Analysis of the speed of the nitrification process and the anammox process in a two-stage deamonification system

Sylwia Wiktoria Burzyńska

Abstract

Removal of nitrogen from sludge waters is a problem that occurs in sewa-ge treatment plants, and results from the fact that sludge waters contain high concentrations of ammonium nitrogen at relatively low BOD5 values. For their purification, it is suggested to use an innovative deamonification process which uses the anaerobic ammonium oxidation process (Anammox), discovered at the end of the 20th century. This thesis is devoted to this innovative process. Its aim was to analyze the speed of the nitritation process (that is, the first stage of nitrification) and the anammox process in a two-stage deamonifi-cation system. The work is divided into two parts: the theoretical part and the research part. The scope of the theoretical part included discussing the pro-blem of sludge waters in municipal wastewater treatment plants, discussing the process of deamonification taking into account the principles of the process, factors affecting its efficiency and its advantages and disadvantages in rela-tion to the classic method of nitrogen removal using autotrophic nitrification and heterotrophic denitrification, as well as the discussion of technological sys-tems used to remove nitrogen from sludge waters in the side sewage treat-ment. The scope of the research part included the analysis of the speed of the first phase of nitrification, the second phase of nitrification and the process of anaerobic ammonia oxidation. As part of the research, batch tests were carried out to assess the activity of the following groups of microorganisms: oxidizing ammonia (AOB), oxidizing nitrites (NOB), conducting the anammox process (SAA test). They were carried out on real wastewater, which fed the pilot reactor and synthetic sewage, the composition of which depended on the type of test performed. The pilot reactor was located in the "Czajka" Sewage Treatment Plant and was powered with real leachate generated in the process of dewatering of post-fermentation sludges. Based on the results of the batch tests, the presence of particular types of bacteria in the compartments of the pilot system was found. The highest re-ceived speed values of individual processes were close to the values contained in the literature. The speeds of the process of the second phase of nitrification were about an order of magnitude less than the speed of the first nitrification phase. This is desirable in systems using deamonification, in which the activity of bacteria conducting the nitration process is hampered. On the basis of the conducted research, it can also be concluded that an im-portant element of introducing the deamonification system in a sewage treat-ment plant is adequate laboratory control and permanent monitoring of the system. As a result, nitrating bacteria and annamox bacteria can be provided with suitable conditions for development and high activity, which in turn ensures high efficiency of nitrogen removal from treated sludge waters.
Rodzaj dyplomuPraca inżynierska / licencjacka
Typ dyplomuPraca inżynierska
Autor Sylwia Wiktoria Burzyńska (WIBHiIŚ)
Sylwia Wiktoria Burzyńska
- Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Tytuł w języku polskimAnaliza szybkości procesu nitrytacji oraz procesu Anammox w dwu-stopniowym układzie deamonikfikacji
Promotor Monika Żubrowska-Sudoł (WIBHiIŚ / ZZWOŚ)
Monika Żubrowska-Sudoł
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
Jednostka dyplomującaWydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska (WIBHiIŚ)
Jednostka prowadzącaZakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków (WIBHiIŚ / ZZWOŚ)
Kierunek / specjalność studiówInżynieria Środowiska
Językpl polski
Status pracy Obroniona
Data obrony01-08-2019
Data (rok) wydania2019
Recenzenci Monika Żubrowska-Sudoł (WIBHiIŚ / ZZWOŚ)
Monika Żubrowska-Sudoł
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
, Mirosław Szyłak-Szydłowski (WIBHiIŚ / KOKŚ)
Mirosław Szyłak-Szydłowski
- Katedra Ochrony i Kształtowania Środowiska
Słowa kluczowe w języku polskimbiologiczne oczyszczanie ścieków, anammox, deamonifikacja, usuwanie azotu
Słowa kluczowe w języku angielskimbiological waste water treatment, anammox, deamonification, nitrogen removal
Streszczenie w języku polskimUsuwanie azotu z wód osadowych jest to problem, który występuje w oczyszczalniach ścieków, a wynika z faktu iż wody osadowe zawierają wysokie stężenia azotu amonowego przy relatywnie niskich wartościach BZT5. Do ich oczyszczania proponuje się stosować innowacyjny proces deamonifikacji wykorzystujący odkryty pod koniec XX wieku proces beztlenowego utleniania amoniaku (Anammox). Temu innowacyjnemu procesowi została poświęcona niniejsza praca dyplomowa. Jej celem była analiza szybkości procesu nitrytacji (czyli pierwszego etapu nitryfikacji) oraz procesu anammox w dwustopniowym układzie deamonifikacji. Praca została podzielona na dwie części: część teoretyczną oraz część badawczą. W zakres części teoretycznej wchodziło omówienie problematyki wód osadowych w komunalnych oczyszczalniach ścieków, omówienie procesu deamonifikacji z uwzględnieniem zasady procesu, czynników wpływających na jego efektywność oraz jego wad i zalet w odniesieniu do klasycznego sposobu usuwania azotu wykorzystującego autotroficzną nitryfikację i heterotroficzną denitryfikację , jak również omówienie układów technologicznych stosowanych do usuwania azotu z wód osadowych w bocznym ciągu oczyszczania ścieków. W zakres części badawczej wchodziła analiza szybkości pierwszej fazy nitryfikacji, drugiej fazy nitryfikacji oraz procesu beztlenowego utleniania amoniaku. W ramach badań wykonywano testy porcjowe mające na celu ocenę aktywności następujących grup mikroorganizmów: utleniających amoniak (AOB), utleniających azotyny (NOB), prowadzących proces anammox (test SAA). Były one wykonywane na ściekach rzeczywistych, które zasilały reaktor pilotowy oraz na ściekach syntetycznych, których skład był uzależniony od rodzaju wykonywanego testu. Reaktor pilotowy znajdował się w Oczyszczalni Ścieków „Czajka” i był zasilany rzeczywistymi odciekami powstałymi w procesie odwadniania osadów pofermentacyjnych. Na podstawie wyników otrzymanych w testach porcjowych stwierdzono obecność poszczególnych rodzajów bakterii w komorach układu pilotowego. Najwyższe otrzymane wartości szybkości poszczególnych procesów były zbliżone do wartości zawartych w literaturze. Szybkości procesu drugiej fazy nitryfikacji były o około rząd wielkości mniejsze od szybkości procesu pierwszej fazy nitryfikacji. Jest to pożądane w układach z deamonifikacją, w których dąży się do zahamowania aktywności bakterii pro-wadzących proces nitratacji. Na podstawie przeprowadzonych badań można również stwierdzić, iż ważnym elementem wprowadzania układu deamonifikacji w oczyszczalni ścieków jest odpowiednia kontrola laboratoryjna oraz stałe monitorowanie układu. Dzięki temu można zapewnić bakteriom nitrytacyjnym oraz bakteriom anammox odpowiednie warunki do rozwoju i do uzyskania wysokiej aktywności, co w konsekwencji zapewnia uzyskanie wysokiej efektywności usuwania azotu z oczyszczanych wód osadowych.
Plik pracy
Analiza_szybkości_procesu_nitryracji_oraz_procesu_anammox_w_dwustopniowym_układzie_deamonifikacji.pdf 4.09 MB
Pola lokalneIdentyfikator pracy APD: 32584

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót