Przegląd literatury dotyczący wykorzystania zdezintegrowanych osadów nadmiernych/recyrkulowanych do wspomagania usuwania ze ścieków związków biogennych

• Autorzy: Żubrowska-Sudoł, M. , Walczak, J.

Warianty tytułu

EN

Literature review on the use of disintegrated excess/return activated sludge to enhance nutrients removal from wastewater

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono główne zagadnienia podejmowane w pracach badawczych nad możliwością zastosowania związków organicznych pozyskanych w procesie dezintegracji osadów nadmiernych/recyrkulowanych, jako dodatkowego źródła węgla organicznego dla zwiększenia efektywności usuwania ze ścieków związków biogennych. Z przeprowadzonego przeglądu literatury wynika, że dezintegracja osadu nadmiernego/recyr-kulowanego jest alternatywnym rozwiązaniem w stosunku do zastosowania komercyjnych zewnętrznych źródeł węgla organicznego (takich jak metanol, etanol, kwas octowy). O ile jednak dosyć dobrze rozpoznanym wydaje się możliwość zastosowania zdezintegrowanych osadów do wspomagania usuwania ze ścieków związków azotu, o tyle nadal zbyt mało prac prowadzi się w obszarze zintegrowanego biologicznego usuwania N i P.

EN

This paper describes main issues in the research studies on application of organic substrates obtained from disintegration of excess/return activated sludge as an additional source of organic carbon for improving the efficiency of nutrient removal from wastewater. The literature review indicates that disintegration of excess/return activated sludge is an alternative strategy to dosing commercial external carbon sources (such as methanol, ethanol, acetic acid). While possibility to use disintegrated sludge to enhance nitrogen removal appears to be quite well recognized, there is still too little work carried out in the field of the integrated biological removal of N and P.

Słowa kluczowe

PL

dezintegracja osadu; usuwanie azotu; usuwanie fosforu; źródło węgla

EN

carbon source; nitrogen removal; phosphorus removal; sludge disintegration

• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 3
• Strony: 112--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 58 poz.

Twórcy

autor

Żubrowska-Sudoł, M.

• Wydział Inżynierii Środowiska Poiitechniki Warszawskiej,

autor

Walczak, J.

• Wydział Inżynierii Środowiska Poiitechniki Warszawskiej,

Bibliografia

• [1] Nyberg U., Andreson В., Aspegren H. 1996: Long-term experiences with external carbon sources for nitrogen removal, Water Science and Technology, 33 (12), 109-116.
• [2] Cho E.S., Ahn K.-H., Molof A.H. 2004: Comparison of sequentially combined carbon with sole carbon in denitrification and biological phosphorus removal, Water Science and Technology, 49 (5-6), 251-256.
• [3] Mokhayeri Y., Riffat R., Murthy S., Bailey W., Takacs I., Bott C. 2009: Balancing yield, kinetics and cost for three external carbon sources for suspended growth post-denitrification, Water Science and Technology, 60 (10), 2485-2491.
• [4] Swinarski M., Mąkinia J., Czerwionka K., Chrzanowska M. 2009: Industrial wastewater as an external carbon source for optimization of nitrogen removal at the "Wschód" WWTP in Gdansk (Poland), Water Science and Technology, 59 (1), 57-64.
• [5] Cappai G., Carucci Α., Onnis A. 2004: Use of industrial wastewaters for the optimization and control of nitrogen removal processes, Water Science and Technology, 50 (6), 17-24.
• [6] Quan Z., Jin Y., Yin C., Lee J.J., Lee S. 2005: Hydrolyzed molasses as an external carbon source in biological nitrogen removal, Bioresource Technology, 96, 1690-1695.
• [7] Mąkinia J., Czerwionka K., Oleszkiewicz J., Kulbat E., Fudala-Ksiazek S. 2011: A Distillery By-Product as an External Carbon Source for Enhancing Denitrification in Mainstream and Sidestream Treatment Processes. Materiały Międzynarodowej Konferencji nt. „Nutrient Recovery and Management", Floryda (USA), 560-571.
• [8] Dong W-y., Zhang X-b., Wang H-j., Sun F-y., Liu T-z. 2012: Enhanced denitrification with external carbon sources in a biological anoxic filter, Water Science and Technology, 66 (10), 2243-2250.
• [9] Rohrbacher J., Bilyk K., Bruton T., Pitt P., Latimer R. 2011 : Full-Scale Pilot Studies Investigate Glycerin as a Carbon Source for Denitrification. Materiały Międzynarodowej Konferencji nt. „Nutrient Recovery and Management", Floryda (USA).
• [10] Csry Α., Rdegaard H. 1994: Denitrification in biofilms with biologically hydrolysed sludge as carbon source, Water Science and Technology, 29 (ΙΟΙ 1), 93-100.
• [11] Jönsson K., Pottier Α., Dimitrova I., Nyberg U. 2008: Utilising laboratory experiments as a first step to introduce primary sludge hydrolysis in full-scale, Water Science and Technology, 57 (9), 1397-1403.
• [12] Rabinowitz В., Kim Fries M., Knezevic Z., Marshall F. 2011: Design and commissioning of Calgary's New State-of-the-Art biological nutrient removal WWTP, Materiały Międzynarodowej Konferencji nt. „Nutrient Recovery and Management", Floryda (USA), 873-889.
• [13] Kampas P., Parsons SA, Pearce P., LeDoux S., Vale P., Cartmell E., Soaers A. 2009: An internal carbon source for improving biological nutrient removal, Bioresource Technology, 100, 149-154.
• [14] Biradar P.M., Roy S.B., D'Souza S.F., Pandit A.B. 2010: Excess cell mass as an internal carbon source for biological denitrification, Bioresource Technology, 101, 1787-1791.
• [15] Park K.Y., Lee J.W., Song K.G., Ahn K.H. 2011: Ozonolysate of excess sludge as a carbon source in an enhanced biological phosphorus removal for low strength wastewater, Bioresource Technology, 102, 2462-2467.
• [16] Zielewicz E. 2008: Dezintegracja ultradźwiękowa i hybrydowa osadu nadmiernego; Termiczna mineralizacja osadu ściekowego. V Konferencja naukowo-techniczna, Nowogród k. Łomży, 3-5 września 2008 г., Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa, 59-83.
• [17] Tiehm Α., Nickel К., Zellhorn M., Neis U. 2001 : Ultrasonic waste activated sludge disintegration for improving anaerobic stabilization, Water Research, 35 (8) 2003-2009.
• [18] Wang F., Shan Lu S., Ji M. 2006: Components of released liquid from ultrasonic waste activated sludge disintegration, Ultrasonics Sonochemistry, 13, 334-338.
• [19] Cichowicz К. 2007: Dezintegracja ultradźwiękowa osadów ściekowych, Oczyszczanie Ścieków i Przeróbka Osadów Ściekowych, Zielona Góra, 135-140.
• [20] Zielewicz E. 2007: Dezintegracja ultradźwiękowa osadu nadmiernego w pozyskiwaniu lotnych kwasów tłuszczowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Inżynieria Środowiska, z. 58, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [21] Jiang J., Yang S., Chen M., Zhang Q. 2009: Disintegration of sewage sludge with bifrequency ultrasonic treatment, Water Science and Technology, 60 (6), 1445-1453.
• [22] Cimochowicz-Rybicka M., Rybicki S.M. 2010: Disintegration of fermentem sludge - possibilities and potential gas, Environmental Engineering III, Taylor & Francis Group, London, 265-271.
• [23] Müller J. 2000: Disintegration as a key-step in sewage sludge treatment, Water Science and Technology, 41,8, 123-130.
• [24] Nah W., Kang Y. W. 2000: Mechanical pretreatment of waste activated sludge for anaerobic digestion process, Water Research, 34, 2362-2368.
• [25] Fukas-Płonka Ł., Janik M. 2006: Homogenizacja osadu nadmiernego, Forum Eksploatatora, 3, 14-16.
• [26] Camacho P., Deleris S., Geaugey V., Ginestet P., Paul E. 2002: A comparative study between mechanical, thermal and oxidative disintegration techniques of waste activated sludge, Water Science and Technology, 46 (10) 79-87.
• [27] Eskicioglu C., Kennedy K. J., Droste R. L. 2006: Characterization of soluble organic matter of waste activated sludge before and after thermal pretreatment, Water Research, 40, 3725-3736.
• [28] Machnikowska J., Legun J. 2007: Technologia Cambi - doświadczenia eksploatacyjne, Oczyszczanie Ścieków i Przeróbka Osadów Ściekowych, Zielona Góra, 149-154.
• [29] Phothilangka P., Schoen Μ. Α., Wett B. 2008: Benefits and drawbacks of thermal pre-hydrolysis for operational performance of wastewater treatment plants, Water Science and Technology, 58, 8, 1547-1553.
• [30] Song K.-G., Choung Y.-K., Ahtf K.-H., Cho J., Yun H. 2003: Performance of membrane bioreactor system with sludge ozonation process for minimization of excess sludge production, Desalination, 157, 353-359.
• [31] Saktaywin W., Tsuno H., Nagare H., Soyama T., Weerapakkaroon J. 2005: Advanced sewage treatment process with excess sludge reduction and pho-sohorus recovery, Water Research, 39, 902-910.
• [32] Dytczak M.A., Londry K.L., Siegrist H., Oleszkiewicz J.A. 2007: Ozonation reduces sludge production and improves denitrification, Water Research, 41, 543-550.
• [33] Lahnsteiner J., Vranitzky R. 2010: Ozone treatment of organic micro-polllu-tants in sewage sludge, Water Science and Technology, 61, 11, 2923-2930.
• [34] Schmitz U., Berger Ch. R., Orth H. 2000: Protein analysis as a simple method for the quantitative assessment of sewage sludge disintegration, Water Research, 34, 3682-3685.
• [35] Nickle K., Neis U. 2007: Ultrasonic disintegration of biosolids for improved biodégradation, Ultrasonics Sonochemistry, 14, pp. 450-455.
• [36] Tomczak-Wandzel R., Mędrzycka К. 2007: Próby szybkiej oceny stopnia dezintegracji osadów ściekowych, Oczyszczanie Ścieków i Przeróbka Osadów Ściekowych, Zielona Góra, 141-147.
• [37] Aravinthan V., Mino T., Takizawa S., Satoh H., Matsuo T. 2001: Sludge hydrolysate as a carbon source for denitrification, Water Science and Technology, 43 (1), 191-199.
• [38] Ahn K.H., Yeom I.T., Park K.Y., Maeng S.K., Lee Y., Song K. G., Hwang J.H. 2002:Reduction of sludge by ozone treatment and production of carbon source for denitrification, Water Science and Technology, 46 (11-12), 121-125.
• [39] Kampas P., Parsons SA, Pearce P., LeDoux S., Vale P., Churchley J., Cart-mell E. 2007a: Mechanical sludge disintegration: providing an alternative carbon source for nutrient removal, Environmental Technology, 28 (4), 471-477.
• [40] Soaers Α., Kampas P., Maillard S., Wood E., Brigg J., Tillotson M., Parsons S. Α., Cartmell Ε. 2010: Comparison between disintegrated and fermented sewage sludge for production of a carbon source suitable for biological nutrient removal, Journal of Hazardous Materials, 175, 733-739.
• [41] Żubrowska-Sudoł M. 2013: Mechaniczna dezintegracja osadów ściekowych jako metoda pozyskiwania związków organicznych dla intensyfikacji procesu denitryfikacji, Prace Naukowe, Inżynieria Środowiska, z. 67, Oficyna Wydawnicza PW.
• [42] Park K.Y., Lee J.W., Ahn K.H., Maeng S.K., Hwang J.H., Song KG. 2004: Ozone Disintegration of Excess Biomass and Application to Nitrogen Removal, Water Environment Research, 76 (2), 162-167.
• [43] Kim Т.Н., Nam Y.K., Park Ch., Lee M. 2009: Carbon source recovery from waste activated sludge by alkaline hydrolysis and gamma-ray irradiation for biological denitrification, Bioresource Technology, 100, 5694-5699.
• [44] Liu H., Zhao F., Мао В., Wen X. 2012: Enhanced nitrogen removal in a wastewater treatment process characterized by carbon source manipulation with biological adsorption and sludge hydrolysis, Bioresource Technology, 114, 62-68.
• [45] Yan P., Ji F., Wang J., Fan J., Guan W., Chen Q. 2013: Evaluation of sludge reduction and carbon source recovery from excess sludge by the advanced Sludge reduction, Inorganic solids separation, Phosphorus recovery, and Enhanced nutrient Removal (SIPER) wastewater treatment process, Bioresource Technology, 344-351.
• [46] Anielak A. M., Kaczmarek F. 2012: Osad nadmierny jako alternatywne źródło węgla w biologicznych procesach oczyszczania ścieków komunalnych, Gaz Woda i Technika Sanitarna, 1, 21-24.
• [47] Meng X., Liu D., Yan, К., Song X., Zhang G., Yu J., Zhang J., Tang Y., Li К. 2013: A full scale anaerobic-anoxic-aerobic process coupled with low-dose ozonation for performance improvement, Bioresource Technology, 146, 240-246.
• [48] Żubrowska-Sudoł M., Walczak J. 2013: Możliwość wykorzystania nadmiernych osadów ściekowych jako zewnętrznego źródła węgla w procesie oczyszczania ścieków - badania wstępne. Materiały konferencyjne nt. „Oczyszczanie ścieków komunalnych i unieszkodliwianie osadów ściekowych - procesy, technologie i urządzenia" wydane na płycie CD. Warszawa, 25 kwietnia 2013.
• [49] Schmitt W. 2006: Raport końcowy. Zastosowanie systemu CROWN służącego do dezintegracji osadu recyrkulowanego na Centralnej oczyszczalni ścieków w Wiesbaden - stolicy Hesji, Mat. Konf. Gdańska Fundacja Wody.
• [50] Łuszczek B. 2008: Próby zastosowania zdezintegrowanego osadu nadmiernego jako dodatkowego źródła węgla do procesu denitryfikacji w Oczyszczalni Ścieków Płaszów w Krakowie, Materiały II Seminarium Naukowo-Technicznego z cyklu „Biologiczne usuwanie związków biogennych", Warszawa, 1-9.
• [51] Kampas P., Parsons S. Α., Pearce P., Ledoux S., Vale P., Churchley J., Cartmell E. 2007b: Mechanical sludge disintegration for the production of carbon source for biological nutrient removal, Water Research, 41, 1734-742.
• [52]Vondrysovä J., Koubovâ J., Jeniček P. 2009: Improving denitrification by disintegration of activated sludge, Materiały konferencyjne 2nd IWA Specialized Conference "Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes", Kraków (Polska), 475^83.
• [53] Kim K., Fujita M., Daimon H., Fujie K. 2005: Application of hydrothermal reaction for excess sludge reuse as carbon sources in biological phosphorus removal, Water Science and Technology, 52 (10-11), 533-541.
• [54] Strünkmann G. W, Müller J. Α., Albert F., Schwedes J. 2006: Reduction of excess sludge production using mechanical disintegration devices, Water Science and Technology, 54 (5), 69-76.
• [55] Projekt badawczy nt. „Dezintegracja osadów ściekowych jako metoda pozwalająca na uzyskanie alternatywnego źródła węgla organicznego dla procesów biologicznego usuwania ze ścieków związków biogennych" finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, Nr N N523 73684.
• [56] Böhler M., Siegrist H. 2007: Potential of activated sludge ozonation, Water Science and Technology, 55 (12), 181-187.
• [57] Müller J. 2001 : Prospects and problems of sludge pre-treatment processes, Water Science and Technology, 44, 10, 121-128.
• [58] Żubrowska-Sudoł M., Podedworna J., Heidrich Z., Krawczyk P., Szczygieł J. 2010: Experimental feasibility study on application of a mechanical cavitation inducer for disintegration of wastewater sludges, Environmental Engineering III, 2010 Taylor & Francis Group, London, 257-261.