Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of internal recycle ratio on the denitrification process and nirS-containing bacteria of an anaerobic/anoxic/oxic (A2/O) wastewater treatment process

Yan Xu, Zheng Jiaxi, Han Yunping, Liu Jianwei, Sun Jianhui

Environment Protection Engineering

|

2019

|

Vol. 45, nr 3

87--101

EN

Internal recycle (IR) ratio is an important operation parameter for the anaerobic/anoxic/oxic (A2O) wastewater treatment process. Three laboratory-scale A2O wastewater treatment processes with IR ratios 100%, 200%, and 300% were set up to study its influence on the denitrification process and nirS gene-containing bacteria. Results showed theremoval rate of chemical oxygen demand (COD), ammonia nitrogen (NH4 +-N), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) increased at different levels as the IR rate augmented from 100% to 300%. NirS gene numbers were increased from 1.8×108 to 3.2×108 copies/g MLSS, which was positively correlated with the denitrification rate in anoxic areas. Moreover, similarities were observed in the community structures of denitrifying bacteria that contained the nirS gene under different operation modes. These results indicated that increasing the IR rate in the A2O treatment process could benefit nirS gene-containing bacteria and improve denitrification ability observably while maintaining the stability of the community structure of the system.

2

Zastosowanie zewnętrznego źródła węgla do wspomagania procesu denitryfikacji na oczyszczalni ścieków „Czajka" w Warszawie

Umiejewska K., Jęksa W., Filipowicz-Wrocławska M., Batkowski B.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2018

|

Nr 6

236--240

PL

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.

3

Badania nad elektrolitycznym wspomaganiem procesu denitryfikacji w biologicznym złożu tarczowym

Rodziewicz J., Filipkowska U., Sominka K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2010

|

Tom 12

835-846

PL

Złoża tarczowe to jedno z rozwiązań złóż biologicznych, w których błona biologiczna rozwija się na szeregu obracających się współosiowo tarcz, częściowo lub całkowicie zanurzonych w ściekach (ruch obrotowy tarcz zapewnia z jednej strony dostarczenie tlenu z powietrza, z drugiej pobór przez biomasę substratów ze ścieków). Najczęściej urządzenia te wykorzystywane są do utleniania związków węgla i wysoko efektywnej nitryfikacji. Z przeglądu piśmiennictwa wynika, że wciąż jest jeszcze niewiele rozwiązań technologiczno-technicznych umożliwiających skuteczne usuwanie w tych urządzeniach związków azotu. Powszechnie stosowanym rozwiązaniem są układy, w których na częściowo zanurzonych tarczach zachodzi nitryfikacja, podczas gdy na tarczach zanurzonych całkowicie - denitryfikacja [15, 17]. Innym rozwiązaniem jest wprowadzenie do biomasy błony biologicznej bakterii Paracoccus denitrificans (dawniej Thiosphaera pantotropha) zdolnej do symultanicznej heterotroficznej nitryfikacji i aerobowej denitryfikacji [3, 4]. Organizmy te w procesie oddychania jako ostateczne akceptory elektronów mogą wykorzystywać symultanicznie azotany i tlen, co przyczynia się do zwiększenia szybkości wzrostu tych mikroorganizmów [16]. Inną możliwością jest prowadzenie na biologicznych złożach tarczowych procesów Anammox (anaerobowe utlenianie azotu amonowego) [2, 6, 13] i CANON (całkowite autotroficzne usuwanie związków azotu przez azotyny) w warunkach ograniczonej zawartości związków węgla w oczyszczanych ściekach [2, 14, 20]. Hippen i wsp. [7], Helmer i Kunst [57] oraz Helmer i wsp. [6] udokumentowali występowanie aerobowej deamonifikacji w procesie wstępnego oczyszczania odcieków z wysypiska śmieci w Mechernich (Niemcy) przy wykorzystaniu biologicznych złóż tarczowych. Podejmowane są próby łączenia biologicznych złóż tarczowych z sekwencyjnymi biologicznym reaktorami (SBR) - sekwencyjny biologiczny reaktor z błoną biologiczną (SBBR). Główną korzyścią SBBR jest możliwość prowadzenia tlenowego usuwania związków organicznych, nitryfikacji i denitryfikacji w jednym reaktorze pracującym w 5-fazowym cyklu [10]. Kolejnym korzystnym rozwiązaniem może być zastosowanie zjawiska przepływu prądu elektrycznego na biologicznych złożach tarczowych. W niektórych gałęziach przemysłów takich jak: wytrawianie metali, produkcja nawozów sztucznych czy produkcja materiałów wybuchowych powstają ścieki o dużym stężeniu azotanów V, a małym stężeniu związków organicznych [19]. Do procesu denitryfikacji tego rodzaju ścieków konieczne jest dodawanie zewnętrznego źródła donora elektronów, jakim może być gazowy wodór, którego zaletą jest niska rozpuszczalność i brak konieczności wtórnego usuwania jego nadmiaru. Sakakibara i wsp. [11, 12] zaproponowali bio-elektrochemiczny reaktor, w którym denitryfikacyjna błona biologiczna jest unieruchomiona na katodzie, na powierzchni której, w wyniku elektrolizy wody, powstaje gazowy wodór wykorzystywany do redukcji azotanów. Z przeglądu piśmiennictwa wynika, że wciąż jest niewiele skutecznych rozwiązań technologiczno-technicznych umożliwiających usuwanie związków azotu na biologicznych złożach obrotowych. Dlatego podjęto badania nad połączeniem procesów elektrochemicznych, powstających podczas przepływu prądu elektrycznego w środowisku ściekowym, z procesami biologicznymi, zachodzącymi na biologicznym złożu tarczowym. Krzemieniewski i Rodziewicz [8] prowadzili badania nad połączeniem procesów elektrochemicznych, powstających podczas przepływu prądu elektrycznego w środowisku ściekowym, z procesami biologicznymi, zachodzącymi na biologicznym złożu tarczowym. W założeniach technologicznych przyjęto, że podczas przepływu prądu elektrycznego nastąpi proces usuwania azotu, ponieważ na powierzchni katody w procesie elektrolizy wody powstaje gazowy wodór, który wykorzystywany jest jako źródło donora elektronów przez mikroorganizmy autotroficzne w procesie denitryfikacji. W omawianym układzie zachodził proces symultanicznej nitryfikacji i denitryfikacji dzięki tworzeniu obszarów aerobowych i anoksycznych. Środowisko anoksyczne powstawało w głębszych obszarach aerobowej błony biologicznej z powodu ograniczenia penetracji tlenu. Celem badań było określenie efektywności procesu elektrolitycznie wspomaganej denitryfikacji w czterostopniowym biologicznym złożu tarczowym przy zmiennym stosunku ChZT/Nog.

EN

Favourable solution may be use of electric current flow phenomenon on rotating biological contactor. In some branches of industry such as: metal etching, production of fertilizers and explosives manufacturing wastewater with high concentrations of nitrates V, and low concentrations of organic compounds is produced [19]. Denitrification process of such type of wastewater requires adding an external source of electron donor, such as hydrogen gas. Its low solubility and no need for secondary removal of its excess are its advantages. Sakakibara et al [11, 12] proposed a bio-electrochemical reactor, in which the denitrifying biological membrane is immobilized on cathode. On its surface, as a result of water electrolysis, the hydrogen gas is formed which is used to reduce nitrates. The review of the literature shows there is little effective technological and technical solutions enabling the removal of nitrogen compounds in rotatingbiological contactors. Therefore, studies were undertaken on a combination of electrochemical processes, occurring during flow of electric current in the wastewater environment with biological processes, occurring in the rotating biological contactor. Subject of this study is research into synthetic wastewater treatment on the four-stage rotating electrobiological contactor (REBC) in two runs. Run I was made with the COD/TN ratio equal to 12, run II - with the COD/TN ratio equal to 6. In both runs were used contactor I, under conventional conditions (lack of current flow), and contactor II which worked in conditions of current flow with density of 14 mA/m 2. In contactor II disks made of stainless steel with immobilized biological film served as a cathode, whereas an electrode made of aluminum- as an anode. Research has shown that process of removal nitrogen compounds was more effective in system with current flow, then efficiency of nitrification process was equal to 92,79% (run I) and 95,4% (run 2), and efficiency of denitrification process was equal to 58,91% (run 1) and 50,95% (run 2). More effective removal of nitrogen compounds in the denitrification process was obtained as a result of the simultaneous use as an energy source, hydrogen gas produced by electrolysis of water and organic matter contained in the treated wastewater.

4

Generowanie lotnych kwasów tłuszczowych ze strumienia ścieków surowych oraz niektóre problemy ścieków dowożonych taborem asenizacyjnym

Malej J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2001

|

Tom 3

103-128

PL

Podstawy technologiczne generowania lotnych kwasów tłuszczowych. Kluczową rolę w określaniu sprawności procesów denitryfikacji oraz skuteczności usuwania fosforu metodami mikrobiologicznymi ogrywają łatwo przyswajalne związki a zwłaszcza lotne kwasy tłuszczowe i ich sole [1]. W wysokosprawnych oczyszczalniach ścieków projektowane są różne schematy rozwiązań technicznych fermentacji kwaśnej z wykorzystaniem osadów wstępnych przedstawione na rys. 1 [2]: osadnik wstępny z recyrkulacją osadów, osadnik wstępny z płukaniem osadów, fermenter z pełnym wymieszaniem, jednostopniowy fermenter - zagęszczacz, dwustopniowy fermenter - zagęszczacz o pełnym wymieszaniu. Prowadzone są badania mające na celu generowanie lotnych kwasów tłuszczowych z zastosowaniem termofilowej fermentacji osadu - przy minimalnym stężeniu tlenu rozpuszczonego. Proces okazał się bardzo wydajny (3500÷4000 mg LKT/dm3), przy potencjale redox -200 mV i czasie zatrzymania hydraulicznego do 24 godzin. Według literatury źródłowej [3] lotne kwasy tłuszczowe (organiczne) stanowią 3,5÷6,4% suchej masy osadów wstępnych. Na uwagę zasługuje fakt, że LKT nie stwierdza się w świeżym osadzie czynnym, gdyż kwasy organiczne jako substrat łatwo przyswajalny ulegają szybko wykorzystaniu w przemianach biochemicznych. O uaktywnieniu się określonej grupy enzymów - regulujących przemiany biochemiczne - decyduje potencjał oksydo redukcyjny na powierzchni błony komórkowej. Potencjał ten może się znacznie różnić od potencjału mierzonego w środowisku oczyszczanych ścieków. Podczas biologicznego oczyszczania ścieków potencjał redox zwykle nie osiąga stanu równowagi ponieważ w reaktorach - np. w komorach osadu czynnego - zachodzą reakcje oksydacyjne i redukcyjne. Przykładowo w kłaczce osadu czynnego może zachodzić proces nitryfikacji i denitryfikacji. Podczas oddychania beztlenowego elektrony [ ] i protony [H+] są przenoszone na związki mineralne lub organiczne. W przypadku gdy akceptorami elektronów i protonów są związki organiczne, to proces ten określa się jako fermentacja, którą charakteryzuje określony zakres potencjału redox od 0 do -350 mV. Niższe wartości potencjału charakteryzują proces metanogenezy. Rozwój mikroorganizmów wytwarzających metan następuje przy bardzo niskim potencjale w granicach od -350 do - 500 mV [1]. W literaturze podkreśla się, że sztuka eksploatacji fermenterów (służących do generowania LKT) polega na zatrzymaniu procesu fermentacji przed rozpoczęciem się metanogenezy, to znaczy utrzymanie zakresu utrzymanie zakresu potencjału redox powyżej -350 mV [2]. Praktycznie dokonuje się tego przez okresowe napowietrzanie. Intensywność napowietrzania powinna być zsynchronizowana z miernikiem potencjału redox - w układzie S/R, aby nie dopuścić do rozpoczęcia procesu utleniania związków organicznych w tym również LKT, charakteryzującego wysoką wartość dodatnią potencjału redox od +100 do +300 mV.

EN

This paper presents technological basics of volatile fatty acids generation as well as results of the research which aim was: determination of VFA generation effectiveness in the raw sewage: without suspension - after two hour sedimentation in the Imhoff funnel with suspension, under different temperature conditions, by different incubation time. Research was carried out in three stages: 1st stage 15 November ÷ 3 December, 1999 - autumn, 2nd stage 10 January ÷ 27 January, 2000 - winter, 3rd stage 4 April ÷ 13 April, 2000 - spring, Incubation of the sewage sampled before screen was carried out in different temperature ranges and during different time: 1st stage, incubation time - 5 days, average temperatures 8÷20÷30°C, 2nd stage, incubation time - 14 days, average temperatures 8÷20÷30°C, 3rd stage, incubation time - 8 days, average temperature 20°C. For the comparative aims VFA content was determined on the fresh sewage sampled before screen as well as in the sewage brought to the sewage treatment plant by rolling stock. Results of the carried out research allow drawing following conclusions: Carried out research proved possibility of volatile fatty acids (VFA) generation from the stream of raw sewage. High average values of VFA were determined during all three stages, at lower temperatures of sewage incubation (t1 = 8°C average) as well as at higher temperatures (t2 = 20°C average). High negative values of redox potential were determined. Such values of redox potential characterize acid fermentation process, during which volatile fatty acids are generated. Comparatively high and variable concentration of VFA was obtained, using different incubation times (5, 8 and 14 days) as well as different average temperatures (8, 20 and 30°C). This finds confirmation, that in incubated sewage ensued process of acid fermentation. In comparison with results of raw sewage analysis, in which low concentrations of VFA and also low values of redox potential were determined, were 3.5-times lower in comparison with incubated sewage. During all three stages of measurements average and maximal values of VFA concentration were determined, at lower as well as higher incubation temperatures (t1 = 8°C and t2 = 20°C). Significantly lower concentration of VFA was determined in the incubated sewage at the highest temperature (t3 = 30°C). It may be presumed that high temperatures were conductive to development of heterotrophic bacteria, which are using easily available carbon compounds, especially volatile fatty acids and their salts. No significant influence of suspension removal - before incubation - on determined concentrations of VFA was noted.