bbk 000000

УДК 628.35:661.5

К. Вун, Лемэр Ромэн, Жэо Хонг, Кристенссон Магнус, М. Ле Нуар

Опыт запуска и эксплуатации биореакторов  деаммонификации с подвижным слоем загрузки  и испытание новой технологической схемы деаммонификации

Аннотация

Исследован одноступенчатый процесс деаммонификации с использованием биопленки на подвижных носителях в реакторе полного перемешивания (ANITA™Mox). Частичная нитритация и автотрофное удаление азота происходят одновременно в пределах биопленки, где благодаря ограничению массопереноса кислорода возникают аэробные и аноксидные зоны. Аммонийокисляющие бактерии (AOB) окисляют NH₄ до NO₂ в аэробной зоне биопленки (внешняя часть), в то время как анаммокс-бактерии (AnAOB), расположенные в аноксидной зоне биопленки (внутренний слой), потребляют NO₂, произведенный аммонийокисляющими бактериями, вместе с остаточным NH₄. Процесс осуществлен в полномасштабной конфигурации биореактора с подвижным слоем загрузки (MBBR) для обработки сливной воды (возвратных потоков) от обезвоживания сброженного осадка. Запуск установок ускорили путем инокуляции – переноса 3–15% носителей из работающего реактора с установившейся AOB/AnAOB биопленкой, которые были смешаны со «свежими» носителями. В полномасштабном процессе скорость удаления азота составляла до 1,2 кг/(м³·сут). Достижимая скорость определяется переносом субстрата в биопленке и зависит от плотности и толщины биопленки, температуры, концентрации субстрата. Один из возможных способов повысить эффективность удаления азота состоит в увеличении скорости переноса субстрата. Использование интегрированного биореактора с фиксированной биопленкой (IFAS) позволяет пространственно разделить нитритацию и анаммокс-реакции в отличие от смежных процессов (в той же самой биопленке), обеспечивая аммонийокисляющим бактериям возможность расти во взвешенной фазе для более эффективного использования растворенного кислорода и способствуя адаптации биопленки в основном к анаммокс-реакции, обеспечивая более высокие скорости. В этом режиме могут использоваться более низкие концентрации растворенного кислорода в реакторе. Данные, полученные на полномасштабном биореакторе с подвижным слоем загрузки ANITA™Mox (MBBR) при обработке сливной воды от обезвоживания осадка, совместно с предварительными результатами работы опытного образца биореактора объемом 50 м³ с фиксированной биопленкой ANITA™Mox (IFAS) показали, что скорость удаления азота увеличилась до 3 раз по сравнению с результатами, получаемыми для конфигурации биореактора с подвижным слоем загрузки.

Ключевые слова

удаление азота , анаммокс-процесс , ANI­TA™Mox , интегрированный биореактор с фиксированной биопленкой (IFAS) , биореактор с подвижным слоем загрузки (MBBR)

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Chudoba P., Sardet C., Palko G., Guibelin E. Main factors influencing anaerobic digestion of sludge and energy efficiency at several large WWTP in central Europe. 2nd European Conference on Sludge Management. Budapest, Hungary, September, 2010.
2. Abma W., Schultz C., Mulder J., van der Star W., Strous M., Tokutomi T., van Loosdrecht M. Fullscale granular sludge Anammox process. Water Science Technology, 2007, no. 55 (8/9), pp. 27–33.
3. Wett B. Development and implementation of a robust Deammonification process. Water Science Technology, 2007, no. 56 (7), pp. 81–88.
4. Vlaeminck S., Cloetens L., Carballa M., Boon N., Verstraete W. Granular biomass capable of partial nitritation and Anammox. Water Science Technology, 2008, no. 58 (5), pp. 1113–1120.
5. Vazquez-Padin J., Pozo M., Jarpa M., Figueroa M., Franco A., Mosqueral-Corral A., Campos J. L., Mendez R. Treatment of anaerobic sludge digesters effluent by the Canon process in an air pulsing SBR. Journal of Hazardous Materials, 2009, no. 166, pp. 336–341.
6. Rosenwinkel K., Cornelius A. Deammonification in the moving-bed process for the treatment of wastewater with high ammonia content. Chemical Engineering Technology, 2005, no. 28 (1), pp. 49–52.
7. Cema G. Comparative study on different Anammox systems. Ph. D. Thesis, KTH Stockholm, 2009, 72 p.
8. Wett B., Hell M., Nyhuis G., Puempel T., Takacs I., Murthy S. Syntrophy of aerobic and anaerobic ammonia oxidisers. Water Science Technology, 2010, no. 61 (8), pp. 1915–1922.
9. Chen J., Ji Q., Zheng P., Chen T., Wang C., Mahmood Q. Floatation and control of granular sludge in a high-rate Anammox reactor. Water Research, 2010, no. 44 (11), pp. 3321–3338.
10. Lindell P., Heinonen M. Critical parameters of the Demon process start-up and practical implementation. IWA Holistic Sludge Management conference. Vsters, Sweden, May, 2013.
11. Lemaire R., Liviano I., Ekstrm S., Roselius C., Chauzy J., Thornberg D., Thirsing S., Deleris S. Single-stage Deammonification MBBR process for reject water sidestream treatment: investigation of start-up strategy and carriers design. WEF Nutrient Recovery and Management conference. Miami, January, 2011.
12. Schneider Y., Beier M., Rosenwinkel K. Impact of seeding on the start-up of the deammonification process with different sludge systems. IWA conference on Nutrient Removal. Krakow, Poland, September, 2009.
13. Mases M., Dimitrova I., Nyberg U., Gruvberg C., Anderson B. Experiences from MBBR post-denitrification process in long-term operation at 2 WWTPs. IWA/WEF Biofilm reactor technology conference. Portland, Oregon, USA, August, 2010.
14. APHA. Standard methods for the examination of water and wastewater. 19th edn., American Public Health Association. Washington DC, USA, 1995.
15. Christensson M., Ekstrm S., Andersson Chan A., Le Vaillant E., Lemaire R. Experience from start-ups of the first ANITA Mox plants. Water Science Technology, 2013, no. 67 (12), pp. 2677–2684.
16. Gustavsson D. Biological sludge liquor treatment at municipal wastewater treatment plants: A review. Vatten, 2010, no. 66 (3), pp. 179–192.
17. Kampschreur M., van der Star W., Wielders H., Mulder J., Jetten M., van Loosdrecht M. Dynamics of nitric oxide and nitrous oxide emission during full-scale reject water treatment. Water Research, 2008, no. 42 (3), pp. 812–826.
18. Kampschreur M., Temminck H., Kleerebezem R., Jetten M., van Loosdrecht M. Nitrous oxide emissions during wastewater treatment. Water Research, 2009, no. 43 (17), pp. 4093–4103.
19. Joss A., Salzgeber D., Eugster J., Knig R., Rottermann K., Burger S., Fabijan P., Leumann S., Mohn J., Siegrist H. Full-scale nitrogen removal from digester liquid with partial nitritation and Anammox in one SBR. Environmental Science Technology, 2009, no. 43, pp. 5301–5306.
20. Weissenbacher N., Takacs I., Murthy S., Fuerhacker M., Wett B. Gaseous nitrogen and carbon emissions from a fullscale deammonification plant. Water Environmental Research, 2010, no. 82 (2), pp. 169–175.
21. Gustavsson D. J. I., Jansen J. L. C. Dynamics of nitrogen oxides emission from a full-scale sludge liquor treatment plant with nitritation. Water Science Technology, 2011, no. 63 (12), pp. 2838–2845.
22. Al-Sharekh H. A., Hamoda M. F. Removal of organics from WW using a novel biological hybrid system. Water Science Technology, 2001, no. 43 (1), pp. 321–326.
23. degaard H., Gisvold B., Strickland J. The influence of carrier size and shape in the moving bed Biofilm process. Water Science Techology, 2000, no. 41 (4–5), pp. 383–391.
24. Wessman F., Tuegen E. Y., Zheng Q., He G., Welander T., Rusten B. Increasing the capacity for treatment of chemical plant wastewater by replacing existing suspended carrier media with Kaldnes Moving Bed™ media at a plant in Singapore. Water Science Technology, 2004, no. 49 (11–12), pp. 199–205.
25. Paul E., Wolff D. B., Ochoa J., Ribeiro da Costa R. H. Recycled and virgin plastic carriers in hybrid reactors for wastewater treatment. Water Environmental Research, 2006, no. 79 (7), pp. 765–774.
26. Zhao H., Lemaire R., Christensson M., Thesing G., Veuillet F., Ochoa J., Lamarre D., Gadbois A. Single-stage deammonification process performance – MBBR versus IFAS configurations. WEF/IWA Nutrient Removal and Recovery conference. Vancouver, Canada, July, 2013.
27. Veuillet F., Lacroix S., Bausseron A., Gonidec E., Ochoa J., Christensson M., Lemaire R. IFAS ANITA™Mox process – a new perspective for advanced N-removal. 9th IWA conference on Biofilm Reactors. Paris, France, May, 2013.