Kierunki zastosowania mineralnych materiałów pylistych w technologii osadu czynnego - studium literatury

• Autorzy: Masłoń A. , Tomaszek J. A.

Warianty tytułu

EN

Trend of use of powdered mineral materials in activated sludge technology - literature review

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano przeglądu literatury dotyczącej zastosowania mineralnych materiałów pylistych do wspomagania biologicznego oczyszczania ścieków. Analiza piśmiennictwa pozwoliła określić wstępnie mechanizm i końcowy efekt poprawy technologii osadu czynnego przy wprowadzeniu do układu substancji mineralnych w formie pylistej. W zależności od rodzaju i składu chemicznego substancje pyliste mogą stanowić obciążnik kłaczków osadu czynnego, sorbent substancji chemicznych oraz mikronośnik błony biologicznej. Wykazano, że najczęściej stosowanymi substancjami są: zeolity (w tym klinoptylolit), talk, chloryt, kaolin i bentonit.

EN

The paper presents literature review of use of powdered mineral materials in order to enhance biological wastewater treatment and aid activated sludge systems. The impact of powdered materials to upgrade the activated sludge process and to improve settling dynamics of activated sludge were demonstrated. The paper determined the mechanism and the improvement effect of activated sludge technology with powdered materials. According to type and chemical composition, powdered materials can act as a weight of activated sludge, sorbent and microcarrier for the biofilm. Zeolites, talc, chlorite, kaolin and bentonite are most often used in activated sludge technology.

Słowa kluczowe

PL

biologiczne oczyszczanie ścieków; osad czynny; substancje pyliste

EN

biological wastewater treatment; activated sludge; powdered mineral materials

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska
• Rocznik: 2012
• Tom: z. 59
• Strony: 5--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 84 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Masłoń A.

• Katedra Inżynierii i Chemii Środowiska, Politechnika Rzeszowska

autor

Tomaszek J. A.

• Katedra Inżynierii i Chemii Środowiska, Politechnika Rzeszowska

Bibliografia

• [1] Agridiotis V., Forster FCIWEM C.F., Balavoine C., Wolter C., Carliell-Marquet C.: An examination of the surface characteristies of activated sludge in relation to bulking during the treatment of paper mill wastewater. Water and Environment Journal, 2006, 20, s. 141-149.
• [2] Ahn D.-H., Chung Y.-C., Chang W.-S.: Use of coagulant and zeolite to enhance the biological treatment efficiency of high ammonia leachate. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 2002, 37(2), s. 163-173.
• [3] Allen S.J., Koumanova B.: Decolourisation of water/wastewater using adsorption (Review). Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 2005, 40, 3, s. 175-192.
• [4] Anielak A.M.: Ekonomiczne i ekologiczne aspekty technologii oczyszczania ścieków zeolitami w systemie SBR. Ekotechnika, 2004, 3, s. 14-16.
• [5] Anielak A.M.: Modyfikowane zeolity w inżynierii środowiska. Ekotechnika, 2005, 4, s. 12-15.
• [6] Anielak A.M.: Niekonwencjonalne metody usuwania substancji biogennych w bioreaktorach sekwencyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2006, 2, s. 23-27.
• [7] Anielak A.M., Piaskowski K.: Badanie wpływu symultanicznego działania zeolitu w procesie biologicznego oczyszczania ścieków komunalnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2000, 12, s. 497-501.
• [8] Anielak A.M., Piaskowski K.: Badania laboratoryjne oczyszczania ścieków osadem czynnym z zastosowaniem zeolitu i PIX-u. Rocznik Ochrony Środowiska, 2000, 2, Wyd. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Srodowiska, Koszalin, s. 281-295.
• [9] Anielak A.M., Piaskowski K.: Skuteczność naturalnych zeolitów w usuwaniu związków fosforu z roztworów wodnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2001, 5, s. 169-174.
• [10] Anielak A.M., Piaskowski K.: Badanie możliwości zastosowania zeolitów do oczyszczania ścieków komunalnych. VI Ogólnopolska Konferencja Naukowa nt. „Kompleksowe i szczegółowe problemy Inżynierii Środowiska" Ustronie Morskie, 2001.
• [11] Anielak A.M., Piaskowski K.: Czy zeolity modyfikowane mogą być alternatywą w procesach defosfatacji? Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2003, 6, s. 215-218.
• [12] Anielak A.M., Piaskowski K.: Influence of zeolites on kinetics and effectiveness of the process of sewage biological purification in Sequencing Batch Reactors, Environmental Protection Engineering, 2005, 2, 31, s. 21-31.
• [13] Anielak A.M., Piaskowski K.: Oczyszczanie ścieków zeolitami w SBR przy różnych układach faz procesowych. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2005, 8, 1, s. 73-86.
• [14] Anielak A.M., Smarzyńska M.: Oczyszczanie ścieków zeolitami naturalnymi w systemie SBR na oczyszczalni ścieków w Krokowej. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2007, 5, s. 30-35.
• [15] Anielak A.M., Wojnicz M., Piaskowski K.: Ocena skuteczności zastosowania zeolitów w oczyszczaniu ścieków komunalnych; Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2009, 9, s. 27-31.
• [16] Bailey S.E., Olin T.J., Bricka R.M., Adrian D.D.: A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals. Water Research, 1999, 33, 11, s. 2469-2479.
• [17] Balci S.: Nature of ammonium ion adsorption by sepiolite: analysis of equilibrium data with several isotherms. Water Research, 2004, 38, s. 1129-1138.
• [18] Beun J.J., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J.: Aerobic granulation in a sequencing batch airlift reactor. Wat. Res., 2002, 36, s. 702-712.
• [19] Bidault A., Clauss F., Helaine D., Balavoine C.: Floc agglomeration and structuration by a specific talc mineral composition. Water Science and Technology, 1997, 36(4), s. 57-68.
• [20] Campos J.L., Oarrido J.M., Méndez R., Lema J.M.: The effect of kaolin particles on the behavior of nitrifying activated sludge units. Bioresource Technology, 2002, 81, s. 225-231.
• [21] Cantet J., Paul E., Clauss F.: Upgrading performance of an activated sludge process through addition of talqueous powder. Water Science and Technology, 1996, 34(5-6), s. 75-83.
• [22] Chernogorova A.E., Sucharev Y.I., Bagrinovtsva E.O.: The biosorptional effects onto glauconite at the nitrification during an activated sludge process. Proc. of The Chelyabinsk Scientific Center, 2001, Issue 1(6), s. 68-72.
• [23] Choma J., Zdenkowski J.A.: Strukturalne i powierzchniowe właściwości wybranych adsorbentów mineralnych. Ochrona Środowiska, 2001, 4, s. 5-8.
• [24] Chu H.-Q., Cao D.-W, Jin W, Dong B.-Z.: Characteristics of bio-diatomite dynamic membrane process for municipal wastewater treatment. Journal of Membrane Science, 2008, 325, s. 271-276.
• [25] Chudoba P., Pannier M.: Use of Powdered Clay to Upgrade Activated Sludge Process. Environmental Technology, 1994, 15, s. 863-870.
• [26] Clauss F., Balavoine C., Hélaine D., Martin G.: Controlling the settling of activated sludge in pulp and paper wastewater treatment plants. Water Science and Technology, 1999, 40(11-12), s. 223-229.
• [27] Crini G.: Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresource Technology, 2006, 97, s. 1061-1085.
• [281 Eikelboom D.H., Grovenstein J.: Control of bulking in a full scale plant by addition of tale (PE 8418). Water Science and Technology, 1998, 37(4-5), s. 297-301.
• [29] Garcia-Calderón D., Buffière P., Moletta R., Elmaleh S.: Anaerobic digestion of wine distillery wastewater in down-flow fluidized bed. Water Research, 1998, 32(12), s. 3593-3600.
• [30] Geneja M.: Zastosowanie glinu do ograniczania rozwoju bakterii nitkowatych w systemach osadu czynnego. Przemysł Chemiczny, 2008, 87, 5, s. 452-455.
• [31] Gierak A.: Preparation of carbon and carbon-mineral adsorbents and their application in technique, environmental protection and chemical analysis. Polish Journal of Environmental Studies, 1997, 6, s. 5-15.
• [32] Gupta V.K., Suhas: Application of low-cost adsorbents for dye removal - A review. Journal of Environmental Management, 2009, 90, s. 2313-2342.
• [33] He S.-B., Xue G., Kong H.-N.: Zeolite powder addition to improve the performance of submerged gravitation-filtration membrane bioreactor. Journal of Environmental Sciences, 2006, 18 (2), s. 242-247.
• [34] He S.-B., Xue G., Kong H.-N., Li X.: Improving the performance of sequencing batch reactor (SBR) by the addition of zeolite powder. Journal of Hazardous Materials, 2007, 142, (1-2), s. 493-499.
• [35] Hrenović J., Büyüikgüngör H., Orhan Y.: Use of Natural Zeolite to Upgrade Activated Sludge Process. Food Technology and Biotechnology, 2003, 41(2), s. 157-165.
• [36] Hrenović J., Orhan Y, Büyüikgüngör H., Tibljaš D.: Phosphorus removal from wastewater in upgraded activated sludge system with natural zeolite addition. In: Zeolites and mesoporous materials at the dawn of the 2 1,1 century. A. Galarneau, F. Di Renzo, F. Fajula, J. Vedrine (red.), Proc. of the 13th Int. Zeolite Conference, Montpellier. 2001. Studies in Surface Science and Catalysis, 135, Elsevier, Amsterdam, s. 372.
• [37] Itokawa H., Thiemig C., Pinnekamp J.: Design and operating experiences of municipal MBRs in Europe. Water, Science and Technology, 2008, 58, 12, s. 2319-2327.
• [38] Jardin N., Popel H.J.: Phosphate fixation in sludges from enhanced biological P-removal during stabilization. In: Chemical water and wastewater treatment III, Klute R and Hahn H.H. (red.), Springer, Berlin, 1994.
• [39] Jung J.-Y., Chung Y.-C., Shin H.-S., Son D.-H.: Enhanced ammonia nitrogen removal using consistent biological regeneration and ammonium exchange of zeolite in modified SBR process. Water Research, 2004, 38, s. 347-354.
• [40] Jung J.-Y., Pak D., Shin H.-S., Chung Y.-C., Lee S.-M.: Ammonium exchange and bioregeneration of bio-flocculated zeolite in a sequencing batch reactor. Biotechnology Letters, 1999, 21, s.289-292.
• [41] Kaczmarski K., Wielkopolski W., Mazur K., Sieńczyk M., Witka J.: Popioły lotne w oczyszczalni ścieków komunalnych. Przegląd Komunalny, 2006, 5, s. 44-46.
• [42] Kaczmarski K., Witka J., Mazur K.: Popioły lotne w inżynierii ochrony środowiska. Ekotechnika, 2007, 2(42), s. 30-33.
• [43] Kallo D.: Wastewater purification in Hungary using natural zeolites. Natural Zeolites 93, D.W. Miog, F.A. Mumpton (red.), Int. Comm. Natural Zeolites, Brockport, New York, 1995, s.341-350.
• [44] Kamińska A.: Zwalczanie bakterii nitkowatych. Agro Przemysł, 2009, 2, s. 50-52.
• [45] Kim C.G., Lee H.S., Yonn T.I.: Resource recovery of sludge as a micro-media in an activated sludge process. Advances in Environmental Research, 2003, 7, s. 629-633.
• [46] Kulikowska D., Racka J.: Organics removal and nitrilication in municipal landfill leachate treated in SBRs with clinoliptolite carrier. Polish Journal of Natural Sciences, 2007, 22(1), s. 61-72.
• [47] Lee H. S., Park S.J., Yoon T.1.: The effect zeolite on floc in activated sludge process. Clean Technology, 2001, 7(1), s. 35-42.
• [48] Lee H. S., Park S.J., Yoon T.I.: Wastewater treatment in a hybrid biological reactor using powdered minerais: effects of organic loading rates on COD removal and nitrification. Process Biochemistry, 2002, 38, s. 81-88.
• [49] Lemmer H.: Przyczyny powstawania i zwalczania osadu spęczniałego. Wyd. Seidel Przywecki, Szczecin, 2000.
• [50] Masłoń A., Tomaszek J.A.: Preliminary studies on wastewater treatment in PCMBSBBR reactor. IWA 2nd Specialized Conf. „Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes", Kraków, 6-9 września 2009 r. The conf. proc., s. 1237-1242.
• [51] Masłoń A., Tomaszek J.A.: Oczyszczanie ścieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym ze złożem ruchomym z porowatym nośnikiem biomasy. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2009, 11, s. 31-35.
• [52] Masłoń A., Tomaszek J.A.: Keramzyt w systemach oczyszczania ścieków. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, 2010 (w druku).
• [53] Matsché N., Kreuzinger N.: Blähschlamm, Schwimmschlamm, Schaum - Ursachenerkennung und Bekämpfung. Wiener Mitt., 1998, 145, s. 141-177.
• [54] Ong S.L., Liu Y., Lee L.Y., Ha J.Y., Ng W.J.: A novel high capacity biofilm reactor system treatment of domestic sewage. Water, Air, Soil Pollution, 2004, 157, s. 245-256.
• [55] Pala A., Tokat E.: Color removal from cotton textile industry wastewater in nn activated sludge system with various additives. Water Research, 2002, 36, s. 2920-2925.
• [56] Panuccio M.R., Crea F., Sorgona A., Cacco G.: Adsorption of nutrient and cadmium by different minerals: Experimental studies and modeling. Journal of Environmental Management, 2008, 88, s. 890-898.
• [57] Park S.-J., Kim C.G., Yoon T.-I., Kim DM.: Evaluation of lncreased Denitrification in an Anoxic Activated Sludge Using Zeolite. Korean Journal of Chemical Engineering, 2003, 20(3), s. 492-495.
• [58] Park S.-J., Oh J.-W., Yoon T.-I.: The role of powdered zeolite and activated carbon carriers on nitrification in activated sludge with inhibitory materials. Process Biochemistry, 2003, 39, s. 211-219.
• [59] Piaskowski K., Anielak A.M.: Zeolity naturalne i ich zastosowanie w oczyszczaniu wody oraz ścieków. Ekologia i Technika, 2000, 8, 2, s. 31-41.
• [60] Piaskowski K., Anielak A. M.: Wpływ na osad czynny zeolitu naturalnego oraz modyfikowanego. Inżynieria Środowiska, 2004, 7(1), s. 39-53.
• [61] Piirtola L., Hultman B., Löwén M.: Activated sludge bailasting in pilot plant operation. Water Research, 1999, 33, 13, s. 3026-3032.
• [62] Podedworna J., Żubrowska-Sudoł M.: Możliwość ograniczenia pojemności reaktorów biologicznych poprzez zastosowanie złoża ruchomego. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2006, 3, s. 19-22.
• [63] Princz P., Oláh J., Smith S., Hatfield K.: Complex analytical procedure for the characterization of modified zeolite and for the assessment its effects on biological wastewater treatment. XVII IMEKO World Congress Metrology in the 3rd Millenium, Croatia, Dubrovnik, June 22-27, 2003. Proc., s. 2118-2122.
• [64] Princz P., Oláh J., Smith S., Hatfield K., Litrico M.E.: Wastewater treatment using modified natural zeolites. In: Use of humic Substances to Remediate Polluted Environments: From Theory to Practice. I.V. Perminova (red.) NATO Sciences Senes IV: Earth and Environmental Sciences, Springer Netherlands, 2005, vol. 52, s. 267-282.
• [65] Princz P., Koczka B., Marthi K., Pokol G., Smith S.E.: Characterization zeolite modified with cation active polyelectrolyte and its effect on biological wastewater treatment. Int. Natural Zeolite Association ZEOLITE'06, 7th Int. Conf. on the Occurrence, Properties and Utilization of Natural Zeolites 16-21 July 2006, Sorocco, New Mexico USA.
• [66] Princz P., Smith S.E.: Complex biological degradability test of pharmaceutical wastewaters. XVIII IMEKO World Congress Metrology for a Sustainable Development, 17-22 September 2006, Rio de Janeiro, Brasil.
• [67] Rasmussen M.R., Larsen T.: A method for measuring sludge settling characteristics in turbulent flows. Water Research, 1996, 30(10), s. 2363-2370.
• [68] Rasmussen M.R., Larsen T., Clauss F.: Improving settling dynamics of activated sludge adding fine talc powder. Water Science and Technology, 1996, 34, 5-6, s. 11-18.
• [69] Rasmussen M.R., Larsen T., Clauss F.: Poprawa dynamiki sedymentacji osadu czynnego poprzez dawkowanie talku w postaci pylistej. Materiały Międzynarodowej Konf. Nauk.Techn. „Usuwanie związków biogennych ze ścieków" Kraków, 16-18 czerwca 1997 r.
• [70] Sanyal S.K., De Datta S.K.: Chemistry of phosphorus transformations in soils. Advances in Soil Science, 1991, 16, s. 1-50.
• [71] Seka A.M., Van de Wiele T., Verstraete W.: Feasibility of a multi-component additive for efficient control of activated sludge filamentous bulking. Water Research, 2001, 35, 12, s. 2995-3003.
• [72] Son D.H., Kim D.W., Chung Y.-C.: Biological nitrogen removal using a modified oxic/anoxic reactor with zeolite circulation. Biotechnology Letters, 2000, 22, s. 35-38.
• [73] Stephenson T., Judd S.J., Jefferson B., Brindle K.: Membrane Bioreactors for Wastewater Treatment. IWA Publishing, London, 2000.
• [74] Tijhuis L., van Loosdrecht M.C.M., Heijnen J.J.: Formation and growth of heterotrophic aerobic biofilms on small suspended particles in airlift reactors. Biotechnology and Bioengineering, 1994, 44, s.595-608.
• [75] TraczewskaT.M.: Biotyczne i abiotycze uwarunkowania pęcznienia osadu czynnego. Ochrona Środowiska, 1997, 2(65), s. 29-32.
• [76] Vanderhasselt A., Verstraete W.: Short-term effects of additives on sludge sedimentation characteristics. Water Research, 1999, 33(2), s. 381-390.
• [77] Vieira M.J., Pacheco A.P., Pinho A.I., Melo L.F.: The effect of clay particles on the activity of suspended autotrophic nitrifing bacteria and on the performance ofan air-lift reactor. Environmental Technology, 2001, 22, s. 123-135.
• [78] Walczak M., Cywińska A.: Application of selected chemical compounds to limit the growth of filamentous bacteria in activated sludge. Environmental Protection Engineering, 2007, 33, 2, s. 221-230.
• [79] Weber L.: Prace nad wykorzystaniem złoża chalcedonitowego w inżynierii środowiska. Ekopartner, 2006, 1(145), s. 15-16.
• [80] Wei Y.-X., Li Y.-F., Ye Z.-F.: Enhancement of removal efficiency of animonia nitrogen in sequencing batch reactor using natural zeolite. Environmental Earth Sciences, 2009.
• [81] Wiszniowski J., Surmacz-Górska J., Robert D., Weber J.-V.: The effect of landfill leachate composition on organics and nitrogen removal in an activated sludge system with bentonite additive. Journal of Environmental Management, 2007, 85, s. 59-68.
• [82] Zborowska E., Kurek M.: Zastosowanie sorbentów naturalnych i materiałów odpadowych w technologiach ochrony środowiska. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2008, 11, 4, s. 471-490.
• [83] Zhang W., Rao P., Zhang H., Xu J.: The Role of Diatomite Particles in the Activated Sludge System for Treating Coal Gasification Wastewater. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2009, 17(1), s. 167-170.
• [84] Żubrowska-Sudoł M.: Przegląd badań nad oczyszczaniem ścieków z zastosowaniem technologii złoża ruchomego. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 2004, 7, s. 65-79.