Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

EN

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.

PL

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.

2

Zastosowanie adsorpcji i filtracji membranowej w oczyszczaniu odcieków z ustabilizowanych składowisk odpadów komunalnych

Kulikowska D., Zielińska M.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2017

|

nr 5-6

14--19

PL

Nowe regulacje prawne dotyczące gospodarki odpadami komunalnymi ograniczają możliwość składowania odpadów, jednak w Polsce jest to nadal powszechna metoda ich zagospodarowania. W pracy scharakteryzowano odcieki powstające na składowiskach oraz opisano wybrane fizykochemiczne metody ich oczyszczania.

EN

New legal regulations concerning management of municipal waste limit the possibility of waste landfilling, but in Poland it is still a common method of disposal. This study characterizes the leachate produced in landfills and describes some of the physicochemical methods of leachate treatment.

3

Usuwanie związków azotu ze ścieków w procesach denitryfikacji i skróconej denitryfikacji z wykorzystaniem melasy jako źródła węgla organicznego

Bernat K., Kulikowska D., Kordel A.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 2

9--15

PL

W pracy przeanalizowano skuteczność i szybkość usuwania związków azotu ze ścieków w procesie denitryfikacji, przy stosunku [ChZT]/[N] równym 5,5 (SBR5,5) oraz skróconej denitryfikacji, przy stosunku [ChZT]/[N] równym 4,0 (SBR4,0), 3,0 (SBR3,0) i 2,0 (SBR2,0). Badania prowadzono w reaktorach typu SBR o 24 h cyklu pracy, z wykorzystaniem melasy jako zewnętrznego źródła węgla organicznego. Stwierdzono, że skuteczność usuwania azotanów(V) w reaktorze SBR5,5 oraz azotanów(III) w reaktorach SBR4,0 i SBR3.0 wynosiła około 99%. Stosunek [ChZT]/[N]=2,0, zastosowany w reaktorze SBR2,0, okazał się niewystarczający do zapewnienia całkowitej redukcji azotanów(III) (średnia zawartość NO2– w ściekach oczyszczonych 30 gN/m3). Szybkość denitryfikacji w reaktorze SBR5,5 wynosiła 6,66 gN/(m3∙h), a szybkość skróconej denitryfikacji w reaktorze SBR4,0 – 41,35 gN/(m3∙h). Wykazano, że w reaktorach SBR3,0 i SBR2,0 skrócona denitryfikacja przebiegała w dwóch fazach – w pierwszej szybkość usuwania azotanów(III) mieściła się w zakresie 39,8÷29,4 gN/(m3∙h) i była kilkukrotnie większa niż w fazie drugiej. Wyznaczone wartości współczynnika przyrostu biomasy osadu czynnego (odniesione do masy usuniętych zanieczyszczeń mierzonych wartością ChZT) mieściły się w zakresie 0,23÷0,27 g/gO2 i były 1,2÷1,6-krotnie mniejsze od wartości stechiometrycznych.

EN

The efficiency and kinetics of nitrogen removal from wastewater by denitrification at [COD]/[N] ratio of 5.5 (SBR5.5) and shortcut denitrification at [COD]/[N] ratios of 4.0 (SBR4.0), 3.0 (SBR3.0), and 2.0 (SBR2.0) was investigated. The studies were conducted in SBR reactors with 24-hour cycle, using molasses as an external organic carbon source. The effectiveness of nitrate removal in SBR5.5 and nitrite in SBR4.0 and SBR3.0 reactors was approx. 99%. The [COD]/[N] ratio of 2.0 in SBR2.0 was insufficient for complete nitrite reduction (an average NO2– content in the treated wastewater of 30 gN/m3). The rates of denitrification were 6.66 gN/(m3∙h) for SBR5.5 and 41.35 gN/(m3∙h) for SBR4.0 reactor. It was demonstrated that in SBR3.0 and SBR2.0 reactors the shortcut denitrification had two phases; in the first one the nitrite removal rate was in the range of 39.8–29.4 gN/(m3∙h), which was several times higher than in the second phase. The determined biomass yield coefficients remained in the range of 0.23–0.27 g/g (VSS/COD) and were 1.2–1.6 times lower than the stoichiometric amounts.

4

Impact of flowback water on activated sludge biocenosis during municipal wastewater treatment

Ziembińska-Buczyńska A., Drzewicki A., Kulikowska D.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2015

|

Vol. 22, nr 4

611--624

EN

The aim of this study was to determine the effect of flowback water on an activated sludge biocenosis during municipal wastewater treatment in the sequencing batch reactors (SBRs). Two series were performed. In series 1, only municipal wastewater was treated, whereas in series 2, municipal wastewater with pre-treated flowback water was used. Flowback water constituted 3-5% of the influent and was introduced to the SBRs twice per week. Introducing flowback water did not decrease the quality of effluent from the SBRs. However, the composition of the activated sludge biocenosis differed between series, ie the biodiversity of protozoa and the relative abundance of microfauna in functional groups changed after flowback water addition. Polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) showed that the ammonia oxidizers community responded faster to flowback water addition than the total bacterial community and remained relatively stable during treatment. However, after 9 weeks of exposure to flowback water, ammonia oxidizing bacteria (AOB) biodiversity decreased. This suggests that prolonged exposure could cause nitrification problems, leading to deterioration in effluent quality

PL

Celem badań była ocena wpływu wód po szczelinowaniu hydraulicznym na biocenozę osadu czynnego podczas oczyszczania ścieków miejskich w reaktorach SBR. Przeprowadzono 2 serie badawcze. W serii 1, kontrolnej, oczyszczano ścieki miejskie, w serii 2 - ścieki miejskie z dodatkiem wód po szczelinowaniu. Udział wód, które wprowadzano dwa razy w tygodniu, stanowił 3-5% objętości doprowadzanych ścieków. Wykazano, że wprowadzenie wód nie miało wpływu na jakość ścieków oczyszczonych, ale spowodowało spadek różnorodności biologicznej pierwotniaków i zmiany w strukturze dominacji grup funkcyjnych. Zastosowanie metody PCR-DGGE pozwoliło na wykazanie, że struktura genotypowa zbiorowiska bakterii nitryfikacyjnych I fazy zmieniała się szybciej niż całość biocenozy bakteryjnej osadu czynnego i była stosunkowo stała w trakcie trwania eksperymentu. Odnotowano, że po 9 tygodniach eksperymentu nastąpiło zubożenie różnorodności bakterii nitryfikacyjnych I fazy. Uzyskane wyniki sugerują, że dłuższa ekspozycja mikroorganizmów osadu czynnego na wody po szczelinowaniu hydraulicznym może prowadzić do obniżenia efektywności nitryfikacji, a w dalszej konsekwencji do pogorszenia jakości odpływu.

5

Metody odzysku poliolefinowych odpadów opakowaniowych

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

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2014

|

Nr 2

70--74

PL

W pracy przedstawiono charakterystykę tworzyw sztucznych ze szczególnym uwzględnieniem składników, które nadają im określone właściwości. Zaprezentowano metody postępowania stosowane w odzysku tworzyw sztucznych. Ze względu na specyfikę technologii, wyróżnia się trzy podstawowe metody: recykling surowcowy, recykling mechaniczny (materiałowy) oraz odzysk energii. Analizowano problemy recyklingu materiałowego odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych oraz oddziaływanie tworzyw sztucznych na środowisko. Scharakteryzowano gospodarkę odpadami z tworzyw sztucznych w Polsce oraz możliwości ograniczenia ich ilości.

EN

The paper shows the characteristics of plastics with a particular emphasis on the ingredients that give them certain properties. The methods that are used in the recovery of plastics are presented. Due to the nature of these technologies, there are three basic methods: recovery material recycling, mechanical (material) recycling and energy recovery. The problems of plastic packaging waste recycling and the impact of plastics on the environment were analyzed. The waste plastics management in Poland and the possibilities of reducing their amount were characterized.

6

Zastosowanie gliceryny surowej jako źródła węgla podczas usuwania związków azotu z odcieków składowiskowych metodą osadu czynnego

Kulikowska D., Bernat K., Sus K.

Ochrona Środowiska

|

2013

|

Vol. 35, nr 2

41--45

EN

This work documents possibility to use crude glycerine (by-product from biodiesel production) as an external organic carbon source in nitrogen removal from municipal landfill leachate by nitritation-denitritation in the activated sludge process. The process was carried out in the three sequencing batch reactors (SBRs) at limited concentration of oxygen dissolved in the aeration phase of 0,7 gO2/m3. The external organic carbon sources were sodium acetate and crude glycerine applied in different proportions (1:0, 3:1 and 1:1). Under these conditions ammonium nitrogen oxidation efficacy was over 98% and nitrates (III) were the main products of the nitritation process. It has been shown that the type of organic carbon used affected both the denitritation efficacy and the sludge yield. The highest efficacy of denitritation (about 63.8%) and of nitrogen removal (76.3%) was achieved when sodium acetate and glycerine in proportion 1:1 were used as external organic carbon source. In this case also the lowest netto biomass yield in the activated sludge (0.54 g/g) was received.

PL

W pracy udokumentowano możliwość wykorzystania gliceryny surowej (odpadu powstającego przy produkcji oleju napędowego z naturalnych olejów roślinnych, zwanego biodieslem), jako zewnętrznego źródła węgla organicznego podczas usuwania związków azotu z odcieków składowiskowych w procesie osadu czynnego w układzie nitritacja–denitritacja. Proces prowadzono w trzech reaktorach porcjowych (SBR) przy ograniczonej zawartości tlenu rozpuszczonego w fazie napowietrzania 0,7 gO2/m3. Zewnętrznym źródłem węgla organicznego były octan sodu i gliceryna surowa w różnych proporcjach (1:0, 3:1 i 1:1). Skuteczność utleniania azotu amonowego w tych warunkach wynosiła ponad 98%, a głównym produktem procesu nitritacji były azotany(III). Wykazano, że rodzaj zastosowanego węgla organicznego wpływał zarówno na skuteczność denitritacji, jak i przyrost osadu. Największą skuteczność denitritacji (ok. 63,8%) oraz usuwania związków azotu (76,3%) uzyskano przy zastosowaniu jako zewnętrznego źródła węgla organicznego octanu sodu i gliceryny surowej w proporcji 1:1. W tym przypadku uzyskano też najmniejszy przyrost biomasy osadu czynnego netto (0,54 g/g).

7

Technologia recyklingu poliolefinowych odpadów opakowaniowych

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

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2013

|

Nr 9

376--380

PL

Celem pracy była analiza procesu technologicznego odzysku odpadów opakowaniowych, w tym recyklingu materiałowo-mechanicznego tworzyw sztucznych, na przykładzie systemu Erema RGA 80E w zakładzie recyklingu tworzyw sztucznych. Zakład specjalizuje się w recyklingu i odzysku tworzyw sztucznych z surowców wtórnych, takich jak polietylenowe folie opakowaniowe, folie do palet, reklamówki jednorazowe oraz w produkcji wysokiej jakości regranulatu polietylenowego. W zakładzie recyklingu rocznie przerabia się ok. 1000 Mg odpadów polietylenowych, z czego powstaje ok. 800 Mg regranulatu przeznaczonego do dalszego przetwarzania. Metoda ta charakteryzuje się prostotą układu technologicznego, niskimi nakładami inwestycyjnymi, niewysokim stopniem zatrudnienia oraz nie wymaga wysoko wykwalifikowanej kadry pracowniczej.

EN

The study analyzed the technology of recovery of packaging waste, including material and mechanical recycling of plastics, in the Erema RGA 80E system operated in a plastic-recycling plant. The plant specializes in the recycling and recovery of plastics from secondary materials such as polyethylene packaging films, films for pallets, disposable bags and in the production of a high quality polyethylene re-granulate. In the plant, about 1000 tons of polyethylene waste are processed per year; ca. 800 tons of re-granulate are formed for further processing. The system is characterized by the simplicity of the treatment line, low investment and employment costs and does not require a highly qualified staff.

8

Simultaneous Nitrification and Denitrification in an SBR with a Modified Cycle During Reject Water Treatment

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

Archives of Environmental Protection

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

83-91

EN

In this study, the dependence between volumetric exchange rate (n) in an SBR (Sequencing Batch Reactor) with a modified cycle and simultaneous nitrification and denitrification (SND) efficiency during the treatment of anaerobic sludge digester supernatant was determined. In the SBR cycle alternating three aeration phases (with limited dissolved oxygen (DO) concentration up to 0.7 mg O2/L) and two mixing phases were applied. The lengths of each aeration and mixing phases were 4 and 5.5 h, respectively. Independently of n, a total removal of ammonium was achieved. However, at n = 0.1 d-1 and n = 0.3 d-1 nitrates were the main product of nitrification, while at n = 0.5 d-1, both nitrates and nitrites occurred in the effluent. Under these operational conditions, despite low COD/N (ca. 4) ratio in the influent, denitrification in activated sludge was observed. A higher denitrification efficiency at n = 0.5 d-1 (51.3%) than at n = 0.1 d-1 (7.8%) indicated that n was a crucial factor influencing SND via nitrite and nitrate in the SBR with a low oxygen concentration in aeration phases.

PL

W prezentowanych badaniach określono wpływ stopnia wymiany objętościowej (n) SBR ze zmodyfikowanym cyklem pracy na efektywność symultanicznej nitryfikacji i denitryfikacji (SND) podczas oczyszczania wód nadosadowych. Cykl pracy SBR składał się z naprzemiennie występujących trzech faz napowietrzania (limitowane stężenie tlenu do 0,7 mg O2/L) oraz dwóch faz mieszania. Długość każdej z faz napowietrzania i mieszania wynosiła odpowiednio 4 i 5,5 h. Niezależnie od stopnia wymiany objętościowej uzyskano całkowite usunięcie azotu amonowego. Przy n = 0,1 d-1 i n = 0,3 d-1 głównym produktem nitryfi kacji był azot azotanowy (V), podczas gdy przy n = 0,5 d-1 w ściekach oczyszczonych występował zarówno azot azotanowy (III) jak i (V). W założonych warunkach technologicznych, pomimo niekorzystnego ilorazu ChZT/N w dopływie (ok. 4), w osadzie czynnym uzyskano denitryfikację. Przy stopniu wymiany objętościowej n = 0,5 d-1 efektywność denitryfikacji wynosiła 51,3% i była kilkukrotnie wyższa niż przy n = 0,1 d-1 (7,8%), co wskazuje, że w warunkach ograniczonego dostępu do tlenu w fazie napowietrzania czynnikiem decydującym o uzyskaniu symultanicznej nitryfikacji i denitryfikacji był stopień wymiany objętościowej.

9

Wpływ strategii napowietrzania w cyklu pracy SBR na efektywność nitritacji-denitritacji podczas oczyszczania odcieków składowiskowych

Kulikowska D., Bernat K., Kowalski B.

Inżynieria Ekologiczna

|

2012

|

Nr 28

32-42

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczące możliwości usuwania azotu z odcieków składowiskowych w procesie nitritacji-denitritacji. Proces prowadzono w reaktorach typu SBR. W celu uzyskania azotu azotanowego (III), jako końcowego produktu nitryfikacji, w reaktorach zastosowano dwie strategie napowietrzania. W pierwszej limitowano stężenie tlenu w fazie napowietrzania (SBR 1), podczas gdy w drugiej zastosowano naprzemienne warunki tlenowo/anoksyczne, poprzez włączanie i wyłączanie napowietrzania (SBR 2). Jako donor elektronów zastosowano octan sodu w takim stężeniu, aby stosunek ChZToct/N na początku cyklu pracy SBR wynosił 4,0. Wykazano, że niezależnie od zastosowanej strategii napowietrzania, utlenianie azotu amonowego do azotu azotanowego (III) (nitritacja) zachodziło z wysoką efektywnością (średnia sprawność procesu wynosiła 98,2% w SBR 1 i 94,4% w SBR 2). Stała szybkości utleniania azotu amonowego w SBR 1 wynosiła 16,38 mg N-NH4/l.h, a czas potrzebny do jego utlenienia wynosił 10 h. W SBR 2 utlenienie azotu amonowego następowało w ciągu 19 h cyklu pracy reaktora. Naprzemienne warunki tlenowo/anoksyczne sprzyjały denitritacji, sprawność procesu w SBR 2 wynosiła 77,4% i była 1,3-krotnie wyższa w porównaniu z SBR 1.

EN

The paper presents the results of the research concerning the possibility of nitrogen removal from municipal landfill leachate in nitritiation-denitritation. Process was carried out in SBR reactors. To obtain nitrate nitrogen (III) as the end product of nitrification, in the reactors two aeration strategies were used - limited oxygen concentration of in the aeration phase (SBR 1), and alternating aerobic/anoxic condition by switching on and off the aeration (SBR 2). As electron donors sodium acetate was dosed to leachate. The ratio CODacetate/N at the beginning of the SBR cycle was 4.0. It was shown that regardless of the aeration strategy the efficiency of ammonium oxidation (nitritation) was high (the average efficiency of the process amounted to 98.2% in SBR 1 and 94.4% in SBR 2). Ammonia oxidation constant rate of in SBR 1 was 16.38 mg N-NH4/L×h, and the time required for the ammonia oxidation was 10 h. In SBR 2 ammonia oxidation lasted 19 h of the reactor cycle. Alternating aerobic/anoxic conditions promoted denitritation, the efficiency of the process was 77.4% in SBR 2 and was 1.3-fold higher in comparison to SBR 1.

10

Przemiany substancji humusowych, azotu oraz form metali ciężkich w osadach ściekowych kompostowanych w mieszaninie z odpadami lignocelulozowymi

Gusiatin Z. M., Kulikowska D.

Inżynieria Ekologiczna

|

2012

|

Nr 28

81-93

PL

Celem pracy była ocena wpływu kompostowania osadów ściekowych z odpadami lignocelulozowymi na przemiany materii organicznej, w tym substancji humusowych, związków azotu oraz zawartość metali ciężkich i ich form chemicznych. Proces prowadzono w układzie dwustopniowym (1o napowietrzany bioreaktor, 2o okresowo przerzucana pryzma). Wykazano, że w wyniku kompostowania nastąpił ubytek materii organicznej z 615,9 g/kg s.m. do 486,6 g/kg s.m., ale wzrosła zawartość substancji humusowych, w tym głównie kwasów huminowych (z 93,3 mg C/g mat. org. do 182,3 mg C/g mat. org). W dojrzałym kompoście azot mineralny występował głównie w postaci azotu azotanowego, a stosunek NNH4/NNO3 kształtował się na poziomie 0,07. Całkowita zawartość miedzi, cynku, niklu, ołowiu i kadmu nie przekraczała wartości normatywnych. W wyniku kompostowania nastąpiła redystrybucja form metali ciężkich, a w dojrzałym kompoście, w porównaniu ze wsadem, największe zmniejszenie mobilności metali (jako Mf) odnotowano dla cynku (z 48,3% do 41,6%) oraz miedzi (z 7,2% do 1,6). Dodatkowo, dla wszystkich metali nastąpiło zwiększenie siły ich wiązania (jako IR) z 0,48 do 0,59 dla Cu, z 0,19 do 0,21 dla Zn, z 0,79 do 0,87 dla Ni oraz z 0,47 do 0,56 dla Pb.

EN

The aim of this study was to assess the impact of sewage sludge composting in mixture with lignocellulosic waste on the transformations of organic matter, therein humic substances, nitrogen compounds, heavy metals and their chemical forms. Composting in two-stage system (1o aerated bioreactor, 2o periodically aerated windrow) led to loss of organic matter from 615.9 g/kg d.w. to 486.6 g/kg d.w. and increase of humic substances content, mainly humic acids from 93.3 mg C/g OM to 182.3 mg C/g OM. In mature compost, mineral nitrogen occurred mainly as nitrate and the NNH4/NNO3 ratio was 0.07. Total Cu, Zn, Ni, Pb and Cd concentration was below permissible values. Composting resulted in redistribution of metal forms and in final product the highest lowering of metal mobility (as Mf), compared to the feedstock, was achieved for Zn and Cu. For all metals the increase of metal binding intensity (IR) was observed: 0.48 to 0.59 (Cu), 0.19 to 0.21 (Zn), 0.79 to 0.87 (Ni), 0.47 to 0.56 (Pb).

11

Activated sludge activity in the treatment of anaerobic sludge digester supernatant

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

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 4

17--27

EN

The objective of the study was to examine the effect of the food/microorganisms (F/M) ratio on the respirometry of activated sludge treating anaerobic sludge digester supernatant at low oxygen concentration (DO) of 0.7 mg O2/dm3. Exogenous respiration rate (SOUR1), endogenous respiration rate (SOUR3) and the rate of oxygen uptake for nitrification (SOUR2) were evaluated. Taking into consideration that BOD5/COD in anaerobic digester supernatant was 0.53, it may be supposed that weak activity of heterotrophic bacteria (low SOUR1) resulted from low DO concentration in the reactor, and not from limited accessibility of biodegradable substrate. At the F/M ratio of 0.05-O.26 g COD/(g TSSd), SOUR 2 was from 2.1-fold to 20.6-fold higher than SOUR1. Further increase in the F/M ratio induced a decline in SOUR2 but the efficiency of nitrification enhanced.

12

Nitryfikacja azotu amonowego w odciekach składowiskowych w reaktorach z ruchomym złożem zawieszonym (MBBR) pracujących w układzie dwustopniowym

Kulikowska D., Kaczówka E., Kuczajowska-Zadrożna M.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 2

49-52

PL

Określono wpływ obciążenia ładunkiem azotu amonowego reaktorów z ru-chomym złożem zawieszonym (MBBR), pracujących w układzie dwustopniowym, na skuteczność i szybkość przebiegu procesu nitryfikacji. Przeanalizowano również wpływ obciążenia na powstające produkty nitryfikacji. Wykazano, że przy obciążeniu powierzchni właściwej wypełnienia ładunkiem azotu amonowego 1,1 gNH4+/m2d, skuteczność utleniania azotu amonowego w 1o wyniosła 93%, jednak do osiągnięcia pełnej nitryfikacji (zawartość azotu amonowego w odpływie poniżej 1 gNH4+/m3) konieczne było zastosowanie układu dwustopniowego. Zwiększenie obciążenia reaktora ładunkiem azotu amonowego do 2,0 gNH4+/m2d spowodowało, że zawartość azotu amonowego w ściekach oczyszczonych wzrosła do 33,4 gNH4+/m3, co odpowiadało skuteczności nitryfikacji około 86%. Przy obciążeniach 2,8 gNH4+/m2d i 3,8 gNH4+/m2d skuteczność utleniania azotu amonowego była podobna (ok. 70%), natomiast różne były produkty końcowe procesu. Przy obciążeniu 2,8 gNH4+/m2d stosunek [NO2-]/([NO2-]+[NO3-]) wyniósł 0,16, natomiast przy obciążeniu 3,8 gNH4+/m2d wzrósł do 0,99. Oznacza to, że w drugim przypadku nastąpiło hamowanie II fazy nitryfikacji, a głównym produktem utleniania azotu amonowego były azotyny. Stwierdzono, że szybkość nitryfikacji w pierwszym reaktorze MBBR (1o układu oczyszczania) zwiększała się wraz ze wzrostem obciążenia reaktora ładunkiem azotu amonowego (z 1,0 gNH4+/m2d do 2,4 gNH4+/m2d), natomiast w drugim reaktorze MBBR (2o układu) była kilkakrotnie mniejsza.

EN

The aim of this work was to ascertain how the loading of the two-stage moving bed biofilm reactor (MBBR) with ammonia nitrogen influences the rate, efficiency and products of the nitrification process. It was found that at a 1.1 gNH4+/m2d load the efficiency of ammonia nitrogen oxidation at the 1st stage totaled 93%. To achieve complete nitrification (with ammonia nitrogen concentration in the effluent lower than 1 gNH4+/m3), it was necessary to make use of a two-stage MBBR. The increase of the MBBR load to 2.0 gNH4+/m2d caused the effluent concentration of ammonia nitrogen to rise to the level of 33.4 gNH4+/m3, which is equivalent to approx. 86% efficiency of nitrification. With the MBBR load of 2.8 gNH4+/m2d and 3.8 gNH4+/m2d, the efficiency of ammonia nitrogen oxidation was similar (about 70%), but the final products of the process were different. At 2.8 gNH4+/m2d, the value of the [NO2-]/([NO2-]+[NO3-]) ratio was 0.16, and increased to 0.99 at the load of 3.8 gNH4+/m2d. This finding indicates that with the MBBR load of 3.8 gNH4+/m2d, phase II of nitrification was inhibited, and that the predominant product of ammonia nitrogen oxidation was nitrites. It was furthermore found that the rate of nitrification in the single-stage MBBR (1st treatment system) increased with the increase in the MBBR load (from 1.0 gNH4+/m2d to 2.4 gNH4+/m2d); in the two-stage MBBR (2nd treatment system) nitrification rate was substantially lower.

13

Technologie usuwania azotu z wód pofermentacyjnych Część II. Zastosowanie metody osadu czynnego w warunkach ograniczonego stężenia tlenu

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

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 11

28-31

PL

Charakterystyka wód nadosadowych. Gospodarowanie wodami nadosadowymi pochodzącymi z odwadniania osadów Efektywność procesów oczyszczania wód nadosadowych Metody fizyczno-chemiczne i biologiczne.

14

Kompostowanie osadów ściekowych - charakterystyka procesu oraz analiza jakości kompostu

Kulikowska D., Moszczyńska M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2010

|

Nr 11

36-39

PL

Analiza procesu kompostowania osadów ściekowych w mieszaninie z odpadami lignocelulozowymi w układzie dwustopniowym Podczas kompostowania odnotowano wzrost pojemności sorpcyjnej oraz spadek wartości współczynników Q2/6, Q2/4 i Q4/6 w wyciągu alkalicznym z kompostu, co wskazuje na humifikację materii organicznej. Zawartość metali ciężkich w dojrzałym produkcie była kilkakrotnie niższa od wartości normatywnych.

EN

Analysis of the process of composting sewage sludge mixed with lingo-cellulose waste in a two-grade system. During composting, the increase of sorption capacity and decrease of Q2/6, Q2/4 and Q4/6 co-efficients were observed in the alkaline compost extract, which indicates organic matter humification. Heavy metals contents in the ripe product was a few times lower than normative values.

15

Molasses as a carbon source for denitrification

Kulikowska D., Dudek K.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 2

35-45

EN

The paper presents the results of an experiment with sugar-industry waste (molasses) as an organic carbon source for denitrification. The investigations concern the influence of untreated molasses and molasses after pretreatment (hydrolyzed molasses) and variable COD/N ratio (6.0; 5.0; 4.0) on denitrification efficiency and kinetics. Moreover, sludge production, in dependence on tested carbon source, was estimated. At COD/N ratio 6 and 5, regardless of applied organic carbon source (untreated molasses, hydrolyzed molasses), the denitrification efficiency was over 98%. However, from kinetic analysis it results that a kind of carbon source and COD/N ratio have an effect on denitrification rate. The highest nitrate removal rate - 9.5 mg NNOx/(dm3źh) was obtained at COD/N = 6 in the reactor with hydrolyzed molasses as a carbon source and the lowest - 5.14 mg NNOx/(dm3źh) in reactor with untreated molasses at COD/N = 5.0. The lowering of COD/N ratio to 4 caused decrease of the process efficiency to 27.6% (untreated molasses) and 44.3% (hydrolyzed molasses). Hydrolyzed molasses as a carbon source caused higher production of activated sludge. In reactors with untreated molasses Yobs equals 0.40 mg VSS/mg COD at COD/N ratio 6 and 0.31 mg VSS/mg COD at COD/N ratio 5. In reactors with molasses after hydrolysis Yobs were 1.35-fold and 1.5-fold higher, respectively. Since, the molasses hydrolysis results in rising costs of wastewater treatment and cause higher sludge production, untreated molasses seems to be a more suitable carbon source for denitrification.

PL

Praca zawiera wyniki badań dotyczące możliwości wykorzystania melasy - produktu odpadowego powstającego w przemyśle cukrowniczym - jako źródła węgla organicznego w procesie denitryfikacji. Badano wpływ hydrolizy melasy oraz stosunku ChZT/N (6,0; 5,0; 4,0) na efektywność i kinetykę procesu. Określono również przyrost osadu czynnego w zależności od rodzaju źródła węgla (melasa, melasa zhydrolizowana) oraz stosunku ChZT/N. Przy stosunku ChZT/N wynoszącym 6,0 i 5,0, niezależnie od formy występowania źródła węgla organicznego (melasa, melasa zhydrolizowana), efektywność denitryfikacji przekraczała 98%. Badania kinetyki procesu wykazały natomiast, że rodzaj źródła węgla oraz stosunek ChZT/N wpływały na szybkość denitryfikacji. Najwyższą szybkość procesu - 9,5 mg NNOx/(dm3źh) odnotowano przy ChZT/N wynoszącym 6,0 w reaktorze z melasą zhydrolizowaną a najniższą - 5,14 mg NNOx/(dm3źh) w reaktorze z melasą niezhydrolizowaną przy ChZT/N wynoszącym 5,0. Obniżenie stosunku ChZT/N do 4,0 spowodowało spadek efektywności procesu do 27,6% (melasa niezhydrolizowana) oraz 44,3% (melasa zhydrolizowana). Zastosowanie melasy zhydrolizowanej powodowało wyższy przyrost osadu czynnego. W reaktorach, gdzie źródłem węgla była melasa.

16

Charactarization of organics and methods treatment of leachate from stabilized municipal landfills

Kulikowska D.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2009

|

Vol. 16, nr 3

389-402

EN

The characteristic of organic substances in municipal landfill leachate was presented and the influence of landfill age on organics concentrations was discussed. The occurrence of hazardous compounds like BTEX, polyaromatic hydrocarbons (PAH) and chlorinated compounds were analyzed. Moreover, the most popular physico-chemical methods treatment was reviewed. A particular focus was given to coagulation/flocculation, adsorption, advanced oxidation. processes and membrane processes.

PL

Przedstawiono charakterystykę zanieczyszczeń organicznych występujących w odciekach pochodzących ze składowisk odpadów komunalnych z uwzględnieniem związków uznawanych za niebezpieczne, w tym BTEX, WWA (PAH) i związków chloroorganicznych. Omówiono zależność pomiędzy wiekiem składowiska a rodzajem i stężeniem zanieczyszczeń organicznych występujących w odciekach. Dokonano przeglądu piśmiennictwa dotyczącego oczyszczania odcieków pochodzących ze składowisk ustabilizowanych z zastosowaniem najczęściej wykorzystywanych metod fizykochemicznych, tj. koagulacji/flokulacji, adsorpcji, pogłębionego utleniania oraz metod membranowych.

17

Intensyfikacja procesu denitryfikacji ścieków na przykładzie oczyszczalni w Tyrowie

Kulikowska D., Drzewicki A., Tomczykowska M.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2009

|

R. 106, z. 3-Ś

111-120

PL

W artykule badano wpływ zwiększenia stopnia recyrkulacji wewnętrznej na efektywność denitryfikacji i stężenia azotu azotanowego w ściekach oczyszczonych. Badania prowadzono w skali technicznej, w oczyszczalni ścieków miejskich w Tyrowie k. Ostródy, pracującej w układzie z denitryfikacją wstępną. Wykazano, że wzrost stopnia recyrkulacji wewnętrznej z 530 do 800%, przez zastosowanie dodatkowej recyrkulacji wewnętrznej, spowodował 1,4-krotne obniżenie stężenia azotanów w ściekach oczyszczonych. Średnie stężenie azotu ogólnego w ściekach oczyszczonych, przy zwiększonej recyrkulacji, kształtowało się średnio na poziomie 9.10 mg/dm3.

EN

The increase of internal recirculation rate on denitrification efficiency and nitrate nitrogen concentration in treated wastewater was studied. The experiment was conducted in a full-scale wastewater treatment plant with primary denitrification, in Tyrowo near Ostróda. It was shown that increase of internal recirculation ratio from 530 to 800% (as a result of a use of additional internal recirculation) caused 1.4-fold decrease of nitrate nitrogen concentration in treated wastewater. Concentration of total nitrogen in treated wastewater was on the level of 9.10 mg/dm3 (on average).

18

Analiza przemian materii organicznej i związków azotu podczas kompostowania osadów ściekowych

Kulikowska D., Bilicka K.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2009

|

R. 106, z. 3-Ś

101-110

PL

W artykule analizowano przemiany materii organicznej oraz związków azotu podczas kompostowania osadów ściekowych. Wykazano, że ubytek materii organicznej wyniósł 18%, a szybkość degradacji materii organicznej na pryzmie kształtowała się na poziomie 0,46 g/kg s.m. x d. Stosunek C/N w dojrzałym produkcie wyniósł 17,8, przy czym wśród mineralnych form azotu dominował azot amonowy. Podczas kompostowania obserwowano wzrost zawartości zarówno kwasów huminowych, jak i fulwowych, przy czym kwasów huminowych było średnio czterokrotnie mniej niż fulwowych. W dojrzałym kompoście zawartość kwasów huminowych wynosiła 10,6% s.m.

EN

In this article, transformations of organic matter and nitrogen compounds during sewage sludge composting were analyzed. It was shown that the organic matter degradation was 18% and the rate of organic matter decomposition was 0.46 g/kg d.m. x d. In mature compost C/N ratio equaled 17.8, but in mineral forms of nitrogen ammonium predominated. During the composting process an increase in concentration of humic acids and fulvic acids was observed. However, humic acids concentration was 4-fold lower than fulvic acids, on average. In mature compost humic acids was 10.6 % d.m.

19

Produkcja bioetanolu z odpadów lignocelulozowych : możliwości i ograniczenia. Cz. II. Hydroliza i fermentacja

Kulikowska D., Klimkowski K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2008

|

Nr 2

24-28

EN

Microorganisms used in the process of enzymatic hydrolysis. Pro-cess" conditions and its effectivity. Comparison of hydrolysis me-thods for lignocellulose waste. Fermentation of the described waste and proper technological systems.

20

Produkcja bioetanolu z odpadów lignocelulozowych : możliwości i ograniczenia. Cz. 1. Charakterystyka odpadów lignocelulozowych, metody obróbki wstępnej

Klimkowski K., Kulikowska D.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2008

|

Nr 1

29-32

EN

Polymer contents in selected ligno-cellulose materials. Considering the differences in cellulose internal construction and characteristic features, fermentation process must be preceded by introductory processing; physical methods {mechanical processing, thermal decomposition), physical-chemical methods (steam explosion, processing with the use of ammonia, carbon dioxide explosion), chemical methods (ozonolysis, processing with the use of acids, alkalies and dissolvents).