Wpływ właściwości fizykochemicznych ścieków z przemysłu cukierniczego na aktywność osadu czynnego i efektywność usuwania związków azotu

• Autorzy: Krzanowski S. , Walega A.

Warianty tytułu

EN

The effect of physicochemical properties of sugar industry wastes on activity of activated sludge and efficiency of nitrogen compound removal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu jest rozpoznanie właściwości fizykochemicznych ścieków z przemysłu cukierniczego pod kątem ich podatności na procesy biologicznego oczyszczania, a głównie usuwania związków azotu. Przedmiotowe badania prowadzono w skali laboratoryjnej, wykorzystując ciąg technologiczny, składający się z komory beztlenowej, gdzie realizowany był proces denitryfikacji i napowietrzanego zbiornika, w którym zachodził proces nitryfikacji z wbudowanym współśrodkowo osadnikiem wtórnym. Przeprowadzone badania wykazały, że skład analizowanych ścieków cukierniczych był zmienny w czasie i uzależniony od prowadzonego w zakładzie procesu produkcyjnego. Wykazano również, że analizowane ścieki są podatne na rozkład biologiczny, gdyż zawierają znaczny udział (92% całkowitego ChZT) substancji organicznej ulegającej biodegradacji. Utrzymywanie długiego wieku osadu (średnio 17 d) spowodowało ustabilizowanie się osadu, na co wskazywała niska wartość testu OUR równa 7,77 mgO2·gsm-1·h-1. Z powodu okresowych szczytowych obciążeń osadu ładunkiem azotu amonowego proces nitryfikacji przebiegał niestabilnie (średnia szybkość nitryfikacji wynosiła 0,67 mgN-NO3·gsm-1·h-1). Średnia szybkość denitryfikacji wynosiła 0,52 mgN-NO3·gsm-1·h-1.

EN

Biological methods have always played an important role in sludge treatment technology. Biological treatment may be conducted in various ways, in many cases as activated sludge method. Currently the processes and factors affecting efficient elimination of pollutants from municipal wastes have been relatively well identified. On the other hand the situation is different for industrial sludges. Efficiency of industrial sludge treatment plant depends mainly on physicochemical properties of sludge inflowing from individual enterprises. The work aimed at identification of sugar industry waste composition in view of its susceptibility to the processes of biological treatment, mainly removal of nitrogen compounds. The subject research was conducted in a laboratory model of bioreactor composed of an anoxic chamber where the denitrification process was conducted and aerated tank with a built-in secondary settlement tank in which nitrification process was taking place. Analyzed were sugar-mill wastes supplied from a factory and sewage treated in the analyzed model. Conditions in both chambers of the model treatment plant were monitored during the investigations. Activity of the activated sludge and the course of nitrification and denitrification processes were determined using OUR, AUR and NUR tests. The analyses have revealed that sugar wastes composition is variable in time and dependant on the production process realized in the factory. The variability may negatively affect the future treatment plant operation, particularly the course of nitrification process. It has been also demonstrated that the analyzed sewages are susceptible to biological decomposition because they contain a considerable proportion of organic substance undergoing biodegradation (92% of the total COD). A considerable content of the degradable substance in raw sewage is advantageous for the proper course of denitrification process. Problems with proper course of nitrification process, caused mainly by the composition of inflowing sewage, were observed during the experiment. Periodical presence of surface-active substances and fats in sewage caused a development of thread bacteria and accompanying activated sludge swelling. Maintaining long sludge age (on average 17days) caused the sludge stabilization as has been evidenced by low value of OUR test equaling 7.77 mgO2 · gsm-1·h-1. Due to periodical maximum loading of the sludge by ammonium nitrogen, nitrification process was unstable (mean nitrification rate was 0.67 mgN-NO3 ·gsm-1·h-1) whereas maintaining long sludge age and high oxygen concentration in the aerated tank might be the cause of low nitrification rate (0.52 mgN-NO3 ·gsm-1·h-1) and small participation of denitrifying bacteria in the system (19% of all microorganism populations). Despite these operational problems a satisfactory reduction of ammonium nitrogen (61%) and total nitrogen (64.8%) from the sewage was obtained.

Słowa kluczowe

PL

scieki przemyslowe; scieki cukiernicze; wlasciwosci fizykochemiczne; wskazniki zanieczyszczen; biochemiczne zapotrzebowanie tlenu; chemiczne zapotrzebowanie tlenu; zawiesina ogolna; azot ogolny; azot amonowy; fosfor ogolny; oczyszczanie sciekow; oczyszczanie biologiczne; osady czynne; nitryfikacja; denitryfikacja; usuwanie azotu

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2007
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.163-178,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Krzanowski S.

• Zakład Gospodarki Wodnej i Ochrony Wód, Akademia Rolnicza w Krakowie, Al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Walega A.

Bibliografia

• Barnard J. Projektowanie oczyszczalni z osadem czynnym usuwających związki biogenne. Materiały seminarium szkoleniowego nt: „Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni ścieków”, 28–29.06.2000, s. 13–59.
• Barnard J. L., Oleszkiewicz J. A. Charakterystyka ścieków i przykłady jej wpływu na wielkość komory osadu czynnego. Materiały seminarium szkoleniowego nt: „Filozofia projektowania a eksploatacja oczyszczalni ścieków”, 28–29.06.2000, Kraków, 239–248.
• Bernat K., Wojnowska-Baryła I., Dobrzyńska A. Nitrogen oxidation and reduction in aerated single-stage activated sludge process. Polish Journal of Environmental Studies, 2003, 12, 4, s. 387–394.
• Bever J., Stein A., Teichmann H. Zaawansowane metody oczyszczania ścieków. Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, Bydgoszcz 1997.
• Buraczewski G. Biotechnologia osadu czynnego. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1994.
• Gee C. S., Sudan M. T., Pfeffer J. T. Modelling of nitrification under substrate inhibiting conditions. J. Environ. Eng., 1990, 116, s. 18–31.
• Henze M., Harremoes P., Jansen J., Arvin E. Oczyszczanie ścieków. Procesy biologiczne i chemiczne. Wyd. Polit. Świętokrzyskiej, Kielce 2002.
• Kalisz L. Mikroorganizmy nitkowate i puchnięcie osadu czynnego. Instytut Kształtowania Środowiska, Warszawa 1978.
• Komorowska-Kaufman M., Majcherek H. Wpływ mechanicznego oczyszczania ścieków na biologiczne usuwanie azotu. Materiały Międzynarodowej Konferencji IWA nt: „Usuwanie związków biogennych ze ścieków i wód poosadowych”, Kraków 19–21.09.2005.
• Kristensen G. H., Jorgensen P. E., Henze M.. Characterization of functional microorganism groups and substrate in activated sludge and wastewater by AUR, NUR and OUR. Wat. Sci. Tech., 1992, vol. 25, 6, s. 43–57.
• Mamais D., Noutsopoulos C., Andreadakis A., Droubogianni J., Georgakopoulos A., Tsepapadakis E., Mariolos J. Rozruch i optymalizacja usuwania azotu w oczyszczalni Psyttalia. Materiały Międzynarodowej Konferencji IWA nt: „Usuwanie związków biogennych ze ścieków i wód poosadowych”, Kraków 19–21.09.2005.
• Mąkinia J. Przegląd zaleceń w sprawie eksploatacji wielofazowych komór osadu czynnego. Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna nt. „Eksploatacja systemów wodociągowo- kanalizacyjnych. Doświadczenia krajowe i zagraniczne”, Gdańsk, 26–27.11.1998.
• Montusiewicz A. Parametry warunkujące proces symultanicznej nitryfikacji/denitryfikacji SND w układach oczyszczania ścieków. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 2002, 12, s. 305–317.
• Podedworna J. Zintegrowane usuwanie azotu i fosforu w reaktorze SBR z długotrwałym dawkowaniem ścieków poprzez selektor. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej, Inżynieria Środowiska, 2002, 41.
• Stelmach K., Malicki J. Ograniczenia w stosowaniu klasycznego bioreaktora Bardenpho w modernizowanych oczyszczalniach ścieków. Mat. IX Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo- Technicznej z cyklu „Problemy gospodarki wodno-ściekowej w regionach rolniczoprzemysłowych”, Rajgród 16–24 czerwca 1997.
• Szewczyk K., W. Biologiczne metody usuwania związków azotu ze ścieków. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2005.