Wpływ lotnych kwasów tłuszczowych (lkt) nA szybkość uwalniania i wiązania fosforanów w reaktorze typu SBR

• Autorzy: Janczukowicz W. , Rodziewicz J. , Filipkowska U.

Warianty tytułu

EN

Effect of volatile fatty acids (vfas) on the rate of release and uptake of phosphate compounds in an SBR type reactor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przebadano wpływ lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) na szybkość uwalniania i wiązania fosforanów w czasie fazy mieszania i napowietrzania w reaktorze SBR. Określono także sprawności procesów usuwania fosforanów i azotanów (V) w zależności od rodzaju zastosowanego kwasu. Badania przeprowadzono w ramach jednego cyklu pracy SBR (mieszanie - 3 h, napowietrzanie - 4 h i sedymentacja - 1 h) w obecności kwasów: octowego, propionowego, masłowego, izomasłowego, walerianowego, izowalerianowego i kapronowego. Stężenia fosforanów i azotanów na początku cyklu wynosiły odpowiednio 14,1 mg PPO4źdm-3 i 1,22 mg NNO3 dm-3. Stwierdzono, że fosforany uwalniane są z najwyższą szybkością w reaktorach z kwasem octowym (3,85 mg PPO4źdm-3źh-1`) i z najniższą (0,85 mg PPO4źdm-3źh-1) w obecności kwasów izowalerianowego i kapronowego. Również wiązanie fosforanów przebiegało najszybciej w reaktorze z kwasem octowym (5,19 mg PPO4źdm-3źh-1), podczas, gdy najwolniej (2,86 mg PPO4źdm-3źh-1) w obecności kwasu izowalerianowego. Najwyższe szybkości uwalniania i wiązania fosforanów w obecności kwasu octowego były równoznaczne z najefektywniejszym procesem defosfatacji (65,25%). Nie było takiej jednoznacznej zależności w odniesieniu do pozostałych kwasów. Najniższą sprawność usuwania fosforanów, zanotowano w reaktorach dla których zewnętrznym źródłem węgla były kwas izomasłowy (51,06%). Kwas octowy był także najbardziej efektywnym źródłem węgla w odniesieniu do procesu denitryfikacji (57,38%), a najmniej efektywnym był kwas izomasłowy (29,51%). Stwierdzono, że w obecności kwasu octowego zarówno proces defosfatacji jak i proces denitryfikacji przebiegały z najwyższą sprawnością. Najmniej sprzyjającym obu procesom był kwas izomasłowy.

EN

The effect of volatile fatty acids (VFAs) on the rate of phosphates release and uptake during stirring and aeration phases in an SBR type reactor was examined in the study. Additional determinations were carried out for the effectiveness of phosphates and nitrates removal as affected by the type of fatty acid applied.The study was conducted within one working cycle of the SBR (stirring - 3 h, aeration - 4 h and sedimentation - 1 h) in the presence of the following fatty acids: acetic, propionic, butyric, isobutyric, valeric, isovaleric and caproic. Initial concentrations of phosphates and nitrates at the beginning of the cycle accounted for: 14.1 mg PPO4/dm3 and 1.22 mg NNO3/dm3, respectively. Analyses showed that phosphates were released with the highest rate in the reactors with acetic acid (3.85 mg PPO4/dm3.h) and with the lowest rate (0.85 mg PPO4/dm3.h) in the presence of isovaleric and caproic fatty acids. Also the uptake of phosphates proceeded with the highest rate in the reactor with acetic acid (5.19 mg PPO4/dm3.h), and with the lowest rate (2.86 mg PPO4/dm3.h) in the presence of isovaleric acid. The highest rates of phosphates release and uptake in the presence of acetic acid were tantamount with the most effective dephosphatation process (65.25%). Such an explicit dependency was not, however, observed in the case of the other fatty acids. The lowest effectiveness of phosphates removal was noted in the reactors in which isobutyric acid was the external source of carbon (51.06%). Acetic acid was also the most effective source of carbon in the denitrification process (57.38%), whereas isobutyric acid turned out to be the least effective in this respect (29.51%).The study demonstrated that in the presence of acetic acid both dephosphatation and denitrification process were proceeding with the highest effectiveness. The least facilitating both these processes appeared to be isobutyric acid.

Słowa kluczowe

PL

usuwanie biogenów; uwalnianie i wiązanie fosforanów; LKT; SBR

EN

nutrient removal; phosphate release and uptake; VFA; SBR

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2011
• Tom: Nr 24
• Strony: 64--73
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Janczukowicz W.

autor

Rodziewicz J.

autor

Filipkowska U.

• Katedra Inżynierii Ochrony Środowiska, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• 1. Abu-gharach, Z. H., Randall, C. W., 1991. The effect of organic compounds on biological pho- The effect of organic compounds on biological pho-sphorus removal. Wat. Sci. Technol. 23, 585-594.
• 2. Eilersen, A.M., Henze, M., Kloft, L., 1995. Effect of volatile fatty acids and trimethylamine on denitrification in activated sludge. Wat. Res. 29(5), 1259-1266.
• 3. Gerber, A. Mostert, E.S., Winte,r C.T., De Villiers, R.H., 1986. The effect of acetate and other short-chain carbon compounds on the kinetics of biological nutrient removal. Water SA 12(1), 7-12.
• 4. Hood, C.R., Randall, A.A., 2001. A biochemical hypothesis explaining the response of enhanced biological phosphorus removal biomass to organic substrates. Wat. Res. 35(11), 2758-2766.
• 5. Janczukowicz, W., 2005. Usuwanie fosforu ze ścieków mleczarskich w bioreaktorze sekwencyjnym w obecności wybranych lotnych kwasów tłuszczowych (LKT), Rozprawy i monografie, 107, Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn.
• 6. Kargi, F., Uygur, A., Baskaya, 2005. H.S. Phosphate uptake and release rates with different car- H.S. Phosphate uptake and release rates with different car- Phosphate uptake and release rates with different carbon sources in biological nutrient removal using a SBR. Journal of Environmental Management. 76, 71-75.
• 7. Kerrn-Jespersen J.P., Henze M. 1993. Biological phosphorus uptake under anoxic and aerobic conditions. Wat. Res., 27: 617-624.
• 8. Klimiuk E. 1998. Kinetyka przemian związków azotu i fosforu w osadzie czynnym w warunkach beztlenowo-tlenowych. Rozprawy i Monografie, Wydawnictwo ART, Olsztyn.
• 9. Klimiuk E., Łebkowska M., 2003. Biotechnologia w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, 43-55.
• 10. Patel, J., Nakhla, G., 2006. Interaction of denitryfication on P removal in anoxic P removal systems. Desalination 201, 82-99.
• 11. Puig, S., Coma, M., Monclus, H., van Loosdrecht, M.C.M., Colprim, J., Balaguer, M.D., 2008. Selection between alcohols and volatile fatty acids as external carbon sources for EBPR. Wat. Res. 42, 557-566.73 Inżynieria Ekologiczna Nr 24, 2011
• 12. Randall A.A., Benefield L.D., Hill W.E., Nicol J.P. Boman G.K. Jing S.R. 1997. The effect vola- The effect volatile fatty acids on enhanced biological phosphorus removal and population structure in anaerobic/aerobic sequencing batch reactor. Wat. Sci. Technol., 35: 153-160.
• 13. Rustrian, E., Delgenes, J. P., Moletta, R., 1997. Phosphate release and uptake by pure cultures of Acinetobacter sp.: Effect of the Volatile Fatty Acids Concentration, Current Microbiology. 34, 43-48.
• 14. Tam N.F.Y., Wong Y.S., Leung G. 1992. Significance of external carbon source on simultaneous removal of nutrients from wastewater, Water Sci. Technol., 26(5-6): 1047-1055.
• 15. Wentzel M.C., Ekama G.A., Marais G.V.R. 1991. Kinetics of nitrification, denitrification biolo-gical excess phosphorus removal systems - a review, Wat. Sci. Technol., 23: 555 - 565.