Analysis of the effect of dry solids concentration of disintegrated activated sludge on aerobic microorganisms activit

Jan Paweł Górecki

Abstract

Purpose of this thesis was to analyze effect of parameters such as activated sludge dry solids content and disintegration energy density on disintegration efficiency. During the studies three series of tests were done. Activated sludge form two streams from municipal waste water treatment plant was used. One stream was external recirculation. Activated sludge from that stream was tested without changing dry solids content. Second stream was sludge thickened on filter press. In case of thickened sludge dry solids concentration was changed to obtain three different concentrations assumed in study plan: 2,3%, 3,3%, 4,3% TSS. On every sample hydrodynamic disintegration was done with energy density of: 70, 140, 210, 280, 350 kJ/l. Oxygen Uptake Rate (OUR) was used to measure disintegration impact on sludge aerobic biomass. For each sample OUR test was done twice and results presented in this thesis are average from both tests. Results were analyzed in two ways: as an absolute speed of oxygen uptake and as activity/inactivity degree, meaning in reference to OUR measured for non-disintegrated sludge sample. During results analyzing it was found that origin of the sludge (the stream that sludge has come from) has pivotal meaning for activated sludge susceptibility to disintegration and that is the cause for analyzing results for recirculated sludge in parallel to thickened sludge, not by direct comparison. Presumably this is because of additional treatment processes which has been subjected to thickened sludge. In that case it was thickening on filter press with the addition of the polymer. Dry solids content has a visible impact on mechanical disintegration efficiency, especially in range of energy density of 70 – 210 kJ/l. While using higher energy density of 280 and 350 kJ/l, this influent seems to get smaller. Overall impact of dry solids content to disintegration efficiency is not recurrent in all series. In series I inversion proportion of dry solids content to disintegration efficiency was observed. In series II and III thickened sludge 3,3% dry solids content was most resistant to one of disintegrations effect, which is damage or inactivation of microorganisms cells. Density of energy used for sludge disintegration has a key meaning for this process efficiency. While using two lowest energy densities (70 and 140 kJ/l) rise or only small drop of oxygen uptake rate was observed. Increasing energy density first to 210 kJ/l and then to 280 kJ/l caused significant drops of oxygen uptake rate for every sample tested. Next energy density increase to 350 kJ/l caused further drop in biomass oxygen uptake rate, but it was much smaller the previous changes. When considering correlation of both tested parameters impact on disintegration process it is visible that trends had the same directions in any case, but the amount of change was different. This was observed even for sludges origin from different streams. In addition to already described research there was attempt to determine the type of microorganisms inactivation: is it durable or transient inactivation. In order to check that samples of recirculated sludge and thickened sludge 4,3%, after first OUR test, were aerated for 24 hours in temperature of 20°C. After that time OUR tests were done once more on those samples. Those tests did not have any unequivocal results.
Rodzaj dyplomuPraca magisterska
Autor Jan Paweł Górecki (WIBHiIŚ)
Jan Paweł Górecki
- Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Tytuł w języku polskimAnaliza wpływu stężenia suchej masy dezintegrowanych osadów czynnych na aktywność mikroorganizmów tlenowych
Promotor Monika Żubrowska-Sudoł (WIŚ / 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 (WIŚ / ZZWOŚ)
Kierunek / specjalność studiówInżynieria Środowiska
Językpl polski
Status pracy Obroniona
Data obrony17-03-2016
Data (rok) wydania2016
Recenzenci Monika Żubrowska-Sudoł (WIŚ / ZZWOŚ)
Monika Żubrowska-Sudoł
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
, Katarzyna Umiejewska (WIŚ / ZZWOŚ)
Katarzyna Umiejewska
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
Słowa kluczowe w języku polskimosad czynny, dezintegracja, sucha masa, gęstość energii, testy szybkości poboru tlenu, OUR
Słowa kluczowe w języku angielskimactivated sludge, disintegration, dry solids content, energy density, oxygen uptake rate, OUR
Streszczenie w języku polskimCelem niniejszego opracowania było zbadanie wpływu parametrów takich jak stężenie suchej masy osadu czynnego i gęstość energii przy której prowadzono proces dezintegracji mechanicznej osadu na efektywność tego procesu. W ramach badań przeprowadzono trzy serie testów, w których wykorzystano osad czynny pochodzący z dwóch różnych strumieni na oczyszczalni ścieków komunalnych. Jednym z badanych osadów był osad pochodzący ze strumienia recyrkulacji zewnętrznej, który poddawano próbom dezintegracji przy wybranych gęstościach energii bez zmiany jego stężenia. Drugi badany osad pochodził ze strumienia zagęszczonego. W przypadku osadu zagęszczonego rozcieńczano go w celu uzyskania 3 stężeń założonych w planie badań: 2,3%, 3,3% i 4,3% s.m. Każdy z badanych osadów poddano dezintegracji hydrodynamicznej przy założonych gęstościach energii wynoszących: 70, 140, 210, 280, 350 kJ/l. Do oceny wpływu dezintegracji na biomasę tlenową badanych osadów wykorzystano testy szybkości poboru tlenu (testy OUR). Dla każdej próby test OUR wykonywano dwukrotnie, a omawiane wyniki są średnią z obu pomiarów. Otrzymane rezultaty rozpatrywano na dwa sposoby: jako bezwzględną szybkość poboru tlenu przez biomasę po przeprowadzeniu procesu dezintegracji przy zastosowaniu danych parametrów oraz jako stopień aktywności/dezaktywacji osadu, tj. w odniesieniu do szybkości poboru tlenu przez biomasę nie poddaną procesowi dezintegracji. W toku analizy otrzymanych rezultatów stwierdzono iż pochodzenie osadu (strumień z którego pobrano próbkę do badań) ma duży wpływ na jego podatność na dezintegrację, dlatego rozważania dotyczące osadu recyrkulowanego prowadzono równolegle w stosunku do osadu ze strumienia zagęszczonego, nie porównując wyników bezpośrednio. Przypuszczalnie wpływ na taki stan rzeczy mają dodatkowe procesy przeróbki jakim poddany był osad ze strumienia zagęszczonego przed pobraniem próbki do badań, tj. zagęszczanie na prasie filtracyjnej z dodatkiem polimeru. Stężenie suchej masy osadu poddawanego dezintegracji mechanicznej ma widoczny wpływ na efektywność tego procesu, zwłaszcza przy gęstości energii w zakresie 70 – 210 kJ/l. Przy gęstościach energii wyższych (280 i 350 kJ/l) wpływ ten stopniowo zanika. Otrzymane w kolejnych seriach wyniki dotyczące tego zagadnienia nie są powtarzalne: w serii I zauważono odwrotną proporcjonalność stężenia suchej masy osadu do podatności biomasy tlenowej na dezaktywację, podczas gdy w serii II i III osadem najmniej podatnym na jeden z efektów dezintegracji, którym jest liza mikroorganizmów był osad o stężeniu 3,3% s.m. Gęstość energii przy jakiej prowadzono dezintegrację osadów ma kluczowy wpływ na efektywność tego procesu. Przy dwóch najniższych gęstościach energii (70 i 140 kJ/l) każdorazowo odnotowywano wzrostu lub niewielki spadek aktywności biomasy tlenowej. Zwiększanie gęstości energii do 210 kJ/l a następnie 280 kJ/l powodowało znaczące spadki szybkości poboru tlenu przez mikroorganizmy. Kolejne zwiększenie gęstości do 350 kJ/l powodowało dalsze obniżenie szybkości poboru tlenu, jednak już znacznie mniejsze. W odniesieniu do korelacji obu badanych czynników na efektywność dezintegracji: niezależnie od strumienia z którego osady pochodziły oraz stężenia suchej masy przy której prowadzono proces, kierunki zmian szybkości poboru tlenu były takie same, jednak różna była wielkość owych zmian. Dodatkowo na próbach osadu recyrkulowanego oraz zagęszczonego 4,3% przeprowadzono badania nad rodzajem dezaktywacji mikroorganizmów. Próby te po pomiarze szybkości poboru tlenu napowietrzano przez 24h w temperaturze ok. 20°C, a następnie powtarzano pomiar. Testy te nie przyniosły jednoznacznych rezultatów.
Plik pracy
Jan Górecki Analiza wpływu stężenia suchej masy dezintegrowanych osadów czynnych na aktywność mikroorganizmów tlenowych wersja finalna.pdf 4.28 MB
Pola lokalneIdentyfikator pracy APD: 9915

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót