Research on developing of biofilm in the Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor with the Evu-Perl carrier, with particular emphasis on the nitrification process

Karolina Maria Szałkowska

Abstract

This thesis relates to research on developing of biofilm in the Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor with the Evu-Perl carrier, with particular emphasis on the nitrification process. The aim of the study was to develop the biofilm on the carrier, which will be capable of removing effectively the organic compounds and running a highly efficient nitrification process. The first part of the thesis characterizes the basic processes of biological removal of pollutants from wastewater, explains the mechanism and the advantages and disadvantages of the moving bed technology, which combines two conventional methods of biological wastewater treatment: biofilm and activated sludge process. The purpose of this solution is to intensify the benefits of both methods, while excluding their flaws. This technology allows to run all the basic processes of wastewater treatment in one tank, allowing as well the develop of biofilm of the age high enough to obtain a very high efficiency of nitrification. In addition, this method is characterized by the use of biomass carriers with a large active surface area, which allows to reduce the volume of the units at the wastewater plant. The second part of the thesis relates directly to the system in which studies were carried out for 89 days. The place of research and methodology of organizing physicochemical analyses of raw and treated wastewater has been described. The results of efficiency of removing the pollutants and the conditions in which the reactor worked on a day-to-day basis are included as well. There is an explanation of the changes that were made to the schedule of the reactor’s cycle and the changes in the composition of raw effluents, which allowed to extract 10 different stages throughout the duration of the experiment. Because of the priority of nitrification process, these changes were determined primarily by the results of its effectiveness, expressed as a decrease in the concentration of total Kjeldahl nitrogen and therefore, the consequent concentration of ammonium nitrogen in clean effluent. In order to investigate more thoroughly the single wastewater treatment cycle, its monitoring was carried out once, the results of which indicated the exactitude of the various pollutants removal processes. Finally, the results of the analyses of treated wastewater were compared with the requirements contained in the regulation of the Minister of Environment of 18 November 2014. The study's results confirm that in a moving bed biological reactor, it is possible to run within one cycle, the processes of the removal of organic and biogenic compounds. Thanks to the setup of the proper conditions in the reactor, it was possible to develop on the carrier the biofilm, which high age allowed to achieve almost a hundred percent efficiency of nitrification, as well as the high efficiency of the removal of carbon compounds. However, due to the need to ensure aerobic conditions for nitrification bacteria, the problem was to achieve effective biological phosphorus removal. However, this was not a primary objective during the research. However, it is apparent from the literature that, in the longer term of the biofilm develop and while considering all biological treatment processes, it would be possible to develop a biofilm that would effectively remove both nitrogen and phosphorus compounds.
Rodzaj dyplomuPraca inżynierska / licencjacka
Typ dyplomuPraca inżynierska
Autor Karolina Maria Szałkowska (WIBHiIŚ)
Karolina Maria Szałkowska
- Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Tytuł w języku polskimBadania nad wpracowaniem błony biologicznej w reaktorze MBSBBR z wypełnieniem EvU-Perl, ze szczególnym uwzględnieniem procesu nitryfikacji
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 Mirosław Szyłak-Szydłowski (WIBHiIŚ / KOKŚ)
Mirosław Szyłak-Szydłowski
- Katedra Ochrony i Kształtowania Środowiska
, Monika Żubrowska-Sudoł (WIBHiIŚ / ZZWOŚ)
Monika Żubrowska-Sudoł
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
Słowa kluczowe w języku polskimnitryfikacja, technologia złoża ruchomego, błona biologiczna, efektywność usuwania zanieczyszczeń, azot amonowy, azot Kjeldahla
Słowa kluczowe w języku angielskimnitrification, moving bed technology, biofilm, pollutant removal efficiency, ammonia nitrogen, total Kjeldahl nitrogen
Streszczenie w języku polskimNiniejsza praca dyplomowa dotyczy badań nad wpracowaniem błony biologicznej w reaktorze MBSBBR z wypełnieniem EvU-Perl, ze szczególnym uwzględnieniem procesu nitryfikacji. Celem badań było wykształcenie na wypełnieniu błony biologicznej, zdolnej do efektywnego usuwania związków organicznych oraz do prowadzenia wysoko – efektywnego procesu nitryfikacji. W pierwszej części pracy scharakteryzowano podstawowe jednostkowe procesy usuwania zanieczyszczeń ze ścieków na drodze biologicznej, a następnie wyjaśniono działanie oraz wady i zalety technologii złoża ruchomego, która łączy dwie konwencjonalne metody biologicznego oczyszczania ścieków, czyli złoża biologicznego oraz osadu czynnego. Celem stosowania takiego rozwiązania, jest zintensyfikowanie zalet obydwu metod, przy jednoczesnym wykluczeniu ich wad. Technologia ta pozwala na prowadzenie wszystkich podstawowych procesów oczyszczania ścieków w jednym reaktorze, umożliwiając dodatkowo wykształcenie błony biologicznej o wieku wystarczająco długim, aby uzyskać bardzo wysoką efektywność nitryfikacji. Dodatkowo metoda ta charakteryzuje się wykorzystaniem nośników biomasy o dużej powierzchni czynnej, co umożliwia zmniejszenie kubatury urządzeń na terenie oczyszczalni. Druga część pracy dotyczy bezpośrednio układu, w którym przez 89 dni prowadzone były badania. Opisane zostało stanowisko badawcze oraz metodyka prowadzenia analiz fizykochemicznych ścieków surowych i oczyszczonych. Omówiono otrzymane wyniki efektywności usuwania zanieczyszczeń i warunki, w jakich pracował reaktor w poszczególnych dniach. Wyjaśniono przeprowadzane zmiany w harmonogramie działania pracy reaktora oraz zmiany składu ścieków surowych, dzięki którym wyodrębniono10 etapów badawczych w całym okresie trwania eksperymentu. Z uwagi na uwzględnienie głównie procesu nitryfikacji, owe zmiany determinowane były przede wszystkim otrzymywanymi wynikami jej efektywności, wyrażonej zmniejszeniem stężenia azotu Kjeldahla i wynikającego z tego stężenia azotu amonowego w ściekach oczyszczonych. W celu dokładniejszego zbadania pojedynczego cyklu oczyszczania ścieków, jednorazowo przeprowadzono jego monitoring, którego wyniki wskazywały na poprawność przebiegu poszczególnych procesów usuwania zanieczyszczeń. Na koniec porównano wyniki analiz ścieków oczyszczonych z wymaganiami zawartymi w Rozporządzeniu Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014r. Omówione w pracy wyniki badań potwierdzają tezę, iż w reaktorze biologicznym ze złożem ruchomym możliwe jest prowadzenie w ciągu jednego cyklu procesów usuwania związków organicznych i biogennych. Dzięki wytworzeniu w reaktorze odpowiednich warunków, udało się wpracować na wypełnieniu błonę biologiczną, której długi wiek umożliwiał uzyskanie prawie stuprocentowej efektywności nitryfikacji, a także wysokiej efektywności usuwania związków węgla. Z uwagi jednak na konieczność zapewnienia warunków tlenowych dla bakterii nitryfikacyjnych, problemem było uzyskanie efektywnej defosfatacji. Nie był to jednak cel pierwszorzędny podczas prowadzenia badań. Z literatury wynika jednak, iż przy dłuższym okresie wpracowywania błony oraz uwzględnieniu wszystkich procesów oczyszczania biologicznego, możliwe byłoby wykształcenie błony biologicznej prowadzącej efektywne usuwanie zarówno związków azotu, jak i fosforu.
Plik pracy
Szałkowska_Karolina_Badania_nad_wpracowaniem_błony_biologicznej_w_reaktorze_MBSBBR_z_wypełnieniem_EvU-Perl_ze_szczególnym_uwzględnieniem_procesu_nitryfikacji_dr_hab_inż_Monika_Żubrowska-Sudoł.pdf 2.18 MB
Pola lokalneIdentyfikator pracy APD: 35297

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót