The rate of speed of nitrification process analysis by using Moving Bed Technology

Ludwika Julia Załuga , Olga Zając

Abstract

The aim of this thesis is a comparison the activity of micro-organisms which conducting the first and the second phase of nitrification process, depending of the developing form of the biomass in the reactor ( activated sludge and/or carriers with the biofilm growing). The process of partial nitrification is modern technology, which is becoming a part of nitrogen removal from in the wastewater treatment process. This theisis is separated in two main parts. The first one contains a theoretical description of the process of removing organic matter from sewage. In addition of detailed description of the ammonification, nitrification and denitrification process, the partial nitrification was described. Additionally the discovery of Comammox bacteria was included, the micro-organism that conduct the full nitrification process. The last chapter of theoretical part was about the Anammox process which brings the new opportunities in the branch of nitrogen removal from the wastewater. The partial part contains a proceeded analysis of rate of nitrification process for the different form of biomass developed in the reactor. One of the reactor worked in the hybrid moving bed technology, MBSBBR-IFAS (Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor- Integrated Fixed-Film Activated Sludge), the second one in clear moving bed technology - MBSBB (Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor). The reactors worked in three 8-hours series day and night. Each of the series contained aeration phase, non-aeration phase, cleavage phase and decanting phase. During the experiments the way and the duration time of aeration was changing, also the air concentration level was changed. For assessing the changes of the activity of the bacteria conducted the first phase of the nitrification process – nitritation, biochemical tests AOB was used ( Ammonia-Oxidizing Bacteria) , for the bacteria of the second phase nitratation test NOB( Nitrite Oxidizing Bacteria). In addition there was tests OUR conducted (Oxygen Utilization Rate) which aim was to analyse the activity of the bacteria by the analyse of oxygen use utilization rate. The results of analysis have shown that by conducted experiments, that the form of the developed biomass in the bioreactor, influence the activation of individual nitrification phase process. The results of comparison of nitritation and nitratation speed rate, for reactor MBSBBR-IFAS, have shown that the biggest efficiency of AOB bacteria appeared in the conditions of continuously aeration. For NOB bacteria, in conditions of changing aeration ( 40 minutes with aeration, 10 minutes without aeration. For reactor MSBBR bacteria AOB shown the biggest efficiency in conditions of changing aeration ( 30 minutes with aeration, 10 minutes without), NOB bacteria in conditions od 40 minutes of aeration, 10 minutes without. The comparison of tests AOB and NOB results with test OUR results have shown that conducting only the OUR tests would be not enough to possess the detailed information about the AOB and NOB bacteria activity.
Rodzaj dyplomuPraca magisterska
Autor Ludwika Julia Załuga (WIBHiIŚ)
Ludwika Julia Załuga
- Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
, Olga Zając (WIBHiIŚ)
Olga Zając
- Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Tytuł w języku polskimAnaliza szybkości procesu nitryfikacji przebiegającego w reaktorach ze złożem ruchomym
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
, 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
, Monika Żubrowska-Sudoł (WIBHiIŚ / ZZWOŚ)
Monika Żubrowska-Sudoł
- Zakład Zaopatrzenia w Wodę i Odprowadzania Ścieków
Słowa kluczowe w języku polskimZłoże ruchome, Nitryfikacja, azot, AOB, NOB MBSBBR, MBSBBR-IFAS
Słowa kluczowe w języku angielskimMoving Bed Technology, nitrification, nitrogen, AOB, NOB, MBSBBR, MBSBBR-IFAS
Streszczenie w języku polskimCelem niniejszej pracy dyplomowej jest porównanie aktywności mikroorganizmów odpowiadających za prowadzenie I i II fazy procesu nitryfikacji w zależności od formy, w jakiej biomasa rozwija się w reaktorze (tj. osad czynny lub/i błona biologiczna). Analizowany w pracy proces częściowej nitryfikacji jest innowacyjną technologią wprowadzaną do układów usuwania azotu ze ścieków. Pracę podzielono na dwie części. Pierwszą z nich jest omówienie procesów przemian azotu zachodzących podczas biologicznego oczyszczania ścieków. Prócz szczegółowego opisu procesów amonifikacji, nitryfikacji i denitryfikacji opisano również proces częściowej nitryfikacji, jako metodę alternatywną w procesie oczyszczania ścieków. Dodatkowo zostało przedstawione odkrycie bakterii Comammox, mikroorganizmów, które dokonują pełnego procesu nitryfikacji. Końcowy podrozdział części teoretycznej poświęcono procesowi Anammox. Proces ten kreuje nowe szanse w dziedzinie usuwania azotu amonowego ze ścieków. W ramach części doświadczalnej przeprowadzono analizę szybkości procesu nitryfikacji dla różnych form biomasy pobranej z reaktorów laboratoryjnych– błony biologicznej immobilizowanej na ruchomych nośnikach lub/i osadu czynnego, z uwzględnieniem dwóch technologicznych konfiguracji pracy reaktorów ze złożem ruchomym. Jeden z reaktorów pracował w hybrydowej technologii złoża ruchomego – MBSBBR-IFAS (ang. Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor- Integrated Fixed-Film Activated Sludge), drugi w czystej technologii złoża ruchomego - MBSBB (ang. Moving Bed Sequencing Batch Biofilm Reactor). Reaktory pracowały w 3. ośmiogodzinnych cyklach na dobę. Na każdy cykl pracy przypadały fazy z napowietrzaniem, bez napowietrzania oraz fazy sedymentacji i dekantacji. Podczas prowadzenia eksperymentów zmieniano sposób napowietrzania z ciągłego na naprzemienne oraz dokonywano zmian założonego poziomu stężenia tlenu w fazach tlenowych. Do śledzenia zmian aktywności bakterii prowadzących I fazę nitryfikacji – nitrytację wykorzystano testy AOB (ang. Ammonia-Oxidizing Bacteria), do badania mikroorganizmów odpowiadających za fazę II – nitratacje testy NOB (ang. Nitrite Oxidizing Bacteria). Dodatkowo przeprowadzono testy OUR (ang. Oxygen Utilization Rate) mające na celu zbadanie aktywności obu grup mikroorganizmów poprzez analizę szybkości poboru tlenu. Na podstawie wyników uzyskanych w przeprowadzonych badaniach można wnioskować, iż forma w jakiej biomasa rozwija się w reaktorze oraz warunki pracy reaktora wpływają na aktywność mikroorganizmów odpowiadających za poszczególne fazy procesu nitryfikacji. Z porównania szybkości procesu nitrytacji, jak i nitratacji, dla reaktora MBSBBR-IFAS, wynika, iż największa wartość tego parametru wystąpiła w okresie, gdy w reaktorze prowadzono ciągłe napowietrznie, a bakterii NOB w warunkach napowietrzania naprzemiennego (w systemie 40 min z napowietrzaniem, 10 minut bez napowietrzania) . Dla reaktora MSBBR największą aktywność bakterii AOB zaobserwowano dla warunków napowietrzania naprzemiennego ( w systemie 30 minut z napowietrzaniem + 10 minut bez napowietrzania), dla bakterii NOB dla napowietrzania naprzemiennego w systemie 40 minut z napowietrzaniem + 10 minut bez napowietrzania). Po zestawieniu wyników testów OUR z wynikami testów AOB i NOB stwierdzono, że testy AOB i NOB nie mogą być zastąpione poprze testy OUR w celu badania aktywności mikroorganizmów odpowiadających za przebieg procesu nitryfikacji.
Plik pracy
O.Zając_L.Załuga_-_Praca_dyplomowa_-_Warszawa_2019.pdf 5.76 MB
Pola lokalneIdentyfikator pracy APD: 30826

Pobierz odnośnik do tego rekordu

Powrót