Simultaneous Nitrification and Denitrification in an SBR with a Modified Cycle During Reject Water Treatment

• Autorzy: Bernat K. , Kulikowska D. , Zielińska M. , Cydzik-Kwiatkowska A. , Wojnowska-Baryła I.

Warianty tytułu

PL

Symultaniczna nitryfikacja i denitryfikacja w SBR ze zmodyfikowanym cyklem pracy podczas oczyszczania wód nadosadowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, the dependence between volumetric exchange rate (n) in an SBR (Sequencing Batch Reactor) with a modified cycle and simultaneous nitrification and denitrification (SND) efficiency during the treatment of anaerobic sludge digester supernatant was determined. In the SBR cycle alternating three aeration phases (with limited dissolved oxygen (DO) concentration up to 0.7 mg O2/L) and two mixing phases were applied. The lengths of each aeration and mixing phases were 4 and 5.5 h, respectively. Independently of n, a total removal of ammonium was achieved. However, at n = 0.1 d-1 and n = 0.3 d-1 nitrates were the main product of nitrification, while at n = 0.5 d-1, both nitrates and nitrites occurred in the effluent. Under these operational conditions, despite low COD/N (ca. 4) ratio in the influent, denitrification in activated sludge was observed. A higher denitrification efficiency at n = 0.5 d-1 (51.3%) than at n = 0.1 d-1 (7.8%) indicated that n was a crucial factor influencing SND via nitrite and nitrate in the SBR with a low oxygen concentration in aeration phases.

PL

W prezentowanych badaniach określono wpływ stopnia wymiany objętościowej (n) SBR ze zmodyfikowanym cyklem pracy na efektywność symultanicznej nitryfikacji i denitryfikacji (SND) podczas oczyszczania wód nadosadowych. Cykl pracy SBR składał się z naprzemiennie występujących trzech faz napowietrzania (limitowane stężenie tlenu do 0,7 mg O2/L) oraz dwóch faz mieszania. Długość każdej z faz napowietrzania i mieszania wynosiła odpowiednio 4 i 5,5 h. Niezależnie od stopnia wymiany objętościowej uzyskano całkowite usunięcie azotu amonowego. Przy n = 0,1 d-1 i n = 0,3 d-1 głównym produktem nitryfi kacji był azot azotanowy (V), podczas gdy przy n = 0,5 d-1 w ściekach oczyszczonych występował zarówno azot azotanowy (III) jak i (V). W założonych warunkach technologicznych, pomimo niekorzystnego ilorazu ChZT/N w dopływie (ok. 4), w osadzie czynnym uzyskano denitryfikację. Przy stopniu wymiany objętościowej n = 0,5 d-1 efektywność denitryfikacji wynosiła 51,3% i była kilkukrotnie wyższa niż przy n = 0,1 d-1 (7,8%), co wskazuje, że w warunkach ograniczonego dostępu do tlenu w fazie napowietrzania czynnikiem decydującym o uzyskaniu symultanicznej nitryfikacji i denitryfikacji był stopień wymiany objętościowej.

Słowa kluczowe

EN

anaerobic sludge digester supernatant; SBR; simultaneous nitrification and denitrification; SND

PL

symultaniczna nitryfikacja; symultaniczna denitryfikacja; SBR; oczyszczanie wód nadosadowych

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 39, no. 1
• Strony: 83--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bernat K.

autor

Kulikowska D.

autor

Zielińska M.

autor

Cydzik-Kwiatkowska A.

autor

Wojnowska-Baryła I.

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Department of Environmental Biotechnology ul. Słoneczna 45G, 10-709 Olsztyn, Poland,

Bibliografia

• [1] APHA-AWWA-WEF. (1992). Standard methods for the examination of water and wastewater. 18th Edition.
• [2] Bernat, K., Wojnowska-Baryła, I., & Dobrzyńska, A. (2010). Organics (COD) removal in dependence on loading of volatile fatty acids (VFA), Archives of Environmental Protection, 36, 93-105.
• [3] Beun, J.J., Paletta, F., & van Loosdrecht M.C.M. (2001). N removal in a granular sludge sequencing batch airlift reactor, Biotechnology Bioengineering, 75, 82-92.
• [4] Chiu, Y.C., Lee, L.L., Chang, C.N., & Chao A.C. (2007). Control of carbon and ammonium ratio for simultaneous nitrification and denitrification in a sequencing batch bioreactor, International Biodeterioration and Biodegradation, 59, 1-7.
• [5] Coelho, M.A.Z., Russo, C., & Araùjo O.Q.F. (2000). Optimalization of a sequencing batch reactor for biological nitrogen removal, Water Research, 34, 2809-2817.
• [6] Dytczak, M.A., Londry, K.L., & Oleszkiewicz J.A. (2008 a). Activated sludge operational regime has significant impact on the type of nitrifying community and its nitrification rates, Water Research, 42, 2320-2328.
• [7] Dytczak, M.A., Londry, K.L., & Oleszkiewicz J.A. (2008 b). Nitrifying genera in activated sludge may influence nitrification rates, Water Environmental Research, 80, 388-396.
• [8] Gut, L., Płaza, E., Treala, J., Hultaman, B., & Bosander J. (2005). Combined partial nitritation/Anammox system for treatment of digester supernatant. Nutrient management in wastewater treatment processes and recycle streams, IWA Specialized Conference, 19, 149-159.
• [9] Holman, J.B., & Wareham D.G. (2005). COD, ammonia and dissolved oxygen time profiles in the simultaneous nitrification/denitrification process, Biochemical Engineering Journal, 22, 125-133.
• [10] Jones, W.L., Schroeder, E.D., & Wilderer P.A. (1990). Denitrification in a batch wastewater treatment system using sequestered organic substances, Research Journal Pollution Control Federation, 62, 259-267.
• [11] Ling, J., & Chen S. (2005). Impact of organic carbon on nitrification performance of different biofilters, Aquacultural Engineering, 33, 150-162.
• [12] Majone, M., Dircks, K., & Beun J.J. (1999). Aerobic storage under dynamic conditions in activated sludge processes. The state of the art, Water Science and Technology, 39, 61-73.
• [13] Majone, M., Massanisso, P., & Ramadori R. (1998). Comparison of carbon storage under aerobic and anoxic conditions, Water Science and Technology, 38, 77-84.
• [14] Münch, E.V., Lant, P., & Keller J. (1996). Simultaneous nitrification and denitrification in bench-scale sequencing batch reactors, Water Research, 30, 277-284.
• [15] Pochana, K., & Keller J. (1999). Study of factors affecting simultaneous nitrification and denitrification (SND), Water Science and Technology, 39, 61-68.
• [16] Third, K.A., Gibbs, B., Newland, M., & Cord-Ruwisch R. (2005). Long-term aeration management for improved N-removal via SND in a sequencing batch reactor, Water Research, 39, 3523-3530.
• [17] Zeng, R.J., Lemaire, R., Yuan, Z., & Keller. J. (2003). Simultaneous nitrification, denitrification and phosphorus removal in a lab-scale sequencing batch reactor, Biotechnology Bioengineering, 3, 170-178.
• [18] Zhao, H.W., Mavinic, D.S., Oldham, W.K., & Koch F.A. (1999). Controlling factors for simultaneous nitrification and denitrification in a two-stage intermittent aeration process treating domestic sewage, Water Research, 33, 961-970.