia nitrogen oxidation was similar (about 70%), but the final products of the process were different. At 2.8 gNH4+/m2d, the value of the [NO2-]/([NO2-]+[NO3-]) ratio was 0.16, and increased to 0.99 at the load of 3.8 gNH4+/m2d. This finding indicates that with the MBBR load of 3.8 gNH4+/m2d, phase II of nitrification was inhibited, and that the predominant product of ammonia nitrogen oxidation was nitrites. It was furthermore found that the rate of nitrification in the single-stage MBBR (1st treatment system) increased with the increase in the MBBR load (from 1.0 gNH4+/m2d to 2.4 gNH4+/m2d); in the two-stage MBBR (2nd treatment system) nitrification rate was substantially lower.

Słowa kluczowe

PL

odcieki; azot amonowy; nitryfikacja; MBBR

EN

landfill leachate; ammonia nitrogen; nitrification; Moving Bed Biofilm Reactor

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 32, nr 2
• Strony: 49--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kulikowska D.

autor

Kaczówka E.

autor

Kuczajowska-Zadrożna M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Wydział Ochrony Środowiska i Rybactwa, Katedra Biotechnologii w Ochronie Środowiska, ul. Słoneczna 45G, 10-709 Olsztyn,

Bibliografia

• 1. L.M. CHU, K.C. CHEUNG, M.H. WONG: Variations in the chemical properties of landfill leachate. Environmental Management 1994, Vol. 18, No. 1, pp. 105–112.
• 2. I. LO: Characteristics and treatment of leachates from domestic landfills. Environment International 1996, Vol. 22, No 4, pp. 433–442.
• 3. A. TATSI, A.I. ZOUBOULIS: A field investigation of the quantity and quality of leachate from a municipal solid waste landfill in a Mediterranean climate (Thessaloniki, Greece). Advances in Environmental Research 2002, No. 6, pp. 207–219.
• 4. D. KULIKOWSKA, E. KLIMIUK: The effect of landfill age on municipal leachate composition. Bioresource Technology 2008, Vol. 99, pp. 5981–5985.
• 5. D. KULIKOWSKA, J. RACKA: Organics removal and nitrification in municipal landfill leachate treated in SBRs with clinoptilolite carrier. Polish Journal of Natural Science 2007, Vol. 22, No. 1, pp. 79–90.
• 6. J.P.Y. JOKELA, R.H. KETTUNEN, K.M. SORMUNEM, J.A. RINTALA: Biological nitrogen removal from municipal leachate: Low-cost nitrification in biofilm and laboratory scale in-situ denitrification. Water Research 2002, Vol. 36, pp. 4079–4087.
• 7. M. RODGERS, M. ZHAN: Moving-medium biofilm reactors. Environmental Science and Biotechnology 2003, No 2, pp. 213–224.
• 8. K. HANAKI, W. CHALERMRAJ, O. SINICHIRO: Nitrification at low levels of dissolved oxygen with and without organic loading in a suspended-growth reactor. Water Research 1990, Vol. 24, No. 3, pp. 297–302.
• 9. T. TOKUTOMI: Operation of a nitrite-type airlift reactor at low DO concentration. Water Science and Technology 2004, Vol. 49, No 5–6. pp. 81–88.
• 10. S.H. JOO, D.J. KIM, I.K. YOO, K. PARK, G.C. CHA: Partial nitrification in an upflow biological aerated filter by O2 limitation. Biotechnology Letters 2000, Vol. 22, pp. 937–940.
• 11. R.-C. WANG, X.-H. WEN, Y. QIAN: Influence of carrier concentration on the performance and microbial characteristics of a suspended carrier biofilm reactor. Process Biochemistry 2005, Vol. 40, pp. 2992–3001.
• 12. I. VADILLO, F. CARRASCO, B. ANDREO, A. GARCIA DE TORRES, C. BOSCH: Chemical composition of landfill leachate in a karest area with a Mediterranean climate (Marbella, southern Spain). Environmental Geology 1999, Vol. 37, No 4, pp. 326–332.
• 13. A.F. AL-YAQOUT, M.F. HAMODA: Evaluation of landfill leachate in arid climate – A case study. Environment International 2003, Vol. 29, pp. 593–600.
• 14. R.A. STATOM, G.D. THYNE, J.E. MCCRAY: Temporal changes in leachate chemistry of a municipal solid waste landfill cell in Florida, USA. Environmental Geology 2004, Vol. 45, pp. 982–991.
• 15. N. YUSOF, M.A. HASSAN, L.Y. PHANG, M. TABATABAEI, M.R. OTHMAN, M. MORI, M. WAKISAKA, K. SAKAI, Y. SHIRAI: Nitrification of ammonium-rich sanitary landfill leachate. Waste Management 2010, Vol. 30, pp. 100–109.
• 16. U. WELANDER, T. HENRYSSON, T. WELANDER: Nitrification of landfill leachate using suspended-carrier biofilm technology. Water Research 1997, Vol. 31, No 9, pp. 2351–2355.