Wpływ ph na usuwanie zanieczyszczeń ze ścieków w bioreaktorze hybrydowym

• Autorzy: Makowska M. , Skaliński G.

Warianty tytułu

EN

Effect of ph on removal of pollutants from sewage in a hybrid biological reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skuteczność usuwania zanieczyszczeń metodami biologicznymi zależy w dużym stopniu od warunków panujących w reaktorze. Reaktor hybrydowy pozwala wykorzystać jednocześnie zalety technologii osadu czynnego i złoża biologicznego. Wykonano badania procesu oczyszczania ścieków w reaktorze hybrydowym w układzie przepływowym ze zmiennym napowietrzaniem. Równolegle pracowały trzy reaktory o pojemności 75 dm³ każdy, z osadnikami wtórnymi o pojemności 30 dm³. W reaktorach umieszczono nośniki biomasy z tworzywa sztucznego, o średnicy i wysokości 13 mm i powierzchni właściwej 560 m²/m³. Badania wykonano w trzech seriach. W dwóch reaktorach podwyższono pH do wartości 8,0 ÷ 8,8, a w poszczególnych seriach zmieniano stopień wypełnienia reaktora nośnikami od 60 do 20% (z uwzględnieniem objętości nasypowej złoża). Czas retencji ścieków wynosił 0,5 doby. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że najlepsze efekty usuwania zanieczyszczeń uzyskano w reaktorze z wypełnieniem i pracującym przy podwyższonym pH. Zawartość związków azotu i związków organicznych w ściekach oczyszczonych w tym reaktorze we wszystkich seriach badań odpowiadała wymaganiom dla oczyszczalni do 2000 RLM. Maksymalna skuteczność wynosiła odpowiednio 85 i 99%. Wraz ze wzrostem stopnia wypełnienia reaktora wzrastała skuteczność usuwania azotu. Stwierdzono, że w warunkach podwyższonego pH zachodził proces symultanicznej nitryfikacji - denitryfikacji (SND), co istotnie zwiększyło skuteczność usuwania azotu całkowitego. Jako wystarczający do uzyskania żądanego efektu dla systemów oczyszczania do 2000 RLM uznano stopień wypełnienia reaktora wynoszący 20% przy pH w zakresie 8,0 ÷ 8,8.

EN

Hybrid reactors combine advantages of activated sludge and biofilm technologies. Removal of nitrogen compounds in such reactors can be enhanced thanks to the moving bed, intermittent aeration and a proper pH value. A hybrid reactor with continuous flow, recirculation and intermittent aeration was investigated. Three parallel reactors of volume 75 dm³ with a secondary settler (30 dm³) were operated. The sewage was preliminary treated in a septic tank. The moving bed was consisted of biomass carriers made of polypropylene cylinders of diameter 13 mm and height 13 mm. The specific surface was 560 m²/m³. The investigations were realized in three series. Factor pH in reactors and the degree of packing were diversified in series. Raw and treated sewage was monitored by measuring concentration of nitrogen compounds and carbon compounds (as BOD5 and COD). In the reactors the following parameters were measured: pH, concentration of dissolved oxygen and concentration of suspended and attached biomass. Concentrations of pollution in raw sewage were: BOD5 = 96 ÷ 101 gO2/m³, COD = 177 ÷ 201 gO2/m³, TN = 48 ÷ 55 gN/m³. Retention time was equal to 12 hours. The number of moving bed carriers in two reactors was 6000, 4000 and 2000 in the subsequent series; one reactor was operated without carriers. Lime solution was added to two reactors (with - carriers and without - carriers) to increase pH value up to 8.0 ÷ 8.8. On the basis of the studies it was found that the best quality of the treated sewage was provided by the reactor with carriers and at higher pH. Contents of nitrogen compounds in the effluent in all research series met Polish standard requirements for up to 2000 p.e. Maximum efficiency of N removal was equal to 85%. Contents of carbon compounds in all reactors also met the standards. Maximum efficiency of COD removal reached 99%. The higher number of carriers the better efficiency of nitrogen compounds removal was observed. That relationship was confirmed by statistical tests. The study revealed that under conditions of high pH, simultaneous nitrification - denitrification (SND) was proceeding; the efficiency of total nitrogen removal was increased. These research results were obtained for low BOD/N on average 1.8:1. In the study it was observed, that 2000 carriers were enough to obtain a good efficiency of treatment for systems up to 2000 p.e. in a reactor with high pH. The effect of nitrogen removal depends on aeration time and frequency, biomass carriers' number and pH value.

Słowa kluczowe

PL

ścieki bytowe; reaktor hybrydowy; usuwanie azotu; usuwanie związków organicznych; złoże ruchome

EN

domestic sewage; hybrid reactor; nitrogen removal; organic compounds removal; moving bed

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 9, nr 4
• Strony: 467--479
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz.

Twórcy

autor

Makowska M.

autor

Skaliński G.

• Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego, Katedra Budownictwa Wodnego, ul. Wojska Polskiego 73a, 60-625 Poznań

Bibliografia

• [1] Henze M., Harremoes P., Jansen J.C., Arvin E., Oczyszczanie ścieków, Procesy biologiczne i chemiczne, Tłum. z duńskiego, Wyd. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2000.
• [2] Makowska M., Spychała M., Błażejewski R., Borowski J., Nitrogen removal by moving bed biological reactors with intermittent aeration, IWA Specialized Conference on Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes and Recycle Streams, LEMTECH Konsulting, Kraków 2005, 1009-1013.
• [3] Hanhan O., Artan N., Orhon D., Yagci N.O., Insel G., Mechanism and design of intermittent aeration activated sludge process for nitrogen removal, IWA Specialized Conference on Nutrient Management in Wastewater Treatment Process and Recycle Streams, LEMTECH Konsulting, Kraków 2005, 69-78.
• [4] Yoo H., Ahn K.H., Lee H.J., Lee K.H., Kwak Y.J., Song K.G., Nitrogen removal rrom syntneuc wastewater by simultaneous nitrification and denitrification (SND) via nitrite in an intermittently - aerated reactor, Wat. Res. 1999, 33, 1, 145-54.
• [5] Makowska M, Obliczanie reaktorów ze złożem ruchomym na podstawie obciążenia biomasy ładunkiem zanieczyszczeń organicznych, GWiTS 2002, 2, 336-338.
• [6] Żubrowiska-Sudoł M., Kujawa P., Kozłowski P., Korzyści z zastosowania technologii złoża ruchomego na przykładzie oczyszczalni w Pajęczynie, GWiTS 2006, 8, 29-35.
• [7] Odegaard H., Gisvold B., Striskland I, The influence of carrier size and shape in the moving bed biofilm process, Wat. Sci. Tech. 2000, 41(4-5), 383-391, IWA Publishing.
• [8] Gebara F., Activated sludge biofilm wastewater treatment system, Wat. Res. 1999, 33, 1, 230-238.
• [9] Łomnicki A., Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników, WN PWN, Warszawa 1999.
• [10] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dn. 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, DzU 2006, Nr 137, poz. 984.
• [11] Bernacka I, Kurbiel J., Pawłowska L., Usuwanie związków biogennych ze ścieków miejskich, Instytut Ochrony Środowiska, Warszawa 1992.
• [12] Klimiuk E., Łebkowska M., Biotechnologia w ochronie środowiska, WN PWN, Warszawa 2003.
• [13] Hippen A. i in., Nowe możliwości eliminacji azotu ze ścieków o niskim stosunku C/N: tlenowa deamonifikacja, GWiTS 1999, 4, 1-5 (tłum. z Korrespondenz Abwasser).
• [14] Surmacz-Górska J., Cichoń A., Miksch K., Nitrogen removal from wastewater with high ammonia concentration via shorter nitrification and nitrification, Wat. Sci. Tech. 1997, 36, 10, 73-78.
• [15] Helmer Ch., Kunst S., Simultaneous nitrification/denitrification in anaerobic biofilm system, Wat. Sci. Tech. 1998, 37, 4-5, 183-187.
• [16] Anthonisen A.C., Loehr R.C., Prakasam T.B.S., Srinath E.G., Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid, Journal WPCF 1976, 48, 835-852 (za Surmacz-Górska i in. 1997).
• [17] Pochana K., Keller J., Lant P., Model development for simultaneous nitrification and denitrification, Wat. Sci. Tech. 1999, 39, 1, 235-243.