The role of biological methods in the municipal management odor nuisance reduction strategy

• Autorzy: Grzelka Agnieszka , Miller Urszula , Sówka Izabela

Identyfikatory

DOI

10.2428/ecea.2018.25(1)6

Warianty tytułu

PL

Rola metod biologicznych w strategii redukcji uciążliwości zapachowej obiektów gospodarki komunalnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An important potential source of odor emissions is municipal management objects. These include sewage systems, waste water treatment plants, waste landfills and waste processing plants. Both, waste management facilities and waste management facilities are designed to reduce the negative impact of human activities on the environment. The common feature of these objects is the similarity of the chemical composition of emitted gases and their hedonic quality, eventually, the nature of odor emissions dependent on the type of object and technological solutions. Sources differ in the amount of emissions and intensity of odors that can affect the amount of odor nuisance. Problems in reducing odor impact of municipal management objects can be mainly due to the multiplicity and variety of sources of odor emissions located in their area, as well as from the fact that they are often area sources and they might be difficult to encapsulate. The biological methods are increasingly used for the purification of waste gases in relation to other odor reduction methods both, for ecological reasons and for economic competitiveness. Biological purification of gases is carried out using biofilters, bioscrubbers, biotrickling filters or membrane bioreactors. The differences between these methods are a consequence of used solutions and result in the division of operating costs. The efficiency of the removal of hydrogen sulphide by biofiltration obtained by various authors is at least 99 % with a wide range of inlet pollution concentration, while for ammonia it is slightly lower (from 96 to 98 %). The efficiency of the biofiltration of VOCs depends substantially on their nature and properties (water solubility, vapor pressure), and varies from 40 to 100 %. The obtained deodorization efficiency by biofiltration is above 90 %, and can even reach values over 99 %. In the paper examples of the application of biological methods in municipal management objects together with the assessment of their efficiency in reducing the emission of odor and selected odorant pollutants will be presented and discussed.

PL

Ważnym potencjalnym źródłem emisji zapachów są obiekty gospodarki komunalnej (OGK). Należą tu systemy kanalizacyjne, oczyszczalnie ścieków, składowiska odpadów, zakłady segregacji przetwarzania odpadów. Zarówno obiekty gospodarki ściekowej, jak i zakłady gospodarowania odpadami mają na celu ograniczenie negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko naturalne. Wspólną cechą tych obiektów jest podobieństwo pod względem składu chemicznego emitowanych gazów oraz ich jakości hedonicznej, jednak ostatecznie charakter emisji zapachów zależy od typu obiektu i zastosowanych rozwiązań technologicznych. Źródła różnią się wielkością emisji oraz intensywnością zapachów, co może wpływać na skalę uciążliwości zapachowej. Problemy w ograniczaniu zapachowego oddziaływania OGK mogą wynikać w głównej mierze z wielości i różnorodności źródeł emisji odorów zlokalizowanych na ich terenie, a także z faktu, że są to często źródła dyfuzyjne i trudne do hermetyzacji. Standardowo, w ograniczaniu emisji odorów, stosuje się metody adsorpcyjne, absorpcyjne, kondensacyjne, spalania termicznego i utleniania katalitycznego oraz metody biologiczne. Te ostatnie są coraz powszechniej stosowana w oczyszczaniu gazów odlotowych, zarówno ze względów ekologicznych, jak i z uwagi na ekonomiczną konkurencyjność w stosunku do innych metod. Oczyszczanie gazów metodami biologicznymi prowadzi się przy pomocy biofiltrów, biopłuczek (bioskruberów), złóż biologicznie zraszanych (biofiltrów zraszanych) lub biomembran. Różnice pomiędzy metodami wynikają ze stosowanych w nich rozwiązań i przekładają się na rozkład kosztów operacyjnych. Skuteczność usuwania siarkowodoru metodą biofiltracji uzyskiwana przez różnych autorów wynosi co najmniej 99 % przy szerokim zakresie wlotowego stężenia zanieczyszczeń, natomiast dla amoniaku jest nieco niższa. Skuteczność biofiltracji lotnych związków organicznych zależy w znacznym stopniu od ich rodzaju i właściwości (rozpuszczalność w wodzie, prężność par), i wynosi od 40 do 100 %. Uzyskiwane skuteczności dezodoryzacji metodą biofiltracji wynoszą natomiast powyżej 90 %, a nawet mogą osiągać wartości powyżej 99 %. W pracy przedstawiono przykłady zastosowania metod biologicznych w obiektach gospodarki komunalnej wraz z oceną ich efektowności w ograniczaniu emisji odorów i wybranych zanieczyszczeń zapachowo czynnych.

Słowa kluczowe

EN

deodorization; odor nuisance; biofilters; bioscrubbers; municipal management

PL

dezodoryzacja; uciążliwość zapachowa; biofiltr; biopłuczka; obiekty gospodarki komunalnej

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 25, nr 1
• Strony: 51--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Grzelka Agnieszka

• Unit of Engineering and Protection of Atmosphere, Faculty of Environmental Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław, Poland, phone: [phone]

autor

Miller Urszula

• Unit of Engineering and Protection of Atmosphere, Faculty of Environmental Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław, Poland, phone: [phone]

autor

Sówka Izabela

• Unit of Engineering and Protection of Atmosphere, Faculty of Environmental Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław, Poland, phone: [phone]

Bibliografia

• [1] Nisola GM, Cho E, Orata JD, Redillas M, Faranzo DM, Tuuguu E, et al. Process Biochem. 2009;44:161-167. DOI: 10.1016/j.procbio.2008.10.004.
• [2] Easter C, Quigley C, Burrowesa P, Witherspoon J, Apgar D. Chem Eng J. 2005;113(2):93-104. DOI: 10.1016/j.cej.2005.04.007.
• [3] Schlegelmilch M, Streese J, Bidermann W, Herold T, Stegmann R. J Waste Manage. 2005;25:917-927. DOI: 10.1016/j.wasman.2005.07.011.
• [4] Kośmider J, Mazur-Chrzanowska B, Wyszyński E. Odory. (Odours). Warszawa: Wyd Naukowe PWN; 2002.
• [5] Stuetz, RM, Frechen FB. Eds. Odours in wastewater treatment. Measurement, Modelling and Control. London: IWA Publishing; 2001.
• [6] Gostelow P, Parsons SA, Stuetz RM. Wat. Res. 2001 Mar;35(3):579-597. DOI: 10.1016/S0043-1354(00)00313-4.
• [7] Rajbansi B, Sarkar U, Hobbs SE, J Taiwan Inst Chem Eng. 2014;45(4):1549-1557. DOI: 10.1016/j.jtice.2013.10.004.
• [8] Estrada JM, Lebrero R, Quijano G, Kraakman NJR, Munoz R. Strategies for Odour Control. In: Belgiorno V, Naddeo V, Zarra T. Odour Impact Assessment Handbook. New Jersey: Wiley; 2013:85-123. ISBN: 978-1-119-96928-0
• [9] Barbusinski K, Kalemba K, Kasperczyk D, Urbaniec, Kozik V. J Clean Prod. 2017;152:223-241. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.03.093.
• [10] Estrada JM, Kraakman NJR, Munoz R, Lebrero R. Environ Sci Technol. 2011;45(3):100-1106. DOI: 10.1021/es103478j.
• [11] Zhang XL, Yn S, Tyagi RD, Surampalli RY. J Environ Manage. 2013;124:62-71. DOI: 10.1016/j.jenvman.2013.03.022.
• [12] Alfonsin C, Lebrero R, Estrada JM, Munoz R, Kraakman NJR, Feijoo G, et al. J Environ Manage. 2015;149:77-84. DOI: 10.1016/j.jenvman.2014.10.011.
• [13] Lewkowska P, Cieślik B, Dymerski T, Konieczka P, Namieśnik J. Environ Res. 2016;151:573-586. DOI: 10.1016/j.envres.2016.08.030.
• [14] Shammay A, Sivret EC, Le-Minh N, Fernandez RL, Evanson I, Stuetz RM. J Environ Chem Eng. 2016;4:3866-3881. DOI: 10.1016/j.jece.2016.08.016.
• [15] Easter C, Quigley C, Burrowes P, Whiterspoon J, Apgar D. Chem Eng J. 2005;113:93-104. DOI: 10.1016/j.cej.2005.04.007.
• [16] Charles W, Ho G. 15- Biological Methods of Odor Removal in Solid Waste Treatment Facilities. In: Larroche C, Sanroman M, Du G, Pandey A. eds. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering. 2017:341-365. DOI: 10.1016/B978-0-444-63664-5.00015-0.
• [17] Estrada JM, Kraakman NJR, Lebrero R, Munoz R. Biotechnol Adv. 2012;30:1354-1363. DOI: 10.1016/j.biotechadv.2012.02.010.
• [18] Omri I, Aouidi F, Bouallagui H, Godon JJ, Hamdi M. Saudi J Bio Sci. 2013;20:169-176. DOI: 10.1016/j.sjbs.2013.01.005.
• [19] Mudliar s, Giri B, Padoley K, Satpute P, Dixit R, Bhatt P, et al. J Environ Manage. 2010;01:1039-1054. DOI: 10.1016/j.jenvman.2010.01.006.
• [20] Cox HHJ, Iranpour R, Moghaddam O, Schroeder ED, Desshusses MA. Biological Odor Control Strategies at Wastewater Treatment Plants. Proc Water Environ Federation; 2003;1:822-835. DOI: 10.2175/193864703784292061.
• [21] Hansen NG, Rindel K. Bioscrubber for treating waste gases from wastewater treatment plants. In: Kennes C, Veiga MC, eds. Bioreactors for Waste Gas Treatment. Dordrecht: Springer Sci Business Media; 2001:285-297. DOI: 10.1007/978-94-017-0930-9.
• [22] Webster TS. Odor Removal in Municipal Wastewater Treatment Plants – Case Studies. In: Shareefdeen Z, Singh A, eds. Biotechnology for Odor and Air Pollution Control. Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag; 2005:327-354. DOI: 10.1007/b138434.
• [23] Kraakman B. Biotrickling and Bioscrubber Applications to Control Odor and Air Pollutant: Developments, Implementation Issues and Case Studies.In: Shareefdeen Z, Singh A, eds. Biotechnology for Odor and Air Pollution Control. Heidelberg: Springer-Verlag; 2005:355-382. DOI: 10.1007/b138434
• [24] Revah S, Morgan-Sagastume JM. Methods of Odor and VOC Control. In: Shareefdeen Z, Singh A, eds. Biotechnology for Odor and Air Pollution Control. Heidelberg, Berlin: Springer-Verlag; 2005:29-64. DOI: 10.1007/b138434.
• [25] Singh A, Shareefdeen Z, Ward OP. Bioscrubber technology. In: Shareefdeen Z, Singh A. eds. Biotechnology for Odor and Air Pollution Control. Berlin, Heidelberg, New York: Springer; 2005:169-190. DOI: 10.1007/b138434.
• [26] Schlegelmilch M, Streese J, Stegmann R. Waste Manage. 2005;25(9):928-939. DOI: 10.1016/j.wasman.2005.07.006.
• [27] Wieczorek A. Biofiltracja gazów odlotowych zanieczyszczonych lotnymi związkami organicznymi. Aspekty techniczne i mikrobiologiczne (Biofiltration of waste gases contaminated with volatile organic compounds. Technical and microbiological aspects). Habilitation dissertation with a guide and appendices, Szczecin 2010.
• [28] Cox HH, Deshusses MA. Biotrickling Filters. In: Kennes C, Veiga MC, eds. Bioreactors for Waste Gas Treatment. Dordrecht: Springer Sci Business Media; 2001:99-132. DOI: 10.1007/978-94-017-0930-9.
• [29] Pagans E, Font X, Sanchez A. J. Hazardous Materials 2006;131:179-186. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2005.09.017.
• [30] Malhautier L, Lalanne F, Fanlo JL. Can J Civ Eng. 2009;36:1926-1934. DOI: 10.1139/L09-107.
• [31] Ossowska-Cypryk K, Kulig A. Oddziaływanie zapachowe procesów mikrobiologicznych przebiegaj ących w obiektach gospodarki komunalnej (Olfactory impact of microbiological processes occurring in municipal economy facilities). Przegląd Komunalny 2005;10:75-82.
• [32] Sówka I, Miller U, Sobczyński P. Przem Chem. 2014;93(5):1000-1003. DOI: 10.0.50.116/przemchem.2014.795.
• [33] Sówka I, Grzelka A, Miller U. Problematyka odorów w procesach gospodarki ściekowej (The problem of odors in wastewater management processes. Wodociągi, Kanalizacja. 2017;6:39-42.
• [34] Qiang L, Li M, Chen R, Li Z, Quian G, An T, et al. Waste Manage. 2009;29:2051-2058. DOI: 10.1016/j.wasman.2009.02.002.
• [35] Gałwa-Widera M, Kwarciak-Kozłowska A. Annual Set Environ Protect. 2016;18(2):850-860. http://ros.edu.pl/images/roczniki/2016/No2/66_ROS_N2_V18_R2016.pdf
• [36] Xue N, Wang Q, Wang Ju, Wang Ji, Sun X. Int Biodeterior Biodegrad. 2013;82:73-80. DOI: 10.1016/j.ibiod.2013.03.003.
• [37] Xue N, Wang Q, Wu C, Zhang L, Xie W. Biochem Eng J. 2010;51:86-93. DOI: 10.1016/j.bej.2010.05.007.
• [38] Gao L, Keener TC, Zhuang L, Siddiqui KF. Environ Eng Policy. 2001;2:203-212. DOI: 10.1007/S100220100036.
• [39] Dorado AD, Gabriel D, Gamisans X. Process Biochem. 2015;50:1405-1412. DOI: 10.1016/j.procbio.2015.05.023.
• [40] Rabbani KA, Charles W, Kayaap A, Cord-Rudwisch R, Ho G. Biochem Eng J. 2016;107:1-10. DOI: 10.1016/j.bej.2015.11.018.
• [41] Nishimura S, Yoda M. Water Sci. Technol. 1997;36:349-356. DOI: 10.1016/S0273-1223(97)00542-8.
• [42] Verein Deutscher Ingenieure, 2004. VDI 3477: Biologische Abgasreinigung. Biofilter (Biological waste gas purification. Biofilters). Düsseldorf: Bauth Verlag GmbH. https://www.vdi.de/richtlinien/details/vdi-3477-biologische-abgasreinigung-biofilter

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).