Application of respirometric tests for assessment of methanogenic bacteria activity in wastewater sludge processing

• Autorzy: Cimochowicz-Rybicka M. , Rybicki S.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie testów respirometrycznych DO oceny aktywności bakterii w procesie przeróbki osadów ściekowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Production of a methane-rich gas ('biogas') is contemporary popular sludges processing technology which allows to generate thermal and/or electrical energy. Formal requirements issued by the European Union to promote so called renewable energy resources mad these process more attractive leading to its application in WWTPs which were designed based on different sludges handling processes. Authors (as active design engineers) noted that dimensioning of sludge digestion chamber is usually based on SRT assessment without any emphasis on sludges characteristics. Bio- Bio-mass ' characteristics and estimation of its activity with respect to methane production are of great importance both from scientific and practical points of view, as anaerobic digestion appears to be one of crucial processes in municipal wastewater handling and disposal. Authors propose respirometric tests to estimate a biomass potential to produce 'a biogas' and several years' laboratory and full scale experience proved its usefulness and reliability both as a measurement and a design tool applicable in sludge handling. Dimensioning method proposed by authors, allows to construct and optimize operation of digestion chambers based on a methanogenic activity.

PL

Wytwarzanie gazu fermentacyjnego w procesie przeróbki osadów ściekowych jest powszechnie stosowaną technologią pozwalającą na produkcję energii cieplnej, lub w rozwiązaniach bardziej zaawansowanych także energii elektrycznej . Obecne naciski formalne UE na pozyskiwanie energii z tzw. źródeł odnawialnych spowodowały coraz szersze zainteresowanie tą technologią przeróbki osadów także w tych obiektach , które zostały zaprojektowane w oparciu o inne technologie przeróbki i stabilizacji. Uwagę autorów zwrócił fakt, że projektowanie komór fermentacyjnych opiera się najczęściej na arbitralnym przyjmowaniu czasu zatrzymania osadu, bez uwzględniania specyfiki składu osadów doprowadzanych. Zaproponowana metoda - sprawdzona przez autorów w praktyce inżynierskiej - pozwala na bardziej precyzyjne zaprojektowanie urządzeń nowych i optymalizację układów istniejących. Podstawą zaproponowanego działania jest wykorzystanie testów respirometrycznych do wyznaczenia aktywności metanogennej osadów poddawanych fermentacji. Parametr ten - w ogólnym zarysie - określa się na wyznaczaniu zdolności bakterii do wytwarzania gazu fermentacyjnego zawierającego metan przy różnym składzie osadu doprowadzanego do komór fermentacyjnych. Przedstawione stanowisko badawcze odtwarza w wysokim stopniu warunki panujące w rzeczywistej komorze fermentacyjnej. Pozwala to na badanie efektów inhibicji procesu produkcji metanu, w tych przypadkach w których osady ze ścieków o charakterze bytowym mogą zawierać substancje spowalniające lub hamujące proces metanogenezy.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; methanogenic activity; sludge digestion; renewable energy; energy recovery

PL

osady ściekowe; aktywność metanogenna; fermentacja osadów ściekowych; energia odnawialna; odzysk energii

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 25
• Strony: 30--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.

Twórcy

autor

Cimochowicz-Rybicka M.

autor

Rybicki S.

• Institute of Water Supply and Environmental Protection, Cracow University of Technology

Bibliografia

• 1. Cimochowicz-Rybicka M., Kocwa-Haluch R. (1999) Assessment of trivalent chromium effect on anaerobic biomass methanogenic activity using batch test system. Toxicological and Environmental Chemistry, v.3.
• 2. Codina J. C. et.al. (1998) The inhibition of methanogenic activity from anaerobic domestic sludges as a simple toxicity bioassay. Wat. Res. v. 32, no 4, pp. 1338-1342.
• 3. Colleran et al. (1993) Use of Methanogenic Activity Tests to Characterize Anaerobic Sludges. Screen for Anaerobic Biodegradability and Determine Toxicity Thresholds Against Individual Anaerobic Trophic Groups and Species. Materiały otrzymane od autora z Dept. of Microbiology, University College, Galway, Irlandia.
• 4. Cywiński B., Gdula S.,Kempa E., Kurbiel J., Płoszański H. (1983) Wastewater treatment (in Polish), v.2 ed. Arkady, Warszawa.
• 5. Dofling J., Bloemen W.G.B.M. (1985) Activity Measurements as a Tool to Characterize the Mi- Dofling J., Bloemen W.G.B.M. (1985) Activity Measurements as a Tool to Characterize the Microbial Composition of Methanogenic Environments. J. Microbiol. Methods no 4, pp. 46-57.
• 6. Ferry J.G. (1993) Methanogenesis, Ecology, Physiology, Biochemistry and Genetics. Chapman and Hall, New York.
• 7. Guyot J.P., Noyola A., Monroy O. (1990) Evolution of Microbial Activities and Population in Granular Sludge from an UASB Reactor. Biotech. Letters v. 12, no 2, pp. 155-160.
• 8. IHE (1991); Laboratory Course Process Parameters and Microbiology; Handbook of AWWT Course. IHE Delft, Wageningen Agricultural University. Holandia.
• 9. Iza J. i in. (1991) International Workshop on Anaerobic Treatment Technology for Municipal and Industrial Wastewaters: Summary Paper. Wat. Sci. Tech. v. 24, no 8, pp.1-16.
• 10. James A., Chernicharo C.A.L., Campos C.M.M. (1990) The Development of a New Methodolo- James A., Chernicharo C.A.L., Campos C.M.M. (1990) The Development of a New Methodology for the Assessment of Specific Methanogenic Activity. Wat. Res. v 24, no 7, pp. 813-825.
• 11. Lettinga G., Hulshof Pol L.W. (1991) UASB-Process Design for Various Types of Wastewater, Wat.Sci.Tech. vol 24, pp 87-107.
• 12. Macario A.L., Macario de E.C. (1993) Immunology of Methanogenic Bacteria. Biomass and Bioenergy, v. 5, no 3-4, pp. 203-213.
• 13. Ng A., Melvin W.T., Hobson P.N. (1994) Identification of Anaerobic Digester Bacteria Using a Polymerase Chain Reaction Method. Bioresource Technology, v. 47, pp. 73-80.
• 14. Pavlostathis S.G., Giraldo-Gomez E. (1991) Kinetics of Anaerobic Treatment: A Critical Review. Critical Reviews in Environmental Control, 21(5,6): pp.411-490, CRC Press, Inc.
• 15. Petrozzi S., Mol N., Dunn I.J. (1992) Determining Specific Biomass Activity in Anaerobic Wastewater Treatment Processes. Bioprocess Engineering no 8, pp. 55-60.
• 16. Soto M., Mendez R., Lema J.M. (1993) Methanogenic and Non-methanogenic Activity Tests. Theoretical basis and Experimental Set Up. Wat. Res. v 27, no 8, pp. 1361-1376.
• 17. WEF (1992); Design of Municipal Wastewater Treatment Plants, tom II; WEF Manual of Practice No. 8, ASCE Manual and Report on Engineering Practice No. 76, Library of Congress Catalogue Card No. 91-30528, USA, Brattleboro, Vermont.
• 18. Young J.C., Kuss M.L., Nelson M. (1991) Use of the Anaerobic Respirometers for Measuring Gas Production in Toxicity and Treatability Tests. proc. 84th Ann. Meeting of the Air and Waste Manag. Assoc., Vancouver, B.C., Kanada.
• 19. Young J.C., Tabak H.H. (1993) Multilevel Protocol for Assessing the Fate and Effect of Toxic Organic Chemicals in Anaerobic Treatment Processes. Water Environ. Res., v. 65, no 1.