Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of calcium, magnesium and iron ions on the molecular mass of exoproteins during biogranulation

Kończak Beata, Miksch Korneliusz

Chemical and Process Engineering

|

2020

|

Vol. 41, nr 4

257–-266

EN

In this study, we performed the qualitative analysis of exoproteins during granule formation in the presence or in the absence of cations. The staining of thin granule cryosections showed that nucleic acids, proteins, polysaccharides and calcium cations were the dominant components of the granules. Proteins are the structural components associated with calcium ions. We determined changes in the proteomic profile and tightly bound extracellular polymeric substances (EPS) of the slime. The exopolymeric matrix containing the proteins was extracted using the Dowex resin method. Proteomic profile was analysed by SDS-PAGE method (sodium dodecyl sulphate polyacrylamide gel electrophoresis) using Coomassie blue staining in the samples of the aerobic granule matrix formed in the presence of multivalent cations and compared with that of the aerobic granules cultivated without cations. The results indicate that the granule matrix is predominantly composed of large and complex proteins that are tightly bound within the granular structure. The tightly bound extracellular polymeric substances (TB-EPS) may play a role in improved mechanical stability of aerobic granules. In the supernatant fraction of the sludge, only a small amount of free proteins in the medium molecular mass range was detected. The protein with high molecular mass ( 116 kDa) produced in the reactors with added Ca2+. Ca2+ had a considerable regulatory influence on production of extracellular proteins during aerobic granulation.

2

The effect of the excess sludge pretreatment on biogas productivity

Bernat Katarzyna, Zielińska Magdalena, Kulikowska Dorota, Cydzik-Kwiatkowska Agnieszka, Wojnowska-Baryła Irena, Waszczyłko-Miłkowska Beata, Piotrowicz Beata

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2019

|

nr 22(1)

75--86

EN

To intensify biogas production during anaerobic stabilization of organic matter in sludge, pretreatment is applied. The effect of pretreatment of excess activated sludge (AS) and excess aerobic granular sludge (GS) on biogas productivity (BP) and composition was investigated. The sludge was pretreated with homogenization (6,500 rpm for 0.5 min (H0.5) and 1 min (H1.0)) or ultrasound disintegration at 20 kHz (50% amplitude for 2 min (D50%_2.0) and 4 min (D50%_4.0), and 100% amplitude for 4 min (D100%_4.0)). BP of AS of GS without pretreatment was 603.3±5 dm3/kg TS (793.4±7 dm3/kg VS); that was 200.6±4 dm3/kg TS (480.8±6 dm3/kg VS). With disintegration, the BP of AS increased by 7.8% (650.4±10 dm3/kg TS) (D50%_2.0) and 16.1% (700.6±11 dm3/kg TS) (D100%_4.0), and that of GS increased by 7.0% (214.0±5 dm3/kg TS) (D50%_2.0) and 16.0% (232.8±5 dm3/kg TS) (D100%_4.0). With homogenization, BP increased by 2.0-3.0% (AS) and 1.6-3.2% (GS).

3

Biogranulation and Physical Properties of Aerobic Granules in Reactors at Low Organic Loading Rate and with Powdered Ceramsite Added

Czarnota Joanna, Masłoń Adam

Journal of Ecological Engineering

|

2019

|

Vol. 20, nr 9

202--210

EN

In wastewater treatment, aerobic granular sludge (AGS) technology is a relatively new alternative to the activated sludge method. The biogranulation of biomass ensues when appropriate environmental conditions in a reactor are ensured, and one of the factors determining this is the organic loading rate (OLR). As a literature review suggests, the optimal values of OLR for AGS technology are in the range of 2.50–7.50 g COD/(dm3∙d), the aim of the work detailed here was to evaluate the impact of powdered ceramsite on biogranulation in two Granular Sequencing Batch Reactors (GSBRs) in which OLR was equal to just 2.10 g COD/(dm3∙d) (R1) and 1.0 g COD/(dm3∙d) (R2). The research was carried out in laboratory scale with using synthetic wastewater containing different concentration of organic compounds. In the course of the research, a more intensive process of biogranulation was noted in reactor R1, and mean diameters of granules on the last day of experimentation were 962 and 274 µm for R1 and R2, respectively. While the organic loading rate equal to 2.10 g COD/(dm3∙d) could allow granule formation, the results also pointed that lower food-to-microorganism (F/M) ratios favour biogranulation. This parameter was indirectly affected by the application of powdered ceramsite, because the powdered material improved the sludge sedimentation properties (average values of SVI30 being 30.1±12.8 and 36.9±10.9 cm3/g). The result of this was more-limited leaching of biomass from reactors (with average values for MLVSS at 4.37±1.23 and 3.03±0.67 g/dm3).

4

The performance of extracellular polymeric substance (EPS) on stability of Aerobic granular sludge (AGS)

Na Hamiruddin, Na Awang, Mg Shaaban

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2019

|

Vol. 29, no. 3

60--69

EN

Various article which indicating the Aerobic granular sludge (AGS) instability, particularly in prolonged phase operating duration become a significant obstacle to its implementation. Generally, prolonged the operation period will lost its stability that can degrade performance effectiveness. As AGS stabilization in hydrodynamic shear force and resisting mass transfer resistance within the reactor generally defined or evaluated by microbial community, bioactivity, extracellular polymeric substance (EPS) structure and granular aspect. The aim of this research in order to illustrate the EPS formation on AGS which is preserved at 4°C in sequencing batch reactor (SBR) by sewage for eight months. The effective of granulation method and redevelopment of AGS stability by particular pressure produced with several hydrodynamic shear force and mass transfer resistance which controlled by low organic loading rate (OLR) between 0.26 and 0.81 kg CODs/m³ d with 1.33 cm/s of superficial air velocity (SAV). The confocal laser scanning microscope (CLSM), Fourier transform infrared (FTIR), and energy dispersive X-ray spectrometer (EDX) were implemented to notice the evolution in composition of EPS that revealed the intermolecular interaction helped the aerobic granule stability as seed to achieved the performance of EPS on stability of AGS.

5

Tlenowy osad granulowany jako efektywna technologia usuwania bisfenolu A (BPA)

Cydzik-Kwiatkowska A., Zielińska M., Bernat K., Bułkowska K., Wojnowska-Baryła I.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 5

242--244

PL

Jednym z kierunków intensyfikacji biologicznego oczyszczania ścieków w warunkach tlenowych jest wykorzystanie technologii osadu granulowanego. W pracy przedstawiono możliwości wykorzystania reaktorów z tlenowym osadem granulowanym do usuwania ze ścieków mikrozanieczyszczenia endokrynnego, jakim jest bisfenol A (BPA). Uzyskane rezultaty wskazują, że granule tlenowe mają bardzo duży potencjał eliminacji BPA ze ścieków. Wyniki badań mają charakter poznawczy i utylitarny i mogą stanowić podstawę do projektowania układów technologicznych umożliwiających intensyfikację procesów oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości bisfenolu A.

EN

One of the directions of intensification of biological wastewater treatment in aerobic conditions is the application of granular sludge. This paper presents the possibilities of using reactors with aerobic granular sludge for removal of an endocrine-disrupting micropollutant - bisphenol A (BPA). It was shown that aerobic granules have a very high potential for elimination of BPA from wastewater. The results of the research have both theoretical and applied aspects and may form the basis for the design of technological systems for efficient treatment of wastewater with high levels of bisphenol A.

6

Rozwój technologii tlenowego granulowanego osadu

Kończak B.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 12

487--490

PL

Technologia tlenowego granulowanego stanowi innowacyjne rozwiązanie dla kompaktowych oczyszczalni ścieków. Stosowanie technologii granulowanego osadu pozwala na zmniejszenie zużycia energii i kosztów eksploatacyjnych. Technologia ta wymaga też mniejszej powierzchni pod zabudowę. Artykuł prezentuje krótki przegląd informacji o pierwszych instalacjach tlenowego granulowanego osadu w skali laboratoryjnej, pilotowej, demonstracyjnej i technicznej.

EN

Aerobic granular sludge process is an innovative technology for compact wastewater treatment plants. The application of this technology allows to reduce the energy consumption and operating costs. This technology requires also smaller footprint. This article presents information about first installations of aerobic granular sludge in a pilot, demonstration and full scale.

7

Zastosowanie substancji pylistych w technologii tlenowego osadu granulowanego

Czarnota J., Tomaszek J. A., Masłoń A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 11

407--412

PL

Praca stanowi studium literatury w zakresie oceny wpływu substancji pylistych na technologię tlenowego osadu granulowanego (Aerobic Granular Sludge - AGS). Zakres opracowania obejmuje analizę właściwości fizyko-chemicznych zastosowanych materiałów pylistych, ocenę wpływu substancji pylistych m.in. na właściwości sedymentacyjne tlenowego osadu granulowanego oraz na sam proces biogranulacji, jak również porównanie efektywności oczyszczania ścieków w układach z dodatkiem i bez dodatku substancji pylistej. Zwrócono również uwagę na przyjęte w pracach parametry technologiczne reaktorów i ich wpływ na proces biogranulacji. W oparciu o przegląd literatury stwierdzono, że w zakresie poszukiwania niekonwencjonalnych metod wspomagania technologii tlenowego osadu granulowanego, istotną rolę spełniają substancje pyliste.

EN

This paper is a study of literature in the field of evaluation of impact powdered substances on aerobic granular sludge technology (Aerobic Granular Sludge - AGS). The scope of the study includes an analysis of physico-chemical properties of the used powdered materials, evaluation of powdered materials impact on among others the sedimentation properties and biogranulation process itself, as well as comparison of the wastewater treatment efficiency in systems with and without addition of powdered material. Attention was also paid to the of technological parameters of reactors adopted in the publications and their impact on the biogranulation process. Based on the literature review it has been found, that in the search for unconventional methods of supporting aerobic granular sludge technology, an important role is played by powdered substances.

8

Tlenowy osad granulowany - alternatywa dla klasycznego osadu czynnego

Podedworna J., Sytek-Szmeichel K., Augustyniak P.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2016

|

Nr 4

142--148

PL

Badania nad tlenowym osadem granulowanym rozpoczęto w latach 90. XX wieku i od tego czasu były prowadzone w skali laboratoryjnej w reaktorach porcjowych przez wielu badaczy. Artykuł jest próbą (podjętą w oparciu o studia literaturowe) zwięzłego przedstawienia tej przyszłościowej technologii, która po wielu latach badań teraz doczekała się swoich pierwszych zastosowań w skali technicznej. Osad granulowany uważa się za skutek procesu samo-immobilizacji mikroorganizmów, która przebiega bez stosowania materiału nośnikowego. W opracowaniu zaprezentowano nie tylko właściwości tlenowego osadu granulowanego (takie jak: wysoka szybkość sedymentacji, długi czas zatrzymania, duża aktywność i odporność na wysokie obciążenie ładunkiem) oraz zalety tej technologii (układ kompaktowy z wysokim stężeniem biomasy, wysoka efektywność usuwania biogenów, redukcja dużych osadników i dużych powierzchni niezbędnych do oczyszczania ścieków), ale także główne koncepcje mechanizmów granulacji i czynniki warunkujące przebieg tego procesu (obciążenie reaktora, hydrodynamiczne siły ścinające, hydrauliczny czas zatrzymania, głód substratowy w warunkach tlenowych, współczynnik wymiany w SBR etc.). Omówiono także pierwszą opatentowaną technologię tlenowego osadu granulowanego zastosowaną w skali technicznej w wielu krajach, w tym także w Polsce (Nereda®), oraz nowy typ reaktora przepływowego pracującego z tlenowym osadem granulowanym (Reverse Flow Baffled Reactor - reaktor przegrodowy ze zmiennym kierunkiem przepływu).

EN

Researches on the aerobic granular sludge started in the nineties of the 20th century and since that time were conducted in lab scale sequencing batch reactors (SBRs) by many researchers. The work is an attempt (based on a literature study) to concisely present this forward-looking technology, which after many years of research has now its first applications on a technical scale. The sludge granulation is considered to be a result of a microbial self-immobilization process, as no carrier material is used. The paper presents not only the granular sludge characteristics (such as: high settling velocities, high biomass retention, high activity and ability to withstand high loading rates) and advantages of this technology (compact system with high biomass concentration, high efficiency of nutrient removal, reducing large settling tanks and large surface areas for wastewater treatment), but also the main concepts of granulation mechanisms and the factors determining the course of granulation process (loading rates, hydrodynamic shear force, hydraulic retention time, aerobic starvation, exchange ratios in SBR etc.). Moreover, the first aerobic granular sludge technology used on a technical scale in several countries, including Poland (Nereda®), and a novel type of continuous flow reactor operating with aerobic granular sludge (Reverse Flow Baffled Reactor) are discussed.

9

Zastosowanie oraz perspektywy rozwoju technologii granulacji tlenowej w oczyszczaniu ścieków

Cydzik-Kwiatkowska A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2014

|

Nr 38

156--166

PL

W ostatnich latach są prowadzone badania nad granulacją biomasy w warunkach tlenowych zarówno w skali laboratoryjnej, jak i technicznej. Granule tlenowe to zwarte, sferyczne zbiorowiska mikroorganizmów, powstające w wyniku samorzutnej immobilizacji. Biomasę granulowaną wyróżniają bardzo dobre właściwości sedymentacyjne, długi wiek osadu oraz możliwość symultanicznego usuwania biogenów w strukturze granuli, co pozwala efektywnie oczyszczać ścieki w pojedynczym reaktorze. W pracy przedstawiono informacje o formowaniu, morfologii i strukturze gatunkowej granul, jak również przytoczono przykłady zastosowania tlenowej biomasy granulowanej do oczyszczania ścieków, w tym zawierających wysokie stężenia związków azotu czy związki toksyczne. Technologia granul tlenowych przedstawiona została jako atrakcyjna ekonomicznie i środowiskowo alternatywa dla systemów opartych o klasyczny osad czynny lub błonę biologiczną. W pracy zaprezentowano dane o instalacjach z granulami tlenowymi w skali technicznej na świecie oraz przedstawiono możliwości zastosowania technologii w warunkach krajowych.

EN

Recently an extensive studies have been carried out on aerobic granular sludge technology in both laboratory and technical scale. Aerobic granules are compact, spherical microbial consortia created by a spontaneous immobilization. Amongst their advantages are a very good settling ability, long biomass age and simultaneous pollutant removal in the granule structure that enables full biological treatment of wastewater in a single reactor. This review outlines up-to-date information on granule formation, morphology, microbial structure as well as on the applications of aerobic granular sludge technology for wastewater treatment including the treatment of high-nitrogen wastewater with a low COD/N ratio and wastewater of high toxicity. Aerobic granular sludge technology is presented as both environmentally and financially attractive alternative to wastewater treatment systems based on activated sludge or biofilm. This paper also reports on already existing full-scale installations in world and seeks to explore the potential of aerobic granular sludge within the Polish conditions.

10

Efektywność oczyszczania ścieków w sekwencyjnych reaktorach porcjowych z tlenowym osadem granulowanym

Czarnota J., Tomaszek J., Miąsik M., Zdeb M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2014

|

Nr 5

187--190

PL

Tlenowy osad granulowany charakteryzuje się wysokim stężeniem biomasy, dobrymi właściwościami sedymentacyjnymi, długim czasem retencji oraz nie wykazuje pęcznienia. Sekwen-cyjne reaktory porcjowe GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor) mają wiele zalet, które wynikają z właściwości granul. Jedną z nich jest możliwość symultanicznego usuwania związków węgla, azotu i fosforu ze ścieków. W artykule zaprezentowano analizę wyników badań wstępnych w zakresie oczyszczania ścieków w sekwencyjnym reaktorze porcjowym z tlenowym granulowanym osadem czynnym.

EN

Aerobic granular sludge has a high biomass concentration, good sedimentation properties, long retention time and does not exhibit sludge bulking. Granular Sequencing Batch Reactors (GSBR) have many advantages that result from the properties of the granules. One of them is the possibility of simultaneous removal compounds of carbon, nitrogen and phosphorus from wastewater. This paper presents an analysis of the results of preliminary tests of wastewater in a sequential batch reactor with aerobic granular sludge.

11

Tlenowy osad granulowany – charakterystyka czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych

Czarnota J., Tomaszek J.A., Miąsik M., Zdeb M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 3

161--171

PL

Podczas konferencji „1st IWA - Workshop Aerobic Granular Sludge”, która odbyła się w Monachium w 2005 r., tlenowy osad granulowany zdefiniowano jako agregaty pochodzenia mikrobiologicznego, które nie koagulują w wyniku zmniejszenia siły hydrodynamicznej ścinania oraz sedymentujące znacznie szybciej niż kłaczki osadu. Systemy GSBR mają wiele zalet wynikających z właściwości granul, które charakteryzują się dobrymi właściwościami sedymentacyjnymi, długim czasem retencji oraz nie wykazuje pęcznienia. Dotychczasowe badania wykazały, że na proces tlenowej granulacji głównie wpływa: konfiguracja reaktora, środowisko i warunki jego pracy. Formowanie tlenowych granul jest procesem złożonym i kontrolowanym przez kilka czynników, z wyjątkiem konfiguracji reaktora, są to: warunki „uczta-głód”, kompozycja pożywki, obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń oraz siły hydrodynamiczne. W pracy przedstawiono wyniki badań oraz charakterystykę czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor). Na podstawie literatury dobrano optymalne dla procesu granulacji wartości współczynnika dekantacji, prędkości przepływu powietrza oraz ilości tlenu rozpuszczonego, co umoŜliwiło zbadanie wpływ stosunku wysokości do szerokości reaktora (H/D – height/diameter) na proces granulacji tlenowego osadu czynnego. Zastosowane parametry technologiczne pracy reaktorów umożliwiły proces granulacji tlenowego osadu czynnego, a struktura granul pozwoliła uzyskać wyższe stężenie biomasy w reaktorach.

EN

In 2005, the International Water Association (IWA - Workshop Aerobic Granular Sludge) held the first session of aerobic granular sludge seminars at the Technical University of Munich in Germany, and a clear definition of aerobic granular sludge was established, i.e. granules making up aerobic granular activated sludge are to be understood as aggregates of microbial origin, which do not coagulate under reduced hydrodynamic shear, and which settle significantly faster than activated sludge flocs. SBR systems that use granular sludge have many advantages that arise from the properties of the granules: a good settling property, a long sludge retention time and no sludge bulking was observed with the aerobic granular sludge. To date, the published literature has indicated that aerobic granulation is mainly dependent on reactor configuration, environmental and operational conditions. The formation of aerobic granules is a complex process controlled by several factors: aerobic starvation, composition of the medium, organic loading rate and hydrodynamic forces. The paper presents the results of research and characteristics of factors which affects the granulation process in the sequencing batch reactors GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor). In order to ensure conditions suitable for the granulation process, based on the literature, following values have been matched: decantation, the air velocity and amount of dissolved oxygen. This allowed to examine the affect of the height and width ratio of the reactor (H/D - height/diameter) on the process of aerobic sludge granulation. The applied technological operating parameters of the reactors allowed the aerobic granulation process of activated sludge, also the structure of the granules allowed to get a higher biomass concentration in the reactors.