Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 3

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: Anammox

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Start-up of a One-stage Biofilm Reactor for the Removal of Nitrogen from Digester Supernatant in the Partial Nitrification-Anammox Process

Zielińska M., Cydzik-Kwiatkowska A., Bernat K., Zieliński M., Kulikowska D., Wojnowska-Baryła I.

Rocznik Ochrona Środowiska

2018

Tom 20, cz. 1

241--257

For nitrogen-rich wastewater with a low COD/N ratio, the partial nitrification-Anammox process is considered a promising alternative to conventional nitrification-denitrification, saving energy and additional carbon source. In the Anammox reaction, performed under anoxic conditions by autotrophic bacteria, ammonium and nitrite contribute in equimolar amounts to the formation of dinitrogen gas. Anammox bacteria are characterized by low biomass yield because of their autotrophic growth mode and their high maintenance requirement due to their slow growth rate (doubling time of 10-12 days). In addition, nitrite is a substrate for Anammox on one hand and an inhibitor of Anammox microorganisms at some concentrations on the other hand. Next, inorganic carbon limitation is the limiting factor in the growth of nitrifiers and Anammox bacteria. These are the reasons that one-stage reactors are extremely difficult to start-up. The goal of this study was to determine the effect of bicarbonate addition on the changes in nitrogen forms in the one-stage reactor, biofilm composition and overall reactor performance during the adaptation of non-Anammox biomass to nitrogen-rich wastewater. In this study, a one-stage biofilm batch reactor treated the digester supernatant from the full-scale municipal wastewater treatment plant. In the supernatant, the average concentrations of pollutants were as follows: 320±52 mg COD/L, 413±78 mg TN/L, 328±46 mg NH4-N/L and 97±19 mg TP/L. Aerobic granular sludge from the full-scale municipal wastewater treatment plant operated with simultaneous nitrification and denitrification was used as inoculum. The operational parameters of the reactor were: working volume 3 L, 8-hour cycle, volumetric exchange ratio 50%/cycle. In one-stage reactors, nitrite-oxidizing bacteria (NOB) must be selectively pressured to decrease their activity. Therefore, in this reactor, low dissolved oxygen, about 0.5 mg/L, a pH of about 8.0, and a high temperature, about 35ºC, were maintained. Apart from determining changes in nitrogen profile, fluorescence in situ hybridization technique indicating the changes in the biofilm composition was used as an indicator of adaptation of the microorganisms to high influent nitrogen concentrations. With the bicarbonate/TN ratio in the influent of about 3.5, stable reactor performance was obtained with the final ammonium concentration in the effluent below 10 mg N-NH4/L. Nitrate was the predominant form of nitrogen in the effluent. In this period, the abundance proportion between Anammox bacteria, ammonium-oxidizing bacteria (AOB) and NOB dynamically changed in the biomass. This part of biomass that was suspended in the reactor was characterized by good settling abilities, with the sludge volume index below 50 mL/g MLSS.

Proces częściowej nitryfikacji-Anammox jest obiecującą alternatywą wobec konwencjonalnej nitryfikacji-denitryfikacji do usuwania azotu ze ścieków o wysokim stężeniu związków azotowych i niskim stosunku ChZT/N, skutkującą oszczędnością energii i dodatkowych źródeł węgla organicznego. W procesie Anammox, prowadzonym w warunkach anoksycznych przez bakterie autotroficzne, azot amonowy i azot azotanowy(III) uczestniczą w równoważnych ilościach w powstawaniu azotu cząsteczkowego. Wpracowanie jednostopniowych reaktorów, w których planowane jest prowadzenie częściowej nitryfikacji i Anammox, jest trudne. Z uwagi na niską szybkość autotroficznego wzrostu (czas generacji 10-12 dni), biomasa bakterii Anammox charakteryzuje się niskim przyrostem. Ponadto, azot azotanowy(III) jest substratem do procesu Anammox, jednak w pewnych stężeniach inhibuje proces. Dodatkowo, niedostatek nieorganicznych związków węglowych jest czynnikiem limitującym wzrost tlenowych bakterii utleniających azot amonowy oraz bakterii Anammox. Celem badań było określenie wpływu dozowania do reaktora jednostopniowego wodorowęglanów na występowanie poszczególnych form związków azotowych w ściekach oczyszczonych oraz skład biomasy podczas wpracowania reaktora do oczyszczania ścieków bogatych w azot z wykorzystaniem procesu Anammox. W prezentowanych badaniach, jednostopniowy reaktor porcjowy z błoną biologiczną był wykorzystywany do oczyszczania wód nadosadowych pochodzących z oczyszczalni ścieków komunalnych pracującej w skali technicznej. Stężenia zanieczyszczeń w wodach nadosadowych były następujące: 320±52 mg ChZT/dm3, 413±78 mg Nog/dm3, 328±46 mg NH4-N/dm3 i 97±19 mg Pog/dm3. Reaktor został zaszczepiony tlenowym osadem granulowanym z oczyszczalni ścieków komunalnych pracującej w skali technicznej eksploatowanej z jednoczesną nitryfikacją i denitryfikacją. Parametry eksploatacyjne reaktora badawczego były następujące: objętość robocza 3 dm3, długość cyklu 8 h, stopień wymiany objętościowej 50%. W reaktorach jednostopniowych bakterie utleniające azot azotanowy(III) muszą być poddawane selektywnej presji w celu ograniczenia ich aktywności. Z tego względu w reaktorze eksperymentalnym utrzymywano niskie stężenie tlenu (około 0,5 mg/dm3), pH około 8,0 i wysoką temperaturę (około 35ºC). Wskaźnikiem adaptacji mikroorganizmów do wysokich stężeń azotu w ściekach dopływających były zmiany w profilu związków azotowych w odpływie oraz wyniki uzyskane techniką fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ, pozwalającą na określanie liczebności poszczególnych grup mikroorganizmów w biomasie. Stabilną pracę reaktora uzyskano przy stosunku wodorowęglanów do azotu ogólnego w dopływie równym około 3,5; stężenie azotu amonowego w ściekach oczyszczonych nie przekraczało 10 mg/dm3. Główną formą azotu w odpływie był azot azotanowy(V). W okresie wpracowania proporcje między liczebnością w biomasie tlenowych bakterii utleniających azot amonowy i azot azotanowy(III) oraz bakterii Anammox podlegały dynamicznym zmianom. Część biomasy pozostająca w zawieszeniu charakteryzowała się dobrymi właściwościami sedymentacyjnymi; indeks objętościowy osadu wynosił poniżej 50 cm3/g s.m.

The use of Archaea in the bioaugmentation of activated sludge as a method for the biological removal of nitrogen compounds

Polus M., Anielak A. M.

Technical Transactions

2017

Vol. 5(114)

83--95

This paper examines the effect of Archaea on wastewater treatment in sequencing biological reactors (SBR). The research was carried out in two SBR reactors: a reactor with activated sludge bioaugmented with Archaea (microorganisms which constitute a third domain besides Bacteria and Eukaryotes); a reactor with conventional activated sludge was used as a control. Archaea were incubated in laboratory conditions as recommended by Archaea Solutions Inc. The research revealed that the time period required for the acclimation of the activated sludge in the presence of Archaea was twice as long as in the case of regular nitrifying activated sludge. The observed nitrogen and phosphorous removal from wastewater was achieved to a higher extent in sludge with Archaea and the sludge itself settled faster. The required concentration of oxygen in the reactor with Archaea was lower than in the classic set-up – this resulted in lowering the operating costs of the treatment plant. Furthermore, the denitrification process was significantly shorter and did not require nitrate nitrogen (V).

W pracy przebadano wpływ archeanów na proces oczyszczania ścieków w cyklicznych reaktorach biologicznych. Badania przeprowadzono w dwóch reaktorach typu SBR, z których jeden był poziomem odniesienia (oczyszczanie w warunkach klasycznych), a w drugim oczyszczano ścieki osadem czynnym poddanym bioaugmentacji archeanami, mikroorganizmami stanowiącymi trzecią domenę obok bakterii i eukariontów. Archeany były inkubowane w warunkach laboratoryjnych wg metody zalecanej przez ArchaeaSolutions, Inc. Badania wykazały, że adaptacja osadu czynnego do pracy w obecności archeanów wymaga dwa razy dłuższego czasu, niż zwykły osad czynny, zdolny do efektywnej nitryfikacji. Efektywność usuwania związków azotu i fosforu ze ścieków w obecności archeanów jest większa, a osad czynny szybciej sedymentuje. Wymagane stężenie tlenu w reaktorze z archeanami jest mniejsze niż w układzie klasycznym, co zmniejsza koszty eksploatacji oczyszczalni. Proces denitryfikacji jest znacznie skrócony i nie wymaga obecności azotanów(V).

Wykorzystanie procesu częściowej nitryfikacji Anammox w oczyszczaniu ścieków - doświadczenia w Politechnice Śląskiej

Cema G., Surmacz-Górska J., Gutwiński P., Ziembińska-Buczyńska A., Płonka L., Tomaszewski M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

2016

Nr 12

472--475

Alternatywą dla klasycznego procesu nitryfikacji/denitryfikacji może być połączenie procesu częściowej skróconej nitryfikacji oraz odkrytego kilkanaście lat temu procesu Anammox. Usuwanie azotu w procesie Anammox pozwala zmniejszyć koszty napowietrzania, a co za tym idzie zużycie energii o ponad 60%, nie ma też potrzeby zapewnienia węgla organicznego, a dodatkowo zmniejsza się emisję CO2 o ok. 90%, co ma duże znaczenie biorąc pod uwagę fakt, że ditlenek węgla jest jednym z głównych gazów cieplarnianych. Katedra Biotechnologii Środowiskowej zajmuje się tym procesem już od 2003 roku. Początkowo proces był badany w bioreaktorach membranowych. Następnie przy współpracy z Królewską Politechniką w Sztokholmie badano proces w układach wykorzystujących pierścienie kaldnes jako nośnik biofilmu. Badania prowadzone były zarówno w układach dwustopniowych jak i jednostopniowych. Jednym z wniosków uzyskanych w tych badaniach było określenie procesu nitryfikacji jako tego procesu, który limituje szybkość całkowitej reakcji. Badano także zarówno usuwanie azotu z wód osadowych z odwadniania osadów ściekowych, jak i odcieków składowiskowych. Następnie badania były ukierunkowane na badanie procesu jednostopniowego w układach SBR oraz na określenie czynników limitujących proces. Określono m.in. że czynnikiem hamującym proces jest w głównej mierze wolny amoniak.

An alternative to classic nitrification/denitrification process can be a combination of partial short-cut nitrification and discovered several years ago Anammox process. The main advantages of this process compared to the conventional nitrification/denitrification are: decrease of the aeration costs by almost 60%, low sludge production, and no need for external organic carbon source addition (Anammox process) and the CO2 emission is reduced by 90%. Environmental Biotechnology Department is engaged in research on this process since 2003. Initially, the process was studied in membrane bioreactors. Then, in collaboration with the Royal Institute of Technology (KTH) in Stockholm we studied the process in moving bed biofilm reactors (MBBR) using Kaldnes K1 as a carrier material for biofilm growth. The process was tested as a two-stage process as well as a one-stage process. The nitrification process was determined as a bottleneck of the overall process rate. The nitrogen removal was studied both from reject water after dewatering of digested sludge and form landfill leachate. Then the studies were focused on the study of single-stage process in SBR. It was also showed that the process is strongly affected by free ammonia.