The effect of microwave radiation on waste treatment in a reactor with a biofilm

• Autorzy: Zieliński M. , Krzemieniewski M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ promieniowania mikrofalowego na oczyszczanie ścieków w reaktorze z błoną biologiczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of research into the effect of microwave radiation on waste treatment in a reactor with a biofilm. 2.45 GHz microwave radiation was supplied to the reactors placed inside a microwave chamber. The radiation was generated by magnetron and the amount of radiation was controlled by varying the times of alternating phases of radiation and treatment. The study was conducted in three arrangements of alternating phases: 7 s radiation and 10 min treatment; 7 s radiation and 5 min treatment; 25 s radiation and 10 min treatment. The results obtained in the study show that microwave radiation affects the process of biological waste treatment not only through heating but also through its athermal properties. An increase in the effectiveness of the treatment was particularly visible in the microwave action in nitrogen removal.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad wpływem promieniowania mikrofalowego na proces oczyszczania ścieków w reaktorze z błoną biologiczną. Do reaktorów umieszczonych we wnętrzu komory mikrofalowej dostarczano promieniowanie mikrofalowe o częstotliwości 2,45 GHz. Jako źródło mikrofal wykorzystano pracujący ze stałą moc magnetron, natomiast sterowania ilością dostarczanego promieniowania odbywało się poprzez zmienne czasy trwania następujących kolejno faz napromieniowania i oczyszczania. Badania przeprowadzono w trzech układach następujących cyklicznie faz: 7 s napromieniowanie 10 min oczyszczanie, 7 s napromieniowanie 5 min oczyszczanie oraz 25 s napromieniowanie 10 min. oczyszczanie. W ten sposób dostarczanego do reaktora promieniowania, odpowiednio w ilości 1,2 Wźs, 2,5 Wźs oraz 4,3 Wźs. Uzyskane wyniki badań wskazują, że promieniowanie mikrofalowe wpływa na proces biologicznego oczyszczania ścieków nie tylko w wyniku klasycznego ogrzewania, ale i poprzez swoje właściwości atermiczne. Szczególnie w przypadku przemian prowadzących do usunięcia azotu obserwowane było istotne zwiększenie ich sprawności w wyniku oddziaływania mikrofal.

Słowa kluczowe

EN

microwave; organic compounds; nitrification; denitrification process; athermal properties of microwaves

PL

mikrofale; związki organiczne; nitryfikacja; denitryfikacja; właściwości atermiczne mikrofal

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 35, no. 4
• Strony: 119--128
• Opis fizyczny: bibliogr. 14 poz., wykr.

Twórcy

autor

Zieliński M.

autor

Krzemieniewski M.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Environmental Protection Engineering ul. Prawocheńskiego 1, 10-957 Olsztyn, Poland,

Bibliografia

• [1] Banik S., S. Bandyopadhyay, S. Ganguly: Bioeffects of microwaves, a brief review, Biores. Technol., 87, 155-162 (2003).
• [2] Chui P.C., Y. Terashima, J.H. Tay, H. Ozaki: Performance of a partly aerated biofilter in the removal of nitrogen, Wat. Sci. Tech., 34, 187-194 (1996).
• [3] Hao X., J.J. Heijnen, M.C.M. van Loosdrecht: Model-based evaluation of temperature and inflow variations on a partial nitrification-anammox biofilm process, Wat. Res., 36, 4839-4849 (2002).
• [4] Helmer C., S. Kunst: Simultaneous nitrification/denitrification in aerobic biofilm system, Wat. Sci. Tech., 37, 183-187 (1998).
• [5] Kadlec, R.H., K.R. Reddy: Temperature effects in treatment wetlands, Wat. Environ. Res., 73, 543 (2001).
• [6] Mayo A.W., T. Noike: Effects of temperature and pH on the growth of heterotrophic bacteria in waste stabilization ponds, Wat. Res., 30, 447-455 (1996).
• [7] Pabello L.V., A. Alardo-Lubel, C. Durana-De-Bazua: Temperature effects on ciliates diversity and abundance in rotating biological reactor, Biores. Tech., 39, 55-60 (1992).
• [8] Parker M.C., T. Besson, S. Lamare, M.D. Legoy: Microwave radiation can increase the rate of enzyme catalysed reaction in organic media, Tetrahedron Letters, 37, 8383-8386 (1996).
• [9] Ponne C.T., P. Bartels: Interaction of electromagnetic energy with biological material - relation to food processing, Radiat. Phys. Chem., 45, 591-607 (1995).
• [10] Porcelli M., G. Cacciapuoti, S. Fusco, R. Massa, G. D"ambrosio, C. Bertoldo, V. de Rosa Zappia: Nonthermal effects of microwaves on proteins: thermophilic enzymes as model system, FEBS Letters, 402, 102-106 (1997).
• [11] Siegirst H., S. Reithaar, G. Koch, P. Lais: Nitrogen loss in a nitryfing rotating contactor treating ammonium-rich wastewater without organic carbon, Wat. Sci. Tech., 38, 241-248 (1998).
• [12] Thostenson E.T., T.-W. Chou: Microwave processing: fundamentals and applications, Composites, A, 30, 1055-1071 (1999)
• [13] Tripathi C.S., D.G. Allen: Comparison of mesophilic and thermophilic aerobic biological treatment in sequencing batch reactors treating bleached kraft pulp mill effluent, Wat. Res., 33, 836-846 (1999).
• [14] Watanabe Y., S., Masuda, M. Ishiguro: Simultaneous nitrification and denitrification in micro-aerobic biofilms, Wat. Sci. Tech., 26, 511-522 (1992).