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

Przebieg zmian zasolenia w glebach zalanych wodami nadosadowymi ze zbiornika odpadów poflotacyjnych Żelazny Most

Kaszubkiewicz J., Pora E., Cuske M., Musztyfaga E.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2014

|

nr 153 (33)

23--31

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad zasoleniem gleb zalanych wodami nadosadowymi w wyniku awarii podziemnego rurociągu pomiędzy miejscowościami Żuków i Bieńków. W wyniku zalania nastąpił wzrost zasolenia gleb. W celu określenia postępu odsalania badania przeprowadzono powtórnie rok po awarii.

EN

The paper presents results of research on soils flooded salinity wastewaters as a result of failure of underground pipeline between the villages Żuków and Bieńków. As a result of flooding increased the salinity of soils. In order to determine the progress of desalination research was carried out again year after the accident.

3

Usuwanie jonów metali ciężkich ze ścieków przemysłowych i wód nadosadowych ze stawu "Kowary" (powiat jeleniogórski)

Grabas K.

Ochrona Środowiska

|

2009

|

Vol. 31, nr 2

49-54

PL

Przedstawiono wyniki badań nad usuwaniem jonów metali ciężkich ze ścieków przemysłowych z wytwarzania powłok galwanicznych i wód nadosadowych zgromadzonych w stawie "Kowary", pełniącym rolę osadnika-składowiska odpadów technologicznych z procesów przeróbki rudy uranu na koncentrat uranowy. Analizowane ścieki zawierały przede wszystkim kationy metali ciężkich (Cu(II), Fe(III), Cr(III), Zn(II), Ni(II) i Cd(II)) w ilości uniemożliwiającej ich bezpośrednie odprowadzenie do kanalizacji (20÷55 g/m3). Badania przeprowadzono w skali technicznej z wykorzystaniem procesu zobojętniania strąceniowego przy pomocy NaOH. Zastosowanie prototypowych rozwiązań technologicznych umożliwiło usunięcie jonów metali ciężkich z wód nadosadowych, pozwalając tym samym na podjęcie dalszych prac związanych z wyłączeniem stawu osadowego "Kowary" z eksploatacji. Osiągnięcie założonej skuteczności technologii oczyszczania ścieków było możliwe dzięki wprowadzeniu do układu technologicznego procesów koagulacji (PIX-112) i flokulacji (polielektrolit F-81) oraz dwustopniowej sorpcji kationów metali ciężkich na złożu sorbentu mineralno-węglowego Hydrosorb G. Opracowana technologia umożliwiła skuteczne usunięcie jonów metali ciężkich (sumaryczna zawartość Me<1,0 g/m3) i doprowadzenie składu ścieków do stanu umożliwiającego ich odprowadzanie do kanalizacji.

EN

The objective of the study was the removal of heavy metal ions from the wastewater that originates during manufacture of electroplated coatings, and from the clarified water that accumulated in the ''Kowary'' tailing pond for many years in the past. The tailing pond acted as a settling tank and, at the same time, received technological wastes from uranium ore dressing with the aim to obtain uranium concentrates. The wastewater being analyzed contained predominantly heavy metal cations (Cu(II), Fe(III), Cr(III), Zn(II), Ni(II) and Cd(II): 20-55 g/m3) occurring in such quantities that did not permit a direct discharge into the sewerage system. The study was conducted on a technical scale, using the method of precipitation with NaOH. The use of prototype technological solutions to the problem in question made it possible to remove the heavy metal ions from the clarified water and, more importantly, to take further measures aimed at closing down the ''Kowary'' tailing pond. A treatment train was proposed and the desired removal efficiency was achieved upon inclusion of such unit processes as coagulation (PIX-112), flocculation (polyelectrolyte F-81) and two-stage sorption of heavy metal cations on the mineral-carbon sorbent Hydrosorb G. In this way the efficiency of heavy metal ion removal (total content, Me<1.0 g/m3) and the quality of the wastewaters have been upgraded to such an extent that they can be discharged directly into the sewerage system.

4

Zawartość kancerogennych WWA w wodach nadosadowych

Włodarczyk-Makuła M., Wiśniowska E., Janosz-Rajczyk M.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2003

|

Vol. 10, nr 5

467-476

PL

Celem pracy była ocena zawartości w osadach ściekowych 8 kancerogennych wieIopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WW A, P AH), jak również badania zmian ich zawartości podczas fermentacji beztlenowej. Próbki osadów pobierano z osadnika wstępnego oraz komór fermentacyjnych oczyszczalni ścieków w Częstochowie. Próbki pobierane były losowo. Przed wprowadzeniem do reaktorów ujednolicano ich skład poprzez wymieszanie oraz przesianie przez sito. Stężenia WW A analizowano w cieczach nadosadowych uzyskanych przez odwirowanie uwodnionych osadów. Ekstrakcję WW A prowadzono mieszaniną metanolu i cykloheksanu. Ekstrakty oczyszczano na kolumienkach Bakerbond Spe P AH-soil. Elucję WW A z kolumienek prowadzono mieszaniną acetonitrylu i toluenu (3: I v/v). Oczyszczone ekstrakty analizowano na zawartość benzo[a]antracenu, chryzenu, benzo[k]fluorantenu, benzo[a]pirenu, benzo[g,h,i]perylenu, indeno[I,2,3-cd]pirenu, benzo[b]fluorantenu i dibenzo[a,h]antracenu z wykorzystaniem metody OC-MS. Istotność zmian zawartości WW A w wodach nadosadowych określano testem t-Studenta. Stężenia WW A w wodach nadosadowych we wszystkich przypadkach były niższe niż wynikające z ich rozpuszczalności w wodzie. Odnotowano najwyższy udział WW A 4- i S-pierścieniowych. Stężenia poszczególnych WW A w supematantach znad osadu surowego nie przekraczały 4,50 . 10-2 j.lgldrn3 i mieściły się w zakresie od poniżej 0,1 . 10-2 j.lgldm3 w przypadku indeno[I,2,3-cd]pirenu, dibenzo[a,h]antracenu i benzo[g,h,i]perylenu, do 4,43 . 10-2 gldm3s dla benzo[a]antracenu (dane dotyczą I serii badań). Średnie stężenia sumy WWA w wodach znad osadu surowego wynosiły w I i II serii odpowiednio 10,04 . 10-2 j.lg/drn3 i 7,05 . 10-2 j.lgldm3, Na zawartość WW A w wodach nadosadowych wpływ miał okres, w którym pobierano próbki. W wodach nadosadowych z otwartej komory fermentacyjnej stężenia WWA kancerogennych sięgały 7,59 . 10-2 j.lgldm3; stężenia poszczególnych WW A nie przekraczały 2,45 . 10-2 j.lgldm3. W wodach nadosadowych z zamkniętej komory fermentacji stężenia sumy WWA sięgały 14,76 . 10-2 j.lgldm3. Stężenia WWA w wodach z komór fermentacyjnych różniły się istotnie w pierwszej oraz drugiej serii badań.

EN

The aim of the study was to evaluate occurrence and fates of 8 carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) during anaerobic digestion of sewage sludge. Sludge samples have been collected from primary sludge thickener, open digestive chamber and closed digestive chamber of the municipal wastewater treatment plant of Częstochowa. Sludge samples were collected in plastic containers (15 cubic dm). They were random, inhomogeneous samples of heterogenic material, therefore, they were homogenised by sieving through a thick sieve and mixing manually. Homogeneous sludge was centrifuged at 2000 [formula] for 10 minutes. After centrifuging the supenants were used for PAH analysis. The samples were extracted and analysed for PAHs within 24 h. The extraction procedure was as follows: 0.5 cubic dm of supernatant was mixed with 250 cubic cm of methanol and 25 ml. of cyclohexane and shaking for 1 hour on a shaker with horizontal motion (500 strokes per minute). Then the extracts were carefully separated from the water phase using separator and concentrated to 2 cubic cm. Concentration was performed at 90 degrees C in rotary evaporator. Concentrated extracts were purified with Bakerbond Spe PAH-soil columns. PAHs were eluted from columns with 3:1 (v/v) acetonitrile - toluene mixture. Cleaned extracts were analysed for benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, benzo(g,h,i)perylene, indeno(1,2,3-cd)pyrene, benzo(b)fluoranthene and dibenzo(a,h)anthracene by GC-MS. The gas chromatographie separation was performed on DB-5 column; helium was used as a carrier gas. The analyses were performed at 280 degrees C. The PAH concentration changes in the supernatants were statistically anaIysed using t-Student test to assess whether such factors as sampling period or sludge digestion had a significant effect on observed congeners presence variance. Concentrations of P AHs determined in supernatants were in all cases below their water solubility. The main PAH fractions were 4- and 5-ring congeners. Five of eight examined PAHs were found in raw sludge supernatant in the 1st series, and all eight PAHs were found in this kind of sample in the 2nd series. lndividual P AH congener concentration in raw sludge supernatant did not exceed 4.50 . 10-2 f.lgldm3 and ranged between less than 0.1 . 10-2 f.lgldm3 for indeno[l ,2,3-cd]pirene, dibenzo[a,h]anthracene and benzo[g,h,i]perylene (1st series) and 4.43. 10-2 f.lgldm3 for benzo[a]anthracene (1st series). The mean PAH total concentrations in raw sludge supernatants obtained in the 1st series and 2nd were 10.04. 10-2 and 7,05 . 10-2 f.lgldm3. Statistical analysis showed that the sampling period had a significant effect (at 95% significance level) on the PAHs concentration in the raw sludge supernatant. Open digestive chamber supernatants have been found to contain levels of carcinogenic PAH total reaching 7.59.10-2 f.lgldm3. lndividual PAH congeners concentration did not exceed 2.45. 10-2 f.lgldm3. Levels ofO.31 . 10.2-1.21 . 10-2 f.lgldm3 of PAHs with 10gK.,w value higher than 7 (indeno[1,2,3-cd]pyrene, benzo[b]fluoranthene and dibenzo[a,h]anthracene) have been found in the supernatants mentioned above. Analysis of closed digestive chamber supernatants has revealed levels of carcinogenic PAH total up to 14.76 . 10-2 f.lgldm3. lndividual PAH congener concentration in closed digestive chamber supernatants did not exceed 4.47. 10-2 f.lgldm3. PAH concentration in closed digester supernatants differed significantly in 1st and 2nd as well as in open digester chamber supernatants.

5

Changes of PAHs Contents in the Sewage Sludge and Supernatants During Anaerobic Digestion Process

Włodarczyk-Makuła M., Janosz-Rajczyk M., Zakrzewska E., Karwowska B.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2003

|

Vol. 10, nr 7

687-694

EN

The results of the quantitative and qualitative analysis of PAHs in sewage sludge and supernatants before, during and after methane fermentation process is presented. The fermentation process was carried out for 14 days and was controlled by measuring the volume of released biogas. The content of 16 PAHs from the US EPA list was determined using GC-MS technique. The aim of this research was to study changes of contribution groups of hydrocarbons: 2-, 3-ring, 4-ring and 5-, 6-ring to total PAHs concentration. Concentration changes for 2-, 3- and 4-ring compounds was significant and almost negligible for 5- and 6-ring compounds for sewage sludge analysis. PAHs concentration in supernatants was in the range 13,1-15,5 mg/dm3.

PL

Dokonano analizy jakościowo-ilościowej PAH (WWA) w osadach i wodach nadosadowych przed, podczas i po fermentacji metanowej. Proces fermentacji prowadzono w warunkach laboratoryjnych przez 14 dni kontrolowano poprzez pomiar ilości biogazu. Zawartość PAH podawanych przez EPA oznaczano za pomocą chromatografu gazowego ze spektrometrem masowym (aC-MS). Określono zmiany udziału 2-, 3-, 4-, 5 i 6-pierścieniowych związków w sumarycznej zawartości PAH. Zmiany stężenia 2-, 3- i 4-pierścieniowych były znaczące podczas procesu fermentacji w odróżnieniu do 5- i 6-pierścieniowych. Stężenia PAH w wodach nadosadowych wahały się w zakresie od 13,1 mg/dm sześcienny do 15,5 mg/dm sześcienny.

6

Przydatność kondycjonowania popłuczyn wapnem w aspekcie odprowadzania wód nadosadowych do wód powierzchniowych

Jagoszewski T., Świderska-Bróż M.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Zielonogórska

|

2001

|

nr 125

133-140

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań kondycjonowania wapnem popłuczyn pochodzących z oczyszczalni ścieków wód gruntowych, infiltrowanych i powierzchniowych oraz wpływem tego procesu na jakość wód nadosadowych. Zaprezentowano dogłębną analizę stopnia zanieczyszczenia wód nadosadowych pochodzących z popłuczyn kondycjonowanych i niekondycjonowanych wapnem. Ustalono, że stężenia manganu i żelaza w wodach nadosadowych malały wraz ze wzrostem pH w popłuczynach. Ten sam proces dotyczył poziomów zmętnienia i stężenia zawiesin w przypadku popłuczyn pochodzących z oczyszczenia wód podziemnych. W wyniku kondycjonowania wapnem popłuczyn zawierających związki glinu następowało rozpuszczenie Al(OH)3 w Al(OH)4 oraz dochodziło do wzrostu stężenia glinu i zawiesin jak i również do zwiększenia zmętnienia wody nadosadowej co w konsekwencji pogarszało jakość tej cieczy. Mając na uwadze ochronę wód powierzchniowych, kondycjonowanie wapnem powinno mieć zastosowanie do intensyfikacji procesu zagęszczenia popłuczyn pochodzących o oczyszczania wód podziemnych, jeżeli tylko nie zostanie przekroczona dopuszczalna wartość pH wody nadosadowej odprowadzonej do wód powierzchniowych.

EN

The paper investigates lime-aided conditioning of filter backwash water from groundwater, infiltrated and surface water treatment plants and its influence on the quality of the supernatant. A thorough analysis of contamination levels in the supernatant from non-conditioned and lime-conditioned backwash water has been presented. It has been established rhat manganese and iron concentrations in the supernatant decreased with the increase of pH value of the backwash water. In the case of backwash water from groundwater treatment the same applied to levels of turbidity and suspended solids concentration. Lime-aided conditioning of backwash waters containing aluminium compounds caused dissolution of Al(OH)3 to Al(OH)4 and increased aluminium and suspended solids concentration as well as turbidity of the supernatant and, as a result, proved disadvantageous. Thus, regarding the protection of surface waters, lime conditioning should only be employed to intensify the process of thickening of backwash water from groundwater treatment when the permissible pH value of the supernatant discharged to surface waters is not exceeded.