Wpływ wypełnienia w reaktorze sekwencyjnym na efektywność usuwania substancji organicznych i azotu z odcieków składowiskowych

• Autorzy: Koc-Jurczyk J. , Jurczyk Ł. , Micał P.

Warianty tytułu

EN

The influence of solid fillings in sequencing batch reactor on the removal efficiency of organic matter and nitrogen from landfill leachate

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Produktem procesów zachodzących na składowisku odpadów są między innymi odcieki. Do nowych metod biologicznych stosowanych do ich oczyszczania można zaliczyć częściową nitryfikację. Jednym ze sposobów zwiększania efektywności nitryfikacji, w porównaniu z samym osadem czynnym, jest wprowadzenie do osadu nośników. Badania prowadzono w reaktorach sekwencyjnych na trzech stanowiskach badawczych przy stałym czasie zatrzymania wynoszącym 1d. Cykl pracy reaktorów składał się z fazy: napełnienia (15 min), napowietrzania (23 h), sedymentacji (0,5 h) oraz dekantacji (15 min). W SBR 2 i 3 umieszczono 6 gąbek PCV o wymiarach 10×3×3cm. W SBR 2 umieszczono gąbkę PCV o średnicy porów 2 ÷ 3 mm, w SBR 3 4 ÷ 5 mm. Doświadczenie prowadzono w temperaturze 37 ±C. Stwierdzono, że najwyższą sprawność usuwania związków organicznych (ChZT), wynoszącą 75%, uzyskano w reaktorach pracujących z wypełnieniem, niezależnie od gęstości wypełnienia. W SBR 1 efektywność usuwania związków organicznych z odcieków była niższa i wynosiła 73%. Największą skuteczność usuwania azotu amonowego z odcieków uzyskano w SBR 2 i 3 pracujących z wypełnieniem (79 i 66%), natomiast w reaktorze pracującym bez wypełnienia sprawność usuwania azotu wynosiła jedynie 55%. We wszystkich reaktorach utlenianie azotu w osadzie czynnym zachodziło z pominięciem azotu azotanowego(V) i (III) i prowadziło do strat azotu amonowego.

EN

The leachate is the product of the processes occurring during landfilling. This kind of sewage is characterized by the high concentrations of heavy metals, ammonia nitrogen and organic compounds which cause a serious threat to the environment. Among the biological methods used for the neutralization of the leachates nitrification is of the most common. To increase the efficiency of nitrification in the suspended activated sludge, different types of fillers are applied. The leachates used in this study came from municipal landfill in Kozodrza (Podkarpackie province, Poland). The study was conducted in three sequential batch reactors (SBR 1-3), at HRT of 1 d. The working cycle consisted of: filling phase (15 min), aeration (23 h), sedimentation (0.5 h) and decantation (15 min). SBR 2 and 3, were filled with 6 PVC sponges of sizes 10 × 3 × 3 cm, immersed in leachates. SBR 2 was filled with sponge with a pore size of 2 ÷ 3 mm, while SBR 3, 4 ÷ 5 mm. The experiment was conducted at 37 ±C. It was found that the density of solid filling of the reactor did not influence the removal efficiency of organic matter from leachate. However the presence of filling impacts on quality of treated leachate (COD). The highest removal efficiency of organic compounds of 75% was achieved in reactors operating with filling, regardless of the density of the fill. In the SBR 1 a removal efficiency of organic compounds was lower and was 73%. The presence and density of the filling has an effect on ammonia nitrogen removal efficiency. The highest efficiency was achieved in SBR 2 and 3 both operating with filling (79 and 66%), while in the reactor working with suspended activated sludge nitrogen removal efficiency was only 55%. In all reactors, the oxidation of nitrogen in the activated sludge occurred without nitrate(V) and (III) nitrogen and led to the loss of ammonium nitrogen.

Słowa kluczowe

PL

odcieki składowiskowe; azot amonowy; azot azotanowy(III); Sharon; SBR

EN

landfill leachate; nitrogen; nitrite; Sharon; SBR

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 14, nr 1
• Strony: 59--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Koc-Jurczyk J.

autor

Jurczyk Ł.

autor

Micał P.

• Uniwersytet Rzeszowski, Wydział Biologiczno-Rolniczy, Zakład Biologicznych Podstaw Rolnictwa i Edukacji Środowiskowej, ul. Ćwiklińskiej 2, 35-601 Rzeszów

Bibliografia

• [1] Łuniewski S., Bezpieczne składowanie odpadow, Wyd. Ekonomia i Środowisko, Białystok 2008.
• [2] Białowiec A., Racjonalna gospodarka odciekami, Przegląd Komunalny 2009, 217, 10, 30-35.
• [3] Janosz-Rajczyk M. (red.), Badania wybranych procesow oczyszczania ściekow, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2008.
• [4] Kulikowska D., Charakterystyka oraz metody usuwania zanieczyszczeń organicznych z odciekow pochodzących z ustabilizowanych składowisk odpadow komunalnych, Ecological Chemistry and Engineering 2009, 16, 3, 389-402.
• [5] Chiang L-Ch., Chang J-E., Wen T-Ch., Indirect oxidation effect in electrochemical oxidation treatment of landfill leachate, Water Research 1995, 29, 2, 67-678.
• [6] Lo I. M-C., Characteristics and treatment of leachates from domestic landfills, Environment International 1996, 22, 4, 433-442.
• [7] Chen P.H., Assessment of leachates from sanitary landfills: impact of age, rainfall and treatment, Environmental International 1996, 22, 225-237.
• [8] Surmacz-Gorska J., Miksch K., Kita M., Możliwości podczyszczania odciekow z wysypisk metodami biologicznymi, Archiwum Ochrony Środowiska 2000, 26, 3, 43-54.
• [9] Kang K-H., Shin H.S., Park H., Characterization of humic substances present in landfill leachates with different landfill ages and its implications, Water Research 2002, 36, 16, 4023- -4032.
• [10] El-Fadel M., Bou-Zeid E., Chahine W., Alayli B., Temporal variation of leachate quality from pre-sorted and baled municipal solid waste with high organic and moisture content, Waste Management 2002, 22, 3, 269-282.
• [11] Kulikowska D., Efektywność oczyszczania odciekow z wysypisk odpadow komunalnych w reaktorach SBR, Praca doktorska, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Warszawa 2002.
• [12] Kurniawan T.A., Chan G.Y.S., Lo W-H., Babel S., Physico-chemical treatment for removal of recalcitrant contaminants from landfill leachate, Journal of Hazardous Materials 2006, 129, 1-3, 80-100.
• [13] Trebouet D., Schlumpf J.P., Jaouen P., Quemeneur F., Stabilized landfill leachate treatment by combined physicochemical-nanofiltration processes, Water Research 2001, 35, 12, 2935-2942.
• [14] Rivas F.J., Beltran F., Carvalho F., Acedo B., Gimeno O., Stabilized leachates: sequential coagulation- flocculation + chemical oxidation process, Journal of Hazardous Materials 2004, 116, 1-2, 95-102.
• [15] Bila D.M., Montavao A.F., Silva A.C., Dezotti M., Ozonation of a landfill leachate: evaluation of toxicity removal and biodegradability improvement, Journal of Hazardous Materials 2005, 117, 2-3, 235-242.
• [16] Matejczyk M., Płaza G.A., Nałęcz-Jawecki G., Ulfig K., Markowska-Szczupak A., Estimation of the environmental risk posed by landfills using chemical, microbiological and ecotoxicological testing of leachates, Chemosphere 2011, 82, 7, 1017-1023.
• [17] Kim D-J., Lee D-I., Keller J., Effect of temperature and free ammonia on nitrification and nitrite accumulation in landfill bacterial community by FISH, Bioresource Technology 2006, 97, 3, 459-468.
• [18] Slack R.J., Gronow J.R., Voulvoulis N., Household hazardous waste in municipal landfills: contaminants in leachate, Science of the Total Environment 2005, 337, 1-3, 119-137.
• [19] Metcalf E., Wastewater Engineering. Treatment, Disposal, Reuse, McGraw-Hill, New York, Metcalf, Eddy 1991.
• [20] Grabińska-Łoniewska A., Wpływ wybranych związkow węgla na kształtowanie się biocenozy w procesie usuwania azotu metodą denitryfikacji, Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1990.
• [21] Karapinar I., Kargi F., Effect of particle number density on wastewater treatment performance of a fluidized-bed bioreactor, Enzyme and Microbial Technology 1996, 19, 2, 140-144.
• [22] Welander U., Henrysson T., Welander T., Nitrification of landfill leachate using suspendedcarrier biofilm technology, Water Research 1997, 31, 9, 2351-2355.
• [23] Pollice A., Tandoi V., Lestingi C., Influence of aeration and sludge retention time on ammonium oxidation to nitrite and nitrate, Water Research 2002, 36, 10, 2541-2546.
• [24] Hellinga C., Schellen A.A.J.C., Mulder J.W., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J., The SHARON process: an innovative method for nitrogen removal from ammonium-rich wastewater, Water Science and Technology 1998, 37, 9, 135-142.
• [25] Schmidt M., Twachtmann U., Klein M., Strous M., Juretschko S., Jetten M., Metzger J.W., Schleifer K.H., Wagner M., Molecular evidence for genus level diversity of bacteria capable of catalyzing anaerobic ammonium oxidation, System and Applied Microbiology 2000, 23, 93-106.
• [26] Kulikowska D., Bernat K., Cydzik-Kwiatkowska A., Przemiany i usuwanie związkow azotowych w systemach biologicznego oczyszczania ściekow, [w:] Trendy w biotechnologii środowiskowej, red. I. Wojnowska-Baryła, Wyd. UWM w Olsztynie, Olsztyn 2008.
• [27] Kulikowska D., Oczyszczanie odciekow ze składowisk odpadow komunalnych z wykorzystaniem metod osadu czynnego oraz adsorpcji na węglu aktywnym, Czasopismo Techniczne, seria Środowisko, Wyd. Politechniki Krakowskiej, Krakow 2007, 2, 14-155.
• [28] Loukidou M.X., Zouboulis A. I., Comparison of two biological treatment process using attached - growth biomass for sanitary landfill leachate treatment, Environmental Pollution 2001, 111, 2, 273-281.
• [29] Koc-Jurczyk J., Jurczyk Ł., Influence of filling in an SBR reaktor on the treatment of leachate from municipal landfills, Journal of Elementology 2007, 12, 4, 317-318.
• [30] Makowska M., Skaliński G., Wpływ pH na usuwanie zanieczyszczeń ze ściekow w bioreaktorze hybrydowym, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2006, 9, 4, 467-479.
• [31] Wang C.-C., Lee P.-H., Kumar M., Huang Y.-T., Sung S., Lin J.-G., Simultaneous partial nitrification, anaerobic ammonium oxidation and denitrification (SNAD) in a full-scale landfill- leachate treatment plant, Journal of Hazardous Materials 2010, 175, 1-3, 622-628.
• [32] Hermanowicz W., Dożańska W., Dojlido J., Koziorowski B., Fizyczno-chemiczne badanie wody i ściekow, Arkady, Warszawa 1999.