Kinetics of orthophosphate release and uptake in the volatile fatty acid-fed sequencing batch reactor treating dairy waste water

• Autorzy: Janczukowicz W , Grabowski S. , Pesta J. , Brzozowska R.

Warianty tytułu

PL

Kinetyka uwalniania i wiazania ortofosforanow w reaktorze typu SBR oczyszczajacym scieki mleczarskie w obecnosci wybranych lotnych kwasow tluszczowych [LKT]

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the methods to increase the effectiveness of phosphorus removal in Sequencing Batch Reactors (SBR) is the application of Volatile Fatty Acids (VFAs). Effectiveness of their activity changes depending on the application period. The aim of the study was to determine in the dynamic conditions the effect of acetic, propionic and butyric acids on the kinetics of orthophosphate release and uptake, in the mixing phase and the aeration phase, respectively. Orthophosphate transformations were examined in the laboratory-scale SBR treating dairy waste water in the presence of VFAs. It was found that VFAs have effect on the rate of orthophosphates release and uptake rate. Along with the increasing quantity of the applied propionic and butyric acids the increased rate of orthophosphate release and uptake was observed in the whole examined range of concentrations (COD increase from 50 mg to 2100 mg O₂· dm⁻³). Acetic acid dosed in the amount that elevated the COD level from 50 to 1400 mg O₂ · dm⁻³ contributed to the growth of both rates. In that case, acetic acid was more effective than propionic and butyric acids. At the highest dose of the acetic acid (COD of the waste water increased to 2100 mg O₂· dm⁻³), both rates decreased. It was also determined that higher amounts of the released and bound orthophosphate, in the presence of the particular acid, are not equivalent to higher efficiency of phosphorus removal. The evidence was the rates of orthophosphate release and uptake in the presence of acetic acid – in most cases higher than for the propionic and butyric acids. At the same time, the effectiveness of orthophosphate release in the reactor with acetic acid was not always higher than that observed in the presence of the propionic and butyric acids.

PL

Jednym ze sposobów podwyższania sprawności usuwania fosforu w komorach typu SBR jest doprowadzanie lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Efektywność działania kwasów zmienia się w zależności od czasu ich aplikacji. Celem badań było określenie w warunkach dynamicznych wpływu kwasów octowego, propionowego i masłowego na kinetykę uwalniania i wiązania ortofosforanów, odpowiednio w fazie mieszania i napowietrzania.Wskali laboratoryjnej przebadano przemiany ortofosforanów w komorze SBR oczyszczającej ścieki mleczarskie w obecności LKT. Stwierdzono, że LKT wpływają na szybkość uwalniania i wiązania ortofosforanów. Zwiększanie ilości doprowadzanych kwasów propionowego i masłowego powodowało wzrost szybkości uwalniania i wiązania ortofosforanów w całym zakresie przebadanego stężenia (wzrost stężenia ChZT od 50 mg do 2100 mg O₂· dm⁻³). Doprowadzanie kwasu octowego w ilościach powodujących wzrost stężenia od 50 do 1400 mg O₂ · dm⁻³ przyczyniało się do zwiększania obu szybkości. Wtedy też kwas octowy był bardziej efektywny niż kwasy propionowy i masłowy. Dla najwyższej dawki kwasu octowego (wzrost ChZT ścieków o 2100 mg O₂· dm⁻³) zanotowano spadek obu szybkości. Ustalono także, że większe ilości uwalnianych i wiązanych ortofosforanów w obecności danego kwasu, nie oznaczają wyższej sprawności procesu usuwania fosforu. Świadczą o tym szybkości uwalniania i wiązania ortofosforanów w obecności kwasu octowego – w większości przypadków wyższe niż dla kwasów propionowego i masłowego. W tym samym czasie sprawność usuwania ortofosforanów w reaktorze z kwasem octowym nie zawsze była wyższa od efektywności tego procesu w obecności kwasów propionowego i masłowego.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2007
• Tom: 22
• Numer: 2
• Strony: 256-270
• Opis fizyczny: p.256-270,fig.,ref.

Twórcy

autor

Janczukowicz W

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

autor

Grabowski S.

autor

Pesta J.

autor

Brzozowska R.

Bibliografia

• ABU-GHARACH Z. H., RANDALL C. W. 1991. The effect of organic compounds on biological phosphorus removal. Wat. Sci. Technol., 23: 585-594.
• ARUN V., MINO T., MATSUO T. 1989. Metabolism of carboxylic acids located in and around the glycolytic pathway and the TCA cycle in the biological phosphorus removal process. Wat. Sci. Technol., 21: 363-374.
• CHEN Y., RANDALL A.A., MCCUE T. 2004. The efficiency of enhanced biological phosphorus removal from real wastewater affected by different ratios of acetic to propionic acid. Wat. Res., 38: 27-36.
• JANCZUKOWICZ W. 2005. Usuwanie fosforu ze ścieków mleczarskich w bioreaktorze sekwencyjnym w obecności wybranych lotnych kwasów tłuszczowych (LKT). Wyd. UWM, Olsztyn, Rozpr. i Monogr., 107: 1-134.
• KLIMIUK E. 1998. Kinetyka przemian związków azotu i fosforu w osadzie czynnym w warunkach beztlenowo-tlenowych. Wyd, ART, Olsztyn, Rozpr. i Monogr. 3.
• SATOH H., MINO T., MATSUO T. 1992. Uptake of organic substrates and accumulation of polyhydroxyalkanoates linked with glycolysis of intracellular carbohydrates under anaerobic conditions in the biological excess phosphate removal processes. Wat. Sci. Technol., 26: 933-942.
• RANDALL A.A., BENEFIELD L.D., HILL W.E., NICOL J.P. BOMAN G.K. JING S.R. 1997 . The effect volatile fatty acids on enhanced biological phosphorus removal and population structure in anaerobic/aerobic sequencing batch reactor. Wat. Sci. Technol., 35: 153-160
• RANDALL A.A., LIU Y-H. 2002. Polyhydroxyalkanoates from potentially a key aspect of aerobic phosphorus uptake in enhanced biological phosphorus removal. Wat. Res., 36 (14): 3473-3478.
• RUSTRIAN E., DELGENES J. P., MOLETTA R. 1997. Phosphate release and uptake by pure cultures of Acinetobacter sp.: Effect of the volatile fatty acids concentration. Curr. Microbiol., 34: 43-48.
• TAM N.F.Y., WONG Y.S., LEUNG G. 1992. Significance of external carbon source on simultaneous removal of nutrients from wastewater. Wat. Sci. Technol., 26 (5-6): 1047-1055.
• WENTZEL M.C., LO¨ TTER L.H., EKAMA G.A., LOEWENTHAL R.E., MARAIS G.V.R. 1991. Evaluation of biochemical models for biological excess phosphorus removal. Wat. Sci. Technol., 23: 567-576.