W ostatnich latach, zarówno w dużych jak i mniejszych aglomeracjach miejskich, ze względów ekonomicznych oraz z powodu przekształceń gospodarczo-przemysłowych zużycie wody jest znacznie mniejsze, niż pierwotnie zakładano w szacunkach i wytycznych do projektowania oczyszczalni ścieków. Równocześnie rozwój innowacyjnych technologii środowiskowych pozwala na modyfikację wybranych węzłów technologicznych w oczyszczalniach ścieków, szczególnie w zakresie usuwania azotu. Optymalizacja energochłonnej nitryfikacji/denitryfikacji oraz stosowanie procesów nowej generacji wykorzystujących skróconą ścieżkę przemiany azotu w bocznych ciągach technologicznych to nowe kierunki i strategie redukcji stężeń azotu w oczyszczalniach ścieków. W publikacji opisano wpływ dodatkowego ładunku azotu zawracanego do głównego ciągu technologicznego z odciekami z odwadniania przefermentowanych osadów na proces technologiczny w oczyszczalni ścieków „Śródmieście” w Zabrzu. Opisano krótko, jakie ten fakt generuje problemy eksploatacyjne oraz jakie są i mogą być zastosowane środki zaradcze pozwalające na dotrzymanie parametrów jakości ścieków oczyszczonych.
EN
In recent years, both in large and smaller urban agglomerations, both for economic reasons and due to economy-industrial transformations, water consumption is significantly smaller than was originally assumed in estimates and design specifications for wastewater treatment plants. At the same time, the development of innovative environmental technologies has allowed the modification of selected technological units in wastewater treatment plants, especially in the field of nitrogen removal. The optimization of energy-consuming nitrification/denitrification and the application of new generation processes using shortened nitrogen transformation pathways in side-stream process lines are new directions and strategies for the reduction of nitrogen concentrations in wastewater treatment plants. The publication describes the influence of an additional load of nitrogen returned to the main technological line with effluents from the dewatering of fermented sludge on the technological process in the wastewater treatment plant “Śródmieście” in Zabrze city. It is briefly shown which problems it causes and what countermeasures are and can be applied to maintain the quality parameters of treated wastewater.
Providing external sources of carbon to the treated wastewater often becomes necessary to achieve high efficiencies of wastewater treatment plants. The use of conventional sources of carbon brings high operating costs for wastewater treatment plants. This has become a prerequisite for the exploration of other, alternative, sources of organic carbon. The aim of the research was to confirm the effectiveness of the use of waste products, for example molasses, in the denitrification process, as well as to determine their influence on the rate of changes in pollutant concentrations during wastewater treatment. The studies were carried out during the process of municipal sewage treatment in two independent SBR-type activated sludge chambers on a laboratory scale. A single reactor operating cycle lasted 6 hours and included the following phases: wastewater supply (2 min), mixing (anaerobic) (60 min), aeration (210 min), sedimentation (60 min) and decantation (30 min). Molasses was added to one of the chambers in each cycle twenty minutes after filling the wastewater as a source of easily assimilable organic compounds. The use of a waste external carbon source during treatment of municipal wastewater resulted in a higher efficiency of removing nitrogen forms than in the control reactor while maintaining a high efficiency of removing organic compounds. The use of molasses during wastewater treatment resulted in an increased removal rate during waste water treatment. The rate of NUR denitrification in the molasses reactor increased by 2.48 mg N/dm3∙h compared to the control SBR. Molasses as a waste product can be successfully used as an external carbon source in the denitrification process.
PL
Dostarczanie do oczyszczanych ścieków zewnętrznych źródeł węgla często staje się niezbędne do osiągnięcia wysokiej wydajności oczyszczalni ścieków. Wykorzystywanie konwencjonalnych źródeł węgla niesie za sobą wysokie koszty eksploatacyjne oczyszczali ścieków. Stało się to przesłaną do poszukiwań do innych, alternatywnych źródeł węgla organicznego. Celem prowadzonych badań było potwierdzenie skuteczności stosowania produktów odpadowych na przykładzie melasy w procesie denitryfikacji, a także określenie ich wpływu na szybkość zmian stężenia zanieczyszczeń podczas oczyszczania ścieków. Badania prowadzono podczas procesu oczyszczania ścieków komunalnych w dwóch niezależnych komorach osadu czynnego typu SBR w skali laboratoryjnej. Pojedynczy cykl pracy reaktora trwał 6 godzin i obejmował fazy: doprowadzenia ścieków (2 min), mieszania (beztlenowa) (60 min), napowietrzania (210 min), sedymentacji (60 min) i dekantacji (30 min). Do jednej z komór w każdym cyklu po dwudziestu minutach od napełnienia ścieków dodawano melasę jako źródło łatwo przyswajalnych związków organicznych. Zastosowanie odpadowego zewnętrznego źródła węgla podczas oczyszczania ścieków komunalnych przyczyniło się do wyższej skuteczności usuwania form azotu niż w reaktorze kontrolnym przy zachowaniu wysokiej efektywności usuwania związków organicznych. Zastosowanie melasy podczas oczyszczania ścieków spowodowało zwiększenie szybkości usuwania zanieczyszczeń podczas oczyszczania ścieków. Szybkość denitryfikacji NUR w reaktorze z melasa wzrosła o 2,48 mg N/dm3∙h w porównaniu do SBR kontrolnego. Melasa jako produkt odpadowy z powodzeniem może być stosowany jako zewnętrzne źródło węgla w procesie denitryfikacji.
The article presents the effectiveness of the N, P, C (nitrogen, phosphorus and carbon) removal from sewage with the use of molasses as an external carbon source (ECS). The research was carried out during the wastewater treatment processes in two SBR-type activated sludge reactors. A cycle of the SBR operation lasted 360 minutes and included the following phases: wastewater supply (2 min), anaerobic (60 min), aeration (210 min), sedimentation (60 min) and decantation (30 min). After twenty minutes of the wastewater supply, molasses was added to one of the reactors in the cycle, as a source of easily available organic compounds. The conducted tests showed that the use of molasses as an ECS during wastewater treatment resulted in higher nitrogen removal efficiency in comparison with the reactor without ECS. The wastewater treatment in the SBR without the addition of ECS resulted in a total nitrogen removal of 80% and ammonium nitrogen of 95.9%, whereas the wastewater treatment in the reactor with the addition of molasses resulted in the removal of total nitrogen at 90.3% and ammonium nitrogen at 97.3%. Despite the increase in the final nitrate concentration in both SBRs, the nitrate concentration in the reactor using an external carbon source was lower by as much as 4.5 mg N/dm3. The COD fractions and their changes in wastewater were determined in order to find out their quantitative and percentage share. Determination of the COD fraction allows assessing the susceptibility of wastewater to biological treatment, additionally indicating the impurities that are difficult to decompose, which reduce the effectiveness of biological wastewater treatment. Introduction of ECS in the form of molasses to municipal wastewater caused an increase in the SS fraction by 9 mg O2/dm3, thus increasing the percentage of the readily biodegradable dissolved organic compounds by about 10%. The increased amount of easily available carbon compounds has contributed to the increase of the denitrification rate. In the initial phase of denitrification with the addition of ECS in the form of molasses, an acceleration in the removal of nitrogen compounds by 2.48 mg N∙dm3/h compared to the control reactor, was observed.
Supplying external carbon sources to treated wastewater is often necessary to achieve high efficiency by wastewater treatment plants that must meet very strict requirements for reducing the nitrogen concentration. The use of conventional carbon sources brings high operating costs for wastewater treatment. It became a reason to look for other, alternative sources of organic carbon. The paper presents the effectiveness of nitrogen removal from wastewater with the use of glycerol as an external carbon source. The research was carried out during the municipal wastewater treatment process in two independent SBR-type activated sludge chambers on a laboratory scale. A single cycle of the reactor operation lasted 6 hours and included the following phases: sewage supply (2 min), mixing (anaerobic) (60 min), aeration (3.5 hours), sedimentation (1 hour) and decantation (0.5h). To one of the chambers in each cycle, after twenty minutes of the sewage supply, glycerol was added as a source of easily available organic compounds. Tests have shown that the use of glycerol as an external carbon source during wastewater treatment resulted in higher nitrogen removal efficiency than in the reactor where no external carbon source support was applied with a low level of COD value in treated wastewater. Wastewater treatment in the reactor without the addition of a carbon source resulted in the total nitrogen removal in 87.8% and ammonium nitrogen in 96.5%, whereas wastewater treatment in the reactor with the addition of glycerol resulted in the removal of total nitrogen in 93.6% and ammonium nitrogen in 98.8%. Despite the increase in the final nitrate concentration in both reactors, the nitrate concentration in the reactor using an external carbon source was lower by as much as 3.4 mg N/dm3. The COD fractions and their changes in wastewater were determined in order to find out their quantitative and percentage share. Determination of COD fraction allows to assess the susceptibility of wastewater to biological treatment, additionally indicating impurities that are difficult to decompose, which reduce the effectiveness of biological wastewater treatment. Introduction of an external carbon source in the form of glycerol to municipal sewage caused an increase in the SS fraction by 57 mg O2/ dm3, thus increasing the percentage of readily biodegradable dissolved organic compounds from 10% to 30%. The increased amount of easily available carbon compounds has contributed to the increase of denitrification rate. In the initial phase of denitrification with the addition of an external carbon source in the form of glycerol, an acceleration in the removal of nitrogen compounds by 1.9 mg N∙ dm3 /h compared to the control reactor, was observed.
PL
Dostarczanie do oczyszczanych ścieków zewnętrznych źródeł węgla często staje się niezbędne do osiągnięcia wysokiej efektywności oczyszczania ścieków, które muszą spełniać bardzo surowe wymagania dotyczące ograniczenia stężenia azotu. Zastosowanie konwencjonalnych źródeł węgla niesie za sobą wysokie koszty eksploatacyjne oczyszczalni ścieków. Stało się to przesłanką do poszukiwań innych, alternatywnych źródeł węgla organicznego. W artykule przedstawiono skuteczność usuwania azotu ze ścieków z wykorzystaniem gliceryny jako zewnętrznego źródła węgla. Badania prowadzono podczas procesu oczyszczania ścieków komunalnych w dwóch niezależnych komorach osadu czynnego typu SBR w skali laboratoryjnej. Pojedynczy cykl pracy reaktora trwał 6 godzin i obejmował takie fazy jak: doprowadzenie ścieków (2 min), mieszanie (beztlenowa) (60 min), napowietrzanie (3,5 h), sedymentację (1 h) i dekantację (0,5 h). Do jednej z komór w każdym cyklu po dwudziestu minutach od napełnienia ścieków dodawano glicerynę jako źródło łatwo przyswajalnych związków organicznych. Przeprowadzone badania wykazały, że zastosowanie gliceryny jako zewnętrzne źródło węgla podczas oczyszczania ścieków spowodowało wyższą skuteczność usuwania azotu niż w reaktorze, gdzie nie zostało zastosowane wspomaganie zewnętrznym źródłem węgla przy jednocześnie uzyskanym niskim poziomie wartości ChZT w ściekach oczyszczonych. W reaktorze bez dodatku źródła węgla usunięcie azotu ogólnego wynosiło 87,8% oraz azotu amonowego w 96,5%. Oczyszczanie ścieków w reaktorze z dodatkiem gliceryny spowodowało usunięcie azotu ogólnego w 93,6% oraz azotu amonowego w 98,8%. Pomimo wzrostu końcowego stężenia azotanów w obu reaktorach, w reaktorze z zastosowaniem zewnętrznego źródła węgla stężenie azotanów było niższe aż o 3,4 mg N/ dm3. Wyznaczono frakcje ChZT i ich zmiany w ściekach w celu ustalenia udziału ilościowego i procentowego. Wyznaczenie frakcji ChZT pozwala na ocenę podatności ścieków na oczyszczanie biologiczne, wskazując dodatkowo zanieczyszczenia trudno rozkładalne, zmniejszające efektywność biologicznego oczyszczania ścieków. Wprowadzenie zewnętrznego źródła węgla w formie gliceryny do ścieków komunalnych spowodowało wzrost frakcji SS o 57 mg O2/ dm3, zwiększając tym samym procentową zawartość związków organicznych rozpuszczonych łatwo biodegradowalnych z 10 do 30%. Zwiększona ilość łatwo przyswajalnych związków węgla przyczyniła się do zwiększenia szybkości denitryfikacji. W początkowej fazie denitryfikacji z dodatkiem zewnętrznego źródła węgla w postaci gliceryny zauważono przyśpieszenie usuwania związków azotu o 1.9 mg N∙ dm3 /h w porównaniu do reaktora kontrolnego.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Skuteczne usuwanie związków azotu jest jednym z głównych problemów oczyszczalni ścieków. W przypadku gdy efektywność procesu denitryfikacji jest niewystarczająca, możliwym rozwiązaniem staje się wprowadzanie zewnętrznego źródła węgla do reaktora biologicznego. Na oczyszczalni ścieków „Czajka", w latach 2015-2016, do wspomagania procesu denitryfikacji zastosowano preparaty: Brenntaplus VP3 i KemCarbo SM70. Przeprowadzona analiza jakości ścieków, z okresu prowadzenia eksperymentu, nie pozwoliła na potwierdzenie znacznego wpływu zewnętrznych źródeł węgla na skuteczność usuwania ze ścieków związków azotu, w układzie technologicznym zastosowanym na oczyszczalni „Czajka". Uzyskane wyniki mogły być skutkiem za małych dawek zastosowanych preparatów, zwłaszcza że jedynie nieznaczne podwyższono wartości ilorazu ChZT do azotu, czasami nie osiągając wartości wskazywanej za wymaganą.
EN
The effective removal of nitrogen compounds is one of the main problems of WWTPs. When the denitrification process is inefficient, it is possible to dose an external carbon source to the biological reactor. At „Czajka" WWTP the following substances were used to support the denitrification process: Brenntaplus VP3 and KemCarbo SM70. The analysis covered the influence of external carbon sources used at the WWTP on the efficiency of the denitrification process in the years 2015-2016.The conducted analysis did not confirm any significant influence of the used external carbon sources on the high efficiency of nitrogen compounds removal from sewage at the "Czajka" WWTP. The obtained results can be caused by small doses of the applied preparations. During the experiment a slight increase in COD/N ratio was obtained, sometimes without reaching the value indicated as required.
W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące stężeń frakcji ChZT w mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków o wielkości >1000 000 RLM, zlokalizowanej w Białymstoku. Dodatkowo oznaczono BZT5, azot amonowy, azotany (V), azot ogólny oraz fosfor ogólny. Analizowano próbki ścieków surowych, z komory predenityfikacji, komory defosfatacji, komory denitryfikacji w miejscu dawkowania zewnętrznego źródła węgla - Brenntaplus VP1, komory denitryfikacji w pewnej odległości od miejsca dawkowania zewnętrznego źródłem węgla oraz ścieki oczyszczone. Metodyka wyznaczania stężeń frakcji ChZT została opracowana na podstawie wytycznej ATV-131. Podczas wykonywania analizy określono następujące frakcje: nierozpuszczalnej materii organicznej, biologicznie wolno rozkładalnej (XS), rozpuszczonej materii organicznej, biologicznie łatwo rozkładalnej, (SS), nierozpuszczalnej materii organicznej, biologicznie trudno rozkładalnej (XI) i rozpuszczonej materii organiczne, biologicznie nierozkładalnej (SI). Przeprowadzona analiza pokazała, że w ściekach surowych doprowadzanych do oczyszczalni ścieków ponad 80% materii organicznej określanej jako ChZT stanowiły frakcje biologicznie rozkładalne XS i SS. Niskie stężenie udziału procentowego materii organicznej we frakcji SS oraz XS w ściekach oczyszczonych świadczy o przyswajaniu tych frakcji przez mikroorganizmy biorące udział w procesach usuwania związków azotu i fosforu. Niskie stężenie i procentowy udział materii organicznej we frakcji ChZT nierozpuszczalnej nierozkładalnej XI w ściekach oczyszczonych świadczy o wbudowywaniu jej w kłaczki osadu czynnego. Układ technologiczny oczyszczania ścieków analizowanej oczyszczalni nie miał wpływu na zmianę stężenia rozpuszczonej frakcji biologicznie nierozkładalnej SI w ściekach. Niskie stężenie azotanów (V) w ściekach oczyszczonych zostało uzyskane z powodu dawkowania zewnętrznego źródła węgla. Usuwanie zanieczyszczeń w oczyszczalni ścieków w Białymstoku przebiega prawidłowo i jest zgodne z polskimi regulacjami prawnymi.
EN
The article presents results of analysis on concentration of COD fractions in mechanical-biological treatment plant with a size > 1000 000 RLM, located in Bialystok. Additionally determined BOD5, ammonia nitrogen, nitrates (v), total nitrogen and total phosphorus. The samples were tested: raw sewage, from the chamber pre-denitrification, from chamber of phosphorus removal, from the denitrification chamber in place of the dosage of external carbon source - Brenntaplus VP1, from the denitrification chamber at a distance from the place of dosing external carbon source and samples of treated sewage. Methodology for determining the fraction of COD was developed based on the guidelines of ATV-131. During the studyidentified the followingfractions: SS – COD of soluble organic easily biodegradable substances, SI – COD of soluble organic non-biodegradable substances, XS – COD of organic slowly biodegradable suspensions, XI – COD of organic non-biodegradable suspensions. Based on the study was formed the following conclusions that in raw wastewater, the dominating percent-age was recorded for fractions of biodegrad-able contaminants (SS and XS) reaching about 80% of the total COD of sewage. Low share content of organic matter in the fraction of SS and XS treated wastewater shows the absorption of these fractions by the microorganisms involved in processes for the removal of nitrogen and phosphorus. Low content of quantitative and percentage of organic compounds in the fraction of undissolved COD irreducible XI in treated wastewater, testifies to its incorporation in activated sludge floc. The technological system of wastewater treatment plant does not change the concentration of the dissolved fraction in the wastewater biologically decomposable SI. Low concentration of nitrates (V) in the treated wastewater was obtained by dosing an external source of carbon. Removal of pollutants in waste watertreatment plant in Bialystok is correct and is in line with the requirements of Polish law.
The paper presents the efficiency of nitrogen removal from wastewater using molasses as an external carbon source. The study was conducted during the municipal wastewater treatment process in two independent activated sludge chambers of SBR type. One of the chambers contained molasses as the source of easily available organic compounds. The study showed that the use of molasses as the external carbon source during wastewater treatment resulted in a higher efficiency of nitrogen removal than in the reactor where it no support using external carbon source was applied at the same time resulting low level of the COD value in the treated wastewater.
Discharge of raw wastewater which contains nutrients (nitrogen and phosphorus) can be hazardous for environment, due to its potential to cause eutrophication, oxygen reduction, and also toxicity in water bodies. Thus, it is needed to treat polluted water in terms of nutrient removal before discharging in environment. The study was conducted in the municipal wastewater treatment plant in Koszalin. It is one of the largest facilities in the Middle Pomerania. The planned flow capacity is about 40000 3 per day. The average daily flow rate entering the plant is 20 500 3 per day. This wastewater treatment plant operates with activated sludge systems. It utilizes high efficiency system for carbon, nitrogen and phosphorous removal from municipal wastewater. Currently, the total nitrogen content in the treated wastewater is approx. 10 mg N/dm3. In order to improve the efficiency of N removal within the existing capacities, the denitrification process can be enhanced by adding external carbon sources. The article presents the technological solutions aiming to improve the quality of treated wastewater. The research has proven that the use of an external carbon source, which was a commercial product KEM-CARBO GCM95, resulted in approx. 23% reduction in total nitrogen concentrations in treated wastewater. Preparation was dosed into the chambers of the denitrification a yield of 22 dm3/h. The results of studies were conducted in 2014. External carbon source was dosed at three different times – in April, June and late August. In 2015 were repeated. The ratio of organic pollutants in wastewater COD/BOD5 was approx. 2.0. On the other hand, the high ratio of BOD5/Nog ratio > 7.0 (the entire study period), indicating good susceptibility of wastewater on biological nitrogen removal in the process of denitrification. The use of preparation KEM-CARBO GCM 95, resulted in approx. 23% reduction in total nitrogen concentrations in treated wastewater. One of the practical methods to obtain required concentration of total nitrogen in treated wastewater is to increase the degree of internal recirculation. The practical method to obtain proper concentration of total nitrogen in treated wastewater is to increase the degree of internal recirculation and uniform distribution of wastewater on biological rectors.
The object of the study presented by authors was wastewater treatment plant (W.W.T.P.) in Bialystok. This plant started to operate with aerobic sludge activated system nearly 18 years ago and now it is utilizing high efficiency system for C, N, and P removal from municipal wastewater. Flow capacity is about 70000 m3 per day. Nitrogen and phosphorus contained in treated wastewater are responsible for eutrophication process. High efficiency of its removal is very important to protect the environment. Improvement of denitrification process can be realized by using external source of carbon. To confirm usefulness and efficiency of Brenntaplus VP as an external source of carbon the cycle of research was performed in Bialystok municipal W.W.T.P. Brenntaplus VP is based on alcohol, sugar and proteins. It is safe and completely biodegradable. The process of dosing preparation is continued all year without period with temperature lower than 12°C. Research was performed from mid April till the end of October 2011. Results shown in this paper were obtained in October 2011. Samples were taken from pre-denitrification, phosphorus removal, denitrification and nitrification chambers. It was found that BOD5/COD ratio was 1,86 in raw wastewater. The study confirmed the positive impact of Brenntaplus VP1 on denitrification process. External carbon source increases the amount of nitrogen removed from wastewater and allows to achieve nitrogen concentration in the treated wastewater below 10 mg N/dm3. Final concentration of nitrogen was dependent with wastewater temperature. Obtained results also proved short adaptation time for activated sludge with Brenntaplus VP1.
W pracy przedstawiono zagadnienia związane z wykorzystaniem biomasy w postaci błony biologicznej w procesach denitryfikacji i biologicznej defosfatacji a także budowę i funkcjonowanie sekwencyjnego reaktora porcjowego z błoną biologiczną (SBBR). Specyfika budowy błony biologicznej daje możliwość występowania stref tlenowych, anoksycznych i beztlenowych w tym samym czasie i w tym samym reaktorze w zależności od profilu błony biologicznej. Stwarza to warunki do zachodzenia specyficznych procesów usuwania azotu i fosforu takich jak denitryfikacja defosfatacyjna.
EN
This manuscript describes issues linked with the use of biomass in the form of a biofilm in processes of denitrification and biological dephosphatation as well as presents the design and functioning of a sequencing batch reactor with biofilm. The specific structure of biofilm makes the occurrence of aerobic, anoxic and anaerobic zones possible in the same time in the same reactor depending on biofilm layer. It facilitates specific processes aimed at nitrogen and phosphorus removal, like denitrifying dephosphatation.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.