Generowanie lotnych kwasów tłuszczowych ze strumienia ścieków surowych oraz niektóre problemy ścieków dowożonych taborem asenizacyjnym

• Autorzy: Malej J.

Warianty tytułu

EN

Generation of volatile fatty acids from the stream of raw sewage and some problems of sewage brought by sewage removal rolling stock

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podstawy technologiczne generowania lotnych kwasów tłuszczowych. Kluczową rolę w określaniu sprawności procesów denitryfikacji oraz skuteczności usuwania fosforu metodami mikrobiologicznymi ogrywają łatwo przyswajalne związki a zwłaszcza lotne kwasy tłuszczowe i ich sole [1]. W wysokosprawnych oczyszczalniach ścieków projektowane są różne schematy rozwiązań technicznych fermentacji kwaśnej z wykorzystaniem osadów wstępnych przedstawione na rys. 1 [2]: osadnik wstępny z recyrkulacją osadów, osadnik wstępny z płukaniem osadów, fermenter z pełnym wymieszaniem, jednostopniowy fermenter - zagęszczacz, dwustopniowy fermenter - zagęszczacz o pełnym wymieszaniu. Prowadzone są badania mające na celu generowanie lotnych kwasów tłuszczowych z zastosowaniem termofilowej fermentacji osadu - przy minimalnym stężeniu tlenu rozpuszczonego. Proces okazał się bardzo wydajny (3500÷4000 mg LKT/dm3), przy potencjale redox -200 mV i czasie zatrzymania hydraulicznego do 24 godzin. Według literatury źródłowej [3] lotne kwasy tłuszczowe (organiczne) stanowią 3,5÷6,4% suchej masy osadów wstępnych. Na uwagę zasługuje fakt, że LKT nie stwierdza się w świeżym osadzie czynnym, gdyż kwasy organiczne jako substrat łatwo przyswajalny ulegają szybko wykorzystaniu w przemianach biochemicznych. O uaktywnieniu się określonej grupy enzymów - regulujących przemiany biochemiczne - decyduje potencjał oksydo redukcyjny na powierzchni błony komórkowej. Potencjał ten może się znacznie różnić od potencjału mierzonego w środowisku oczyszczanych ścieków. Podczas biologicznego oczyszczania ścieków potencjał redox zwykle nie osiąga stanu równowagi ponieważ w reaktorach - np. w komorach osadu czynnego - zachodzą reakcje oksydacyjne i redukcyjne. Przykładowo w kłaczce osadu czynnego może zachodzić proces nitryfikacji i denitryfikacji. Podczas oddychania beztlenowego elektrony [ ] i protony [H+] są przenoszone na związki mineralne lub organiczne. W przypadku gdy akceptorami elektronów i protonów są związki organiczne, to proces ten określa się jako fermentacja, którą charakteryzuje określony zakres potencjału redox od 0 do -350 mV. Niższe wartości potencjału charakteryzują proces metanogenezy. Rozwój mikroorganizmów wytwarzających metan następuje przy bardzo niskim potencjale w granicach od -350 do - 500 mV [1]. W literaturze podkreśla się, że sztuka eksploatacji fermenterów (służących do generowania LKT) polega na zatrzymaniu procesu fermentacji przed rozpoczęciem się metanogenezy, to znaczy utrzymanie zakresu utrzymanie zakresu potencjału redox powyżej -350 mV [2]. Praktycznie dokonuje się tego przez okresowe napowietrzanie. Intensywność napowietrzania powinna być zsynchronizowana z miernikiem potencjału redox - w układzie S/R, aby nie dopuścić do rozpoczęcia procesu utleniania związków organicznych w tym również LKT, charakteryzującego wysoką wartość dodatnią potencjału redox od +100 do +300 mV.

EN

This paper presents technological basics of volatile fatty acids generation as well as results of the research which aim was: determination of VFA generation effectiveness in the raw sewage: without suspension - after two hour sedimentation in the Imhoff funnel with suspension, under different temperature conditions, by different incubation time. Research was carried out in three stages: 1st stage 15 November ÷ 3 December, 1999 - autumn, 2nd stage 10 January ÷ 27 January, 2000 - winter, 3rd stage 4 April ÷ 13 April, 2000 - spring, Incubation of the sewage sampled before screen was carried out in different temperature ranges and during different time: 1st stage, incubation time - 5 days, average temperatures 8÷20÷30°C, 2nd stage, incubation time - 14 days, average temperatures 8÷20÷30°C, 3rd stage, incubation time - 8 days, average temperature 20°C. For the comparative aims VFA content was determined on the fresh sewage sampled before screen as well as in the sewage brought to the sewage treatment plant by rolling stock. Results of the carried out research allow drawing following conclusions: Carried out research proved possibility of volatile fatty acids (VFA) generation from the stream of raw sewage. High average values of VFA were determined during all three stages, at lower temperatures of sewage incubation (t1 = 8°C average) as well as at higher temperatures (t2 = 20°C average). High negative values of redox potential were determined. Such values of redox potential characterize acid fermentation process, during which volatile fatty acids are generated. Comparatively high and variable concentration of VFA was obtained, using different incubation times (5, 8 and 14 days) as well as different average temperatures (8, 20 and 30°C). This finds confirmation, that in incubated sewage ensued process of acid fermentation. In comparison with results of raw sewage analysis, in which low concentrations of VFA and also low values of redox potential were determined, were 3.5-times lower in comparison with incubated sewage. During all three stages of measurements average and maximal values of VFA concentration were determined, at lower as well as higher incubation temperatures (t1 = 8°C and t2 = 20°C). Significantly lower concentration of VFA was determined in the incubated sewage at the highest temperature (t3 = 30°C). It may be presumed that high temperatures were conductive to development of heterotrophic bacteria, which are using easily available carbon compounds, especially volatile fatty acids and their salts. No significant influence of suspension removal - before incubation - on determined concentrations of VFA was noted.

Słowa kluczowe

PL

lotne kwasy tłuszczowe; ścieki surowe; proces denitryfikacji; usuwanie fosforu; fermentacja osadu

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2001
• Tom: Tom 3
• Strony: 103--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Malej J.

• Politechnika Koszalińska