Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fermentacja kwaśna osadów wstępnych poddanych sonifikacji

Pastuszka M., Grosser A., Kamizela T.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 3

343--357

EN

Organic carbon is the main source of energy and matter necessary for the development of micro-organisms. Removing the suspension from the wastewater in the primary settling tank causes a reduction in the concentration of organic compounds and their hydrolysis products including volatile fatty acids (VFA). As a result, the ratio of organic matter to nitrogen and phosphorus in wastewater after sedimentation is lower than in raw wastewater. Volatile fatty acids, especially acetic acid, are the most desirable and assimilable form of organic carbon. In biological wastewater treatment processes, the content of easily biodegradable organic carbon significantly influences the rate and efficiency of denitrification and dephosphorylation. There are a many of solutions that increase the content of organic matter, including VFA, in wastewater. The basic solutions include sedimentation time reduction, and in particular the use of the concepts of active primary settling tank with acid fermentation process. Other technological solutions are based on the use of acid fermentation in fermentors or special thickeners. The rate of acid fermentation process, leading to the formation of VFA is dependent on many factors. The basic limiting factors include content of biodegradable organic substance and temperature. The aim of the study was to evaluate the possibility of using sonication to intensify the production of volatile fatty acids from primary sludge in acid fermentation. The aim of the study was also to determine the combined effect of sonication time (sonication energy) and temperature of acid fermentation on the yield of volatile fatty acids. During the study, VFA generation was inhibited by the increase in sonication energy. The most effective acid fermentation, due to the production of LKT, was carried out under conditions of psychrophilic temperature i.e. 20°C.

PL

Węgiel organiczny stanowi podstawowe źródło energii i materii, niezbędne do rozwoju mikroorganizmów. Usunięcie zawiesin ze ścieków w osadniku wstępnym powoduje zmniejszenie stężenia nie tylko związków organicznych, ale również produktów ich hydrolizy, w tym lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). W efekcie w ściekach poddawanych sedymentacji stosunek stężeń substancji organicznych do ilości azotu i fosforu jest mniejszy niż w ściekach surowych. Lotne kwasy tłuszczowe, a zwłaszcza kwas octowy, stanowią najbardziej pożądaną i przyswajalną formę węgla organicznego. W procesach biologicznego oczyszczania ścieków zawartość łatwoprzyswajalnego węgla organicznego istotnie wpływa na szybkość i efektywność denitryfikacji i defosfatacji. Znanych jest szereg rozwiązań zwiększających zawartość substancji organicznej, w tym LKT, w ściekach. Do podstawowych zalicza się skrócenie czasu sedymentacji, a zwłaszcza zastosowanie aktywnego osadnika wstępnego wykorzystującego proces fermentacji kwaśnej. Inne rozwiązania technologiczne bazują na wykorzystaniu procesu fermentacji kwaśnej osadów wstępnych prowadzonej w fermentorach lub zagęszczaczo--fermentorach. Szybkość procesu fermentacji kwaśnej, prowadzącego do powstania LKT, jest zależna od wielu czynników. Do podstawowych czynników limitujących zalicza się m.in. zawartość podatnej na rozkład biochemiczny substancji organicznej oraz temperaturę. Celem badań była ocena możliwości zastosowania dezintegracji ultradźwiękowej (sonifikacji) do intensyfikacji wytwarzania lotnych kwasów tłuszczowych z osadów wstępnych w procesie fermentacji kwaśnej. Cel pracy obejmował również określenie łącznego wpływu temperatury fermentacji kwaśnej oraz czasu sonifikacji (energii sonifikacji) na wydajność generacji lotnych kwasów tłuszczowych. Podczas badań zaobserwowano zahamowanie generacji LKT w wyniku wzrostu energii sonifikacji. Najbardziej efektywną, z uwagi na produkcję LKT, fermentację kwaśną osadów wstępnych przeprowadzono w warunkach temperatury psychrofilowej, tj. 20°C.

2

Fermentacja metanowa osadów ściekowych hydrolizowanych termochemicznie

Myszograj S.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2007

|

T. 10, nr 2

141-152

PL

Enzymatyczna hydroliza (upłynnianie) nierozpuszczalnych polimerów organicznych do form rozpuszczalnych dostępnych dla mikroorganizmów limituje szybkość procesów biochemicznego rozkładu substratów organicznych. W procesie fermentacji metanowej fazami ograniczającymi szybkość beztlenowego rozkładu biofrakcji są faza hydrolizy i metanogeneza. Zastosowanie wstępnej obróbki osadów ściekowych przez wykorzystanie wysokich temperatur lub/i reagentów chemicznych do rozbicia pojedynczych i zgrupowanych komórek może powodować uwolnienie wewnątrzkomórkowej materii organicznej do fazy ciekłej i większą dostępność tych substancji dla bakterii. Ciecz hydrolizatu jest bogata w związki organiczne, ponieważ węglowodany i tłuszcze przechodzą w formy łatwo rozkładalne, a białka tracą ochronną strukturę enzymatyczną. Dzięki hydrolizie uzyskuje się wyższy stopień transformacji lotnych kwasów tłuszczowych (LKT) do metanu. Skrócenie czasu fazy hydrolizy powoduje intensyfikację oraz przyspieszenie zachodzących procesów w kolejnych fazach stabilizacji beztlenowej. Przeprowadzone badania miały na celu ocenę wpływu wstępnej termicznej, chemicznej i chemiczno-termicznej hydrolizy wstępnych osadów ściekowych na proces termofilowej fermentacji metanowej. Próbki osadu wstępnego poddawano wstępnej obróbce, stosując alkalizację z wykorzystaniem NaOH do pH równego 8, 9, 12 i w zakresie niskich temperatur (60, 70, 80, 90°C). Największy udział frakcji rozpuszczonej w ChZT całkowitym, wynoszący 44%, stwierdzono dla próbek osadu wstępnego poddanego wstępnej alkalizacji i obróbce termicznej (pH = 8,90°C). Wstępnie zhydrolizowane próbki poddano procesowi fermentacji termofilowej w temperaturze 55°C w czasie 15 dób. Stwierdzono wyższą efektywność procesu fermentacji metanowej dla wstępnej termochemicznej hydrolizy osadu wstępnego niż w przypadku rozdzielenia procesów na obróbkę termiczną i chemiczną. Dla próbki zhydrolizowanej w pH = 8 i 90°C uzyskano produkcję biogazu o 1,08 razy wyższą (ok. 0,9 m3/kg s.m.o.) i wzrost udziału metanu w biogazie o 1,44 razy w porównaniu z próbką niepoddawaną wstępnej obróbce. Dla pozostałych próbek zhydrolizowanych termochemicznie efektywność procesu fermentacji była bardzo zbliżona.

EN

Biochemical decomposition of organic substrates is limited by enzymatic hydrolysis of insoluble organic polymers to soluble forms available for microorganisms. During methane fermentation process, the hydrolysis phase and methanogenesis constitute phases that limit the rate of anaerobic decomposition of biofraction. Pretreatment of sewage sludge can result in release of intracellular organic matter to liquid phase and higher accessibility of these substances to bacteria. This process involves application of high temperatures or/and chemical reagents in order to decompose single and grouped cells. As a consequence, the cellular wall is destroyed. The hydrolysate liquid is rich in organic compounds, since carbohydrates and fats are transformed into easily decomposable forms, and proteins lose the protective enzymatic Structure. Thanks to such a hydrolysis, the higher degree of transformation of volatile fatty acids (VFA) to methane is achieved. Reducing time of hydrolysis phase results in intensification and acceleration of processes occurring in consecutive phases of anaerobic stabilisation. In this article, the results of research on the influence of thermal, chemical and thermo-chemical hydrolysis of sewage sludge on the process of thermophilic methane fermentation was discussed. The series of tests were carried out, where samples of primary sludge were subjected to pre-treatment in the course of alkalisation of samples using NaOH up to pH 8, 9,12 and within the rangy of low temperatures (60, 70, 80, 90°C). The highest contribution of dissolved fraction in total COD (Chemical Oxygen Demand) equal to 44% was obtained for samples of primary sludge subjected to initial alkalisation and thermal treatment (pH 8, temp. 90°C). The initially hydrolysed samples were then subjected to the process of thermophilic fermentation at the temperature of 55°C within the period of 15 days. The higher efficiency of methane fermentation process was observed for initial thermo-chemical hydrolysis of primary sludge than in the case of diving the processes into thermal and chemical treatment. For the sample hydrolysed at pH 8 and temp. 90°C, the higher biogas production by 1.08 (ca. 0.9 m3/kg VSS (Volatile Suspended Solids)) as well as the increase of methane contribution in biogas by 1.44 were obtained, in comparison to the sample not subjected to pretreatment. For remaining thermo-chemically hydrolysed samples, the efficiency of fermentation process was very similar.

3

Pompowanie osadu

Bieniowski M., Jabłoński A., Kita M.

Forum Eksploatatora

|

2002

|

Nr 1 (6)

13-14