Wpływ źródeł węgla nieorganicznego (C02, KHC03) na przebieg procesu denitryfikacji hydrogenotroficznej w reaktorze bio-elektrochemicznym

• Autorzy: Kłodowska I. , Rodziewicz J , Janczukowicz W.

Warianty tytułu

EN

Effect of sources of inorganic carbon (C02, KHC03) on the course of hydrogenotrophic denitrification in an electrochemical bio-reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wpływ dwutlenku węgla (C02) i wodorowęglanu potasu (KHC03), jako źródeł węgla nieorganicznego, na efektywność procesu denitryfikacji hydrogenotroficznej i jakość oczyszczanych ścieków w reaktorze wielokatodowym z unieruchomioną błoną biologiczną i anodą węglową. Eksperyment prowadzono w warunkach anaerobowych, przy gęstości prądu elektrycznego 79 mA-m i stosunku C/N = 0,75. Przeprowadzone badania pokazały, iż wspomaganie denitryfikacji hydrogenotroficznej dwutlenkiem węgla wydzielanym w procesie utleniania anody węglowej oraz wodorowęglanem potasu, istotnie wpłynęło na uzyskanie wyższej sprawności usuwania azotanów(V) - 83,97 ±1,7% (8,05 ±0,8 mg NN03-dm'3). Ponadto, elektroda węglowa pełniła rolę akceptora elektronów, w procesie zewnętrznego utlenienia związków organicznych. Oba źródła węgla zapewniały utrzymanie parametrów fizyko-chemicznych oczyszczanych ścieków korzystniejszych dla procesu denitryfikacji, tj. pH, ORP i przewodności elektrolitycznej. Większa dostępność węgla nieorganicznego nie wpłynęła istotnie na zwiększenie koncentracji biomasy w formie zawieszonej.

EN

The paper discusses the effect of carbon dioxide (C02) and potassium hydrocarbonate (KHC03) as sources of inorganic carbon, on the efficiency of hydrogenotrophic denitrification and quality of treated wastewater in a multicatode reactor with an immobilized biofilm and carbon anode. The experiment was conducted under anaerobic conditions, at the electric current density of 79 mA-m'2 and the C/N ratio = 0.75. The results showed that by stimulating hydrogenotrophic denitrification with carbon dioxide released from oxygenation of a carbon anode and with potassium hydrocarbonate, a significantly better efficiency of the removal of nitrates (V) - 83.9711.7% (8.05±0.8 mgNN03-dm_3) was attainable. Besides, the carbon anode played a role of an acceptor of electrons during the endogenous oxygenation of organic compounds. Both sources of carbon ensured maintaining the physicochemical parameters of treated wastewater, such as pH, ORP and electrolytic conductivity on a level better for the course of denitrification. An improved availability of inorganic carbon did not have a significant effect on the increase of suspended biomass concentration.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie ścieków; denitryfikacja; reaktor bio-elektrochemiczny

EN

sewage treatment; denitrification; bio-electrochemical reactor

• Wydawca: Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.
• Czasopismo: Technologia Wody
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 6 (38)
• Strony: 111--124
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Kłodowska I.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Inżynierii Środowiska

autor

Rodziewicz J

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Inżynierii Środowiska

autor

Janczukowicz W.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie Wydział Nauk o Środowisku, Katedra Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1]Andreottola G., Foladori P., Ragazzi M., Tatando R, 2000: Experimental comparison between MBBR and activated sludge system for the treatment of municipal wastewater. „Water. Sci. Technol.” 41(4-5), 375-382.
• [2]Arnz P., Esterl S., Nerger C., Delgado A., Wilderer P. A., 2000: Simultaneous loading and draining as a means to enhance efficacy of sequencing biofilm batch reactors. „Water. Res.” 34(5), 1763-1766.
• [3]Chang C. C., Tseng S. K., Huang H. K., 1999: Hydrogenotrophic denitrification with immobilized Alcaligenes eutrophusfor drinking water treatment. „Bioresour. Technol.” 69, 53-58.1999.
• [4]Ghafari S., Hasan M., Aroua M. K., 2009: Nitrate remediation in a novel upflow bio-electrochemical reactor (UBER) using palm shell activated carbon as cathode material. „Electrochim. Acta” 54,4164-4171.
• [5]Klimiuk E., Łebkowska M., 2008: Biotechnologia w ochronie środowiska. PWN, Warszawa.
• [6]Klodowska I., Rodziewicz J., Janczukowicz W., Filipkowska U.; 2013. Effect of electrochemical process on the concentration of total nitrogen and orthophosphates in the outflow from the reactor with immobilized biofilm. „Ann. Environ. Prot.” 15,1952-1964.
• [7]Krzemieniewski M., Rodziewicz J., 2005: Nitrogen compounds removal in a rotating electrobiological contactor. „Environ. Eng. Sci.” 22(6), 816-822.
• [8]Kulikowska D., Bernat K., Cydzik-Kwiatkowska A., 2008: Przemiany i usuwanie związków azotowych w systemach biologicznego oczyszczania ścieków. W: Trendy w biotechnologii środowiskowej, red. Wojnowska-Baryla I., Wydawnictwo UWM, Olsztyn, s. 134.
• [9]Kuroda M., Watanabe T., Umedu Y., 1996: Simultaneous oxidation and reduction treatments of polluted water by a bio-electro reactor. „Water. Sci. Technol.” 34(9), 101-108.
• [10]Kuroda M., Watanabe T., Umedu Y., 1997: Simultaneous COD removal and denitrification of wastewater by bio-electro reactors. „Water. Sci. Technol.” 35(8), 161-168.
• [11]Li T. W., Peng Y. Z., Wang Y. Y., Zhu G. B., Chi W. Q., Gu G. W., 2003: Experimental study on sequencing batch biofilm reactor with biological filtration for wastewater treatment. „Water. Sci. Technol.” 48(11-12), 299-307.
• [12]Mook W. T., Aroua M. K. T., Chakrabarti M. H., Noor I. M., Irfan M. F., Ch. T. J. L., 2013: A review on the effect of bio-electrodes on denitrification and organic matter removal processes in bio-electrochemical systems. „Journal of Industrial and Engineering Chemistry” 19(1), 1-13.
• [13]Rittmann B. E., Nerenberg R., Lee K. C., Najm I., Gillogly T. E., Lehman G. E., Adham S. S., 2004: The hydrogen-based hollow-fiber membrane biofilm reactor (HFMBfR)for reducing oxidized contaminants. „Water. Sci. Technol. Water Supply” 4,127-133.
• [14]Rodziewicz J., Filipkowska U., Dziadkiewicz E., 2011: Electrolytically-aided denitrification on a rotating biological contactor. „Environ. Technol.” 32(1), 93-102.
• [15]Rodziewicz J., Filipkowska U., Janczukowicz W., 2011: Application of rotating biological contactor for treatment of wastewaters from fish breeding. „Ann. Environ. Prot.” 13(1), 1173-1183.
• [16]Rodziewicz J., Filipkowska U., Sominka K., 2011: Research on the electrolytically-aided denitrification on the fourstage rotating biological contactor. „Ann. Environ. Prot.” 12(1), 835-846.
• [17]Sakakibara Y., Araki K., Tanaka T., Watanabe T., Kuroda M., 1994: Denitrification and neutralization with an electrochemical and biological reactor. „Water. Sci. Technol.” 30(6), 151-155.
• [18]Sukkasem Ch., Xu S., Park S., Boonsawang P., Liu H., 2008: Effect of nitrate on the performance of single chamber air cathode microbial fuel cells. „Water. Res.” 42, 4742-4750.
• [19]Szewczyk W. K., 2005: Biologiczne metody usuwania związków azotu ze ścieków. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• [20]Welander U., Henrysson S., Welander T., 1998: Biological nitrogen removal from municipal landfill leachate in a pilot scale suspended carrier biofilm process. „Water. Res.” 32(5), 1564-1570.
• [21]Zhao Y., Feng C., Wang Q., Yang Y., Zhang Z., Sugiura N., 2011: Nitrate removal from groundwater by cooperating heterotrophic with autotrophic denitrification in a biofilm-electrode reactor. „J. Hazard. Mater.” 192,1033-1039.
• [22]Zhou M., Fu W., Gu H., Lei L., 2007: Nitrate removal from groundwater by a novel three-dimensional electrode biofilm reactor. „Electrochim. Acta” 52, 6052-6059.
• [23]Zhou M., Wang W., Chi M., 2009: Enhancement on the simultaneous removal of nitrate and organic pollutants from groundwater by a three-dimensional bioelectrochemical reactor. „Bioresour. Technol.” 100, 4662-4668.