Proces formowania granulowanego osadu w warunkach tlenowych: przegląd literaturowy

• Autorzy: Kończak B. , Miksch K.

Warianty tytułu

EN

Process of aerobic granules formation: state of the art

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Granulowany osad czynny pracujący w warunkach tlenowych jest nową, obiecującą technologią dla kompaktowych oczyszczalni ścieków. System ten, w odróżnieniu od konwencjonalnego układu z osadem czynnym, posiada wiele zalet, takich jak wysoki stopień retencji biomasy, wysoka efektywność oczyszczania ścieków, mniejsza produkcja osadów nadmiernych, doskonałe właściwości sedymentacyjne oraz odporność na substancje toksyczne. Tlenowe granule z sukcesem udało się pozyskać w reaktorach sekwencyjnych typu SBR (Sequencing Batch Reactor). Na formowanie tlenowych granul ma wpływ: kompozycja pożywki, warunki „uczta-głód”, siły hydrodynamiczne, krótki czas sedymentacji, wysoka zawartość polimerów zewnątrzkomórkowych, a także inkluzje kationów dwuwartościowych. W tym przeglądzie przedstawiono dotychczasową wiedzę dotyczącą procesu formowania tlenowych granul.

EN

The aerobic granular activated sludge process is a promising technology for compact wastewater treatment plants. This system is superior to conventional activated sludge processes, in terms of high biomass retention, high conversion capacity, less biomass production, excellent settleabilty and resistance to inhibitory and toxic compounds. Aerobic granules were successfully cultivated in a sequencing batch reactor (SBR). These systems fulfil most of the requirements for their formation as: substrate composition, feast-famine regime, hydrodynamic shear force, short settling time, high extracellular polymeric substances (EPS) content, inclusion of divalent cations. In this review the current knowledge of aerobic granules formation is present.

Słowa kluczowe

PL

tlenowe granule; kinetyczna selekcja; polimer zewnątrzkomórkowy; DLVO; kationy dwuwartościowe

EN

aerobic granules; formation; kinetics selection; extracellular polymeric substances; DLVO; divalent cations

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 20, No. 1
• Strony: 43--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kończak B.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland, Katedra Biotechnologii Środowiskowej

autor

Miksch K.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland, Katedra Biotechnologii Środowiskowej

Bibliografia

• ADAV S.S., LEE D.-J. 2008: Physicological characterization and interaction of phenol degrading aerobic granules. Appl. Microbial Biotechnol. 78: 899–905.
• ADAV S.S., LEE D.-J., TAY J.-H. 2008: Extracellular polymeric substances and structural stability of aerobic granule. Wat. Res. 42: 1644–1650.
• ARROJO B., MOSQUERA-CORRAL A., GARRIDO J.M., MENDEZ R. 2004: Aerobic granulation with industrial wastewater in sequencing batch reactors. Wat. Res. 38: 3389–3399.
• BEUN J.J., HENDRIKS A., van LOOSDRECHT M.C.M., MORGENROTH E., WILDERER P.A., HEIJNEN J.J. 1999: Aerobic granulation in a sequencing batch reactors. Wat. Res. 33: 2283–2290.
• CHEN M.Y., LEE D.J., TAY J.H. 2007: Distribution of extracellular polymeric substances in aerobic granules. Appl. Microbiol. Biot. 73: 1463–1469.
• CHUDOBA J., PUJOL R. 1994: Kinetic selection of microorganism by means of selector twenty-years progress: history, practice and problems. Wat. Sci. Technol. 29 (7): 177–180.
• JANG A., YOON Y.-H., KIM I.S., KIM K.-S., BISHOP L.P. 2003: Characterization and evaluation of aerobic granules in sequencing batch reactor. Journal of Biotechnology 105: 71–82.
• KONCZAK B., MIKSCH K. 2009: Formowanie granulowanego osadu w warunkach tlenowych. W: Podstawy biotechnologii środowiskowej – trendy, badania, implementacje. Cz. II. Red. S. Żabczyński. Wydaw. Politechniki Śląskiej, Gliwice: 69–74.
• LIU Y., LIU Q.S. 2006: Causes and control of filamentous growth in aerobic granular sludge sequencing batch reactors. Biotechnol. Advances 24 (1): 115–127.
• LIU Y., TAY J.H. 2002: The essential role of hydrodynamic shear force in the formation of biofilm and granular sludge. Wat. Res. 36: 1653–1665.
• LIU Y., WU W.W., TAY J., WANG J. 2008: Formation and long-term stability of nitrifying granules in a sequencing batch reactor. Bioresource Technol. 99: 3919–3922.
• LIU L., GAO D.W., ZHANG M., FU Y. 2010: Comparison of Ca2+ and Mg2+ enhancing aerobic granulation in SBR. Journal of Hazardous Materials 181: 382–387.
• McSWAIN B.S., IRVINE R.I., HAUSER M., WIDERER P.A. 2005: Composition and distribution of extracellular polymeric substances in aerobic flocs and granular sludge. Appl. Environ. Microbiol. 71 (2): 1051–1057.
• MISHIMA K., NAKAMURA M. 1991: Self-immobilization of aerobic activated sludge: a pilot study of the aerobic upflow sludge blanket process in municipal sewage treatment. Water Sci. Technol. 23: 981–990.
• MORGENROTH E., SHERDEN T., van LOOSDRECHT M.C.M., HEIJNEN J.J., WILDERER P.A. 1997: Aerobic granular sludge in a sequencing batch reactor. Wat. Res. 31: 3191–3194.
• MOY B.Y.P., TAY J.H., TOH S.K., LIU Y., TAY S.T.L. 2002: High organic loading influences the physical characteristics of aerobic granules. Lett. Appl. Microbial. 34: 407–412.
• QIN L., LIU Y., TAY J.H. 2004: Effect of settling time on aerobic granulation in sequencing batch reaktor. Biochem. Eng. J. 21, 47–52.
• REN T.T., SHENG GP., LIU X.W., YU H.Q., ZHANG M.C.H., ZHU J.R. 2008: Calcium spatial distribution in aerobic granules and its effects on granule structure, strength and bioactivity. Wat. Res. 42: 3343–3352.
• SCHWARZENBECK N., WILDERER P.A. 2005: Treatment of food industry effluents in a granular sludge SBR. Wat. and Environ. Management Series. IWA Publishing, Munich.
• SEGHEZZO L., ZEEMAN G., van LIER J.B., HAMELERS H.V.M.., LETTINGA G. 1998: A review: the anaerobic treatment of sewage in UASB and EGSB reactors. Bioresource Technol. 65 (3): 175–190.
• SHENG G.P., YU H.Q., LI X.Y. 2006: Stability of sludge flocs under shear conditions: roles of extracellular polymeric substances (EPS). Biotechnol. Bioeng. 93: 1095102.
• SOBECK D.C., HIGGINS M.J. 2002: Examination of Three Theories for Mechanisms of Cation- Induced. Bioflocculation. Wat. Res. 36: 527–538.
• TAY J.H., LIU Q.S., LIU Y. 2002: Characteristics of aerobic granules grown on glucose and acetate in sequential aerobic sludge blanket reactors. Environ. Technol. 23: 931–6.
• VILLASEÑOR J., van LOOSDRECHT M.C.M., PICIORENAU C., HEIJNEN J.J. 2000: Influence of different substrates on the formation of biofilms in a biofilm airlift suspension reactor. Water Sci Technol. 41, 4–5: 323–330.
• WANG Z.W., LIU Y., TAY J.H. 2006: The role of SBR mixed liquor volume exchange ratio in aerobic granulation. Chemosphere 62 (5): 767–771.
• WANG Z.-W., LIU Y., TAY J.-H. 2007: Mechanism of calcium accumulation in acetate-fed aerobic granule. Microbiol. Biotechnol. 74: 462–466.
• WINGENDER J., NEU T.R., FLEMMING H.C. 1999: Microbial extracellular polymeric substances. Springer, Berlin.
• WOJNOWSKA-BARYŁA I., CYDZIK-KWIATKOWSKA A., SZATKOWSKI M., GUTOWSKI Ł. 2010: Granulacja osadu czynnego w reaktorze SBR. Biotechnologia 1 (88): 161–169.
• ZHENG Y.M., YU H.Q., LIU S.J., LIU X.Z. 2006: Formation and instability of aerobic granules under high organic loading conditions. Chemosphere 63: 1791–1800.