Issuu on Google+

MBBR postopek iš enja odpadne vode s PVA-gel nosilci M. Stražar*, M. Levstek*, O. Burica*, J. D. Rouse** * JP Centralna istilna naprava Domžale-Kamnik d.o.o., Študljanska 91, 1230 Domžale, Slovenija (Burica@ccn-domzale.si, Strazar@ccn-domzale.si, Levstek@ccn-domzale.si) ** Kuraray Co., Ltd., Membrane Dept., Sakazu 1621, Kurashiki, Okayama, 710-8622, Japonska (joseph_rouse@kuraray.co.jp)

Izvle ek Prispevek obsega predstavitev rezultatov pilotne študije MBBR (moving-bed biofilm reactor) procesa z uporabo PVA-gel nosilcev biomase. Dotok na pilotno napravo je bila posedena odpadna voda oz. iztok iz mehanske stopnje. Pilotna naprava je delovala po sistemu pred denitrifikacije in študija eliminacije ogljika in dušika je potekala eno leto. Iz rezultatov je razvidno, da je pri obremenitvi skupnega dušika (TN) 18 mg/L.h eliminacija skupnega dušika dosegla visoko stopnjo nitrifikacije, 15 mg/L.h pri nizkem HRT (hidravli ni zadrževalni as) 2,5 h pri 15oC. Koncentracija topnega KPK in BPK5 v iztoku iz pilotne naprave je ustrezna in nižja od zakonsko predpisane vrednosti za izpust v vodotok. Proces je v našem primeru zaklju eval sistem eliminacije odve nega blata TOX. MBBR proces s PVA-gel nosilci nudi obetajo o možnost intenziviranja procesa iš enja nutrientov predvsem v primerih preobremenitev istilne naprave. Klju ne besede denitrifikacija, moving-bed biofilm reactor (MBBR), nitrifikacija, pritrjena biomasa, PVA-gel nosilci

Uvod Klasi en postopek biološkega iš enja odpadne vode obi ajno vklju uje suspendirano biomaso (aktivno blato), ki se uporablja za eliminacijo organskega ogljika in nutrientov. Procesi z uporabo pritrjene biomase (biofilm) pa omogo ajo ve jo u inkovitost in stabilnost kot procesi aktivnega blata še posebno pri nizkih temperaturah, ob prisotnosti inhibitornih snovi ter pri ve jih in nihajo ih obremenitvah (Levstek in sod., 2003). Poleg tega proces pritrjene biomase na splošno omogo a ve jo u inkovitost zaradi selektivnega zadrževanja velike koncentracije aktivne biomase brez recikliranja blata oz. biomase (Rouse in sod., 2004). Reaktorji s fluidiziranim slojem (fluidised bed) in reaktorji s premikajo im slojem (moving-bed biofilm) so bolj u inkoviti v delovanju kot reaktorji s fiksnim slojem (fixed bed), ker ni neaktivnega prostora zaradi mašitev in ožitev, poleg tega ni potrebno dodatno izpiranje (Pastorelli in sod., 1997; Hoa in sod., v tisku). Ti inovativni procesi se lahko uspešno vklju ijo v obstoje e sisteme istilnih naprav za izboljšanje u inkovitosti iš enja brez ve jih rekonstrukcij. Slaba stran procesa z uporabo biofilma je omejitev difuzije substrata in kisika skozi sloje biofilma, ki se zmanjšuje z ve anjem debeline biofilma (Vanhooren in sod., 2002; Dulkadiroglu in sod., 2005).


V primeru biološke eliminacije dušika je izbira procesa biofilma v prednosti, ker se pritrjena biomasa lažje razvije in ohrani v ustreznih aerobnih in anoksi nih razmerah oz. reaktorjih, glede na metabolne zahteve nitrifikatorjev in denitrifikatorjev. V sistemih aktivnega blata vsa biomasa prehaja skozi vse reaktorje z razli nimi pogoji in zato je ob vsakem asu samo del biomase dejansko aktivne (Yuan in sod., 2001). Poleg tega je rastna hitrost avtotrofnih nitrifikatorjev nizka in zato proces zahteva ustrezno dolgo starost blata, ki jo omogo a proces biofilma. Starost blata suspendirane biomase ponavadi ni zadosti visoka in pogosto prihaja do izpiranja in izgube nitrifikatorjev. Po podatkih strokovne literature se prakti no izmerjene vrednosti hitrosti nitrifikacije v MBBR procesu gibljejo med 10 mg/L.h (Rusten in sod., 1995) in 24 mg/L.h (Welander in sod., 1998). Na tržiš u je na voljo vrsta nosilcev biomase in PVA-gel (polivinil alkohol) nosilci so zelo u inkoviti ter ustrezni za kultivacijo in zadrževanje po asi rasto ih bakterij (Rouse in sod., 2005). PVA-gel nosilci so kroglice s premerom 4-mm in specifi no težo 1,025 (Kuraray Co., Osaka, Japonska) in so prosto plavajo i v vodi (Slika 1). So hidrofilni in imajo porozno strukturo s samo 10% trdne snovi in nešteto kanal kov s premerom od 10 do 20 µm (Slika 2). Bakterije se naselijo v notranjosti kroglic in se ne luš ijo, poleg tega so zaš itene pred predatorji in se obdržijo v kroglici. Potrebni dodatek nosilcev je le od 5% do 15% volumskega deleža, kar je bistveno manj kot pri ostalih nosilcih, ki se jih praviloma dodaja od 50% do 70%. Obremenitev se dolo i glede na volumen PVA-gel nosilcev (ali na skupni volumen reaktorja z upoštevanjem volumna nosilcev), ker je biomasa znotraj kroglic in ne na površini.

Slika 1 Izgled PVA-gel nosilcev.

Slika 2 Mikroskopska struktura PVA-gel nosilcev–elektronski mikroskop (ESEM).

PVA-gel nosilci so malenkost težji od vode in se lahko uporabijo tudi v sistemih „packed-bed“ (Rouse in sod., 2005). Kroglice se lahko obdržijo v suspenziji ob prisotnosti internega recikliranja tudi v pokon nem reaktorju, npr. v reaktorju s fluidiziranim slojem (Hoa et al., v tisku), s primernim sistemom zadrževanja nosilcev.


Materiali in metode Novo razvite PVA-gel nosilce smo uporabili kot biološke nosilce v pilotni napravi C N Domžale-Kamnik, ki poleg komunalne odpadne vode sprejema tudi znaten delež razli nih industrijskih odpadnih vod. Dotok je predstavljala realna posedena odpadna voda oz. iztok iz mehanskega iš enja. Namen študije je bil dolo iti kapaciteto sistema z upoštevanjem u inka iš enja dušikovih in ogljikovih snovi pri realnih procesnih pogojih, torej z upoštevanjem dnevnih in sezonskih nihanj v kakovosti doto nih parametrov in procesnih pogojev. Pilotna naprava je sestavljena iz dveh bioloških enot s skupnim volumnom 1 m3. Prva enota je obsegala iš enje dušika po sistemu preddenitrifikacije z internim recikliranjem oz. vra anjem z nitratom obogatene vode (Slika 3). Enota je vklju evala anaerobni (anoksi ni) reaktor, ki mu sledi aerobni (oksi ni) reaktor in oba reaktorja sta vsebovala PVA-gel nosilce. Biološko iš enje je potekalo po sistemu pritrjene rasti in suspendiranega aktivnega blata nismo vra ali ali zadrževali v procesu. Sledila je enota oz. proces kon ne oksidacije (TOX) za mineralizacijo viškov blata oz. preostale organske snovi in odve ne biomase, ki ni vsebovala PVA-gel nosilcev. Rezultati tega prispevka obsegajo predstavitev parametrov in u inkov iš enja dušika in ogljika oz. prve biološke enote. Študija iš enja dušika je obsegala serijo sedmih eksperimentalnih obdobij pri razli nih procesnih pogojih in obremenitvah glede na hidravli ni zadrževalni as (HRT), kakovost dotoka, interni recikel in temperaturo procesa (Tabela 1). iš enje dušika / ogljika

Dotok

Anoksi ni reaktor (anoxi)

Oksi ni reaktor (oxi) 15% PVA-gel mešanje& aeracija

15% PVA-gel mešanje Recikel

Slika 3 Shematski prikaz pilotne naprave.

TOX proces TOX-1 Blato

TOX-2 Blato

(Ni gela)

(Ni gela)

aeracija

aeracija

Povratno blato

USED. Iztok


Tabela 1 Eksperimentalni pogoji posameznih obdobij pilotne študije. Obdobje Pretok dotoka (L/h) HRT (h) a

I 50 4,0

II 67 3,0

III 50 4,0

IV 50 4,0

V 67 3,0

VI 67 3,0

VII 80 2,5

TN dotoka (mg/L) TN obremenitev (mg/L.h) b

48 12

37 12

34 8,5

50 12

55 18

47 16

44 18

Interni recikel (Rvi) (%) HRTr (h) c

200 1,3

200 1,0

200 1,3

300 1,0

200 1,0

100 1,5

100 1,25

TOC:TN razmerje 3 3 2-7 1-3 3 3 3 DO, oksi ni reaktor (mg/L) 6 5 7 6 5 7 5-9 Temp.vode (oC) d 22 22 20 11 13 14 15 a) Nominalni HRT v posameznem reaktorju glede na pretok dotoka. b) TN obremenitev glede na volumen posameznega reaktorja (200 L). c) HRTr : Realni HRT v posameznem reaktorju z upoštevanjem pretoka internega recikla. d) Znižanje temperature procesa v obdobju IV-VII.

Reaktorji so bili izdelani iz pleksi stekla z volumnom posameznega reaktorja 200 L (Slika 3). Anoksi ni in oksi ni reaktor smo napolnili s PVA-gel nosilci in sicer 15% celotnega

volumna. Nosilci so se gibali v suspenziji s pomo jo mehanskega mešanja in posamezni nosilci so se zadrževali ves as v istem reaktorju, ker smo na iztoku iz reaktorja namestili perforirane mreže. TOX proces sta sestavljala dva aerirana reaktorja s suspendirano biomaso brez PVA-gel nosilcev. Vsi reaktorji so delovali kot polno premešan sistem. Sistem se je zaklju il z usedalnikom z volumnom 150 L in blato z dna usedalnika se je vra alo le v TOX proces. Dotok in recikliranje se je izvajalo z membranskimi rpalkami. Parametri dotoka so bili merjeni on-line in sicer: TOC in skupni dušik (TN) (Shimadzu, Japonska), NH4-N (WTW, Nem ija) in inhibicija nitrifikacije (LAR, Nem ija). Procesno delovanje smo spremljali s sledenjem skupnega dušika po Kjeldahlu (TKN), NH4-N, NO2-N, NO3-N, KPK in BPK5 z laboratorijskimi meritvami trenutnih vzorcev. Vse analize v laboratoriju so bile izvedene v skladu z veljavnimi metodami ISO. Vzorce za dolo itev topnih komponent smo pred analizo filtrirali skozi Sartorius celulozno nitratne membranske filtre. V obdobju I smo izvajali filtracijo skozi filter 1,0 µm in v obdobju od II do VII smo izvajali filtracijo skozi filter 0,45 µm. Filtracijo skozi filter 0,45 µm smo izvajali v namen dokon ne separacije zelo majhnih finih delcev, ki so posledica procesa biofilma in ta sprememba filtracije praviloma ne vpliva na analizo oz. koncentracije parametrov NH4+, NO2- in NO3-, lahko pa ima dolo en vpliv na analize organskih komponent. Rezultati in razprava Na samem za etku poskusov smo v prva dva reaktorja dodali PVA-gel nosilce in vse reaktorje napolnili s suspendiranim aktivnim blatom ter zagotovili kontinuirno recikliranje blata iz usedalnika v anoksi ni reaktor. V asu uvajanja je proces tekel kot sistem s suspendirano biomaso. V približno enem mesecu se je v PVA-gel nosilcih


razvila aktivna biomasa in proces smo za eli voditi brez recikliranja blata v reaktorjih s PVA-gel nosilci oz. kot MBBR proces. V vseh poskusih smo vzdrževali koncentracijo raztopljenega kisika od 5 mg/l do 7 mg/L (Tabela 1) in koncentracija raztopljenega kisika v anoksi nem reaktorju je bila obi ajno pod 0,1 mg/L (redko nad 0,2 mg/L). Skupni dušik na dotoku je vseboval približno 40% organskega dušika (Org-N) in stopnja amonifikacije v procesu iš enja dušika je bila povpre no 82% v vseh poskusih. Glede na volumen enote denitrifikacije (200 L) je bila obremenitev TOC v obmo ju od 10 mg/L.h do 90 mg/L.h in razmerje TOC:TN v dotoku je bilo v povpre ju okoli 3, z mejnimi vrednostmi od 1 do 7 (Tabela 1). Organski ogljik v procesu denitrifikacije ni bil omejujo i faktor, razen v primeru zelo nizkega TOC:TN razmerja. Slika 4 vsebuje prikaz koncentracij TN v dotoku, NO3-N v anoksi nem reaktorju (anoxi) in NH4-N v oksi nem reaktorju (oxi) v asu poskusov. Procesa nitrifikacije in denitrifikacije v oksi nem in anoksi nem reaktorju obdobja I sta bila zelo u inkovita. V obdobjih II in III se je koncentracija TN v dotoku znižala zaradi sezonskih dopustov industrije in pogostega deževja. Iz rezultatov (Slika 5) je razvidno, da je bila v teh obdobjih stopnja eliminacije TN blizu ali je celo presegala teoreti no maksimalno stopnjo, ki je 67% pri internem reciklu 200% in temperaturi odpadne vode okoli 20oC. V obdobju IV se je koncentracija TN v dotoku dvignila na relativno visoko stopnjo (ca. 60 mg/L, Slika 4), interni recikel smo pove ali na 300% in znižali delovno temperaturo reaktorjev. Koncentracija NO3-N v anoksi nem reaktorju tega obdobja je bila visoka (Slika 4), verjetno zaradi vpliva pove ane koli ine mo no ozra enega recikla iz oksi nega reaktorja. Pri teh pogojih je bil HRT (vklju no z internim reciklom) v anoksi nem reaktorju le 1 uro in verjetno je bila aktivnost denitrifikacije nižja zaradi previsoke vsebnosti kisika. V obdobjih II in V je bil HRT tudi 1 uro, vendar je bil interni recikel samo 200% in delovanje denitrifikacije ni bilo moteno zaradi vnosa kisika iz oksi ne cone. V obdobju IV je bilo razmerje TOC:TN neugodno in sicer pod 3 (Tabela 1), kar je verjetno povzro ilo zmanjšano aktivnost denitrifikacije. Nizka temperatura (11oC) v obdobju IV ni opazno vplivala na denitrifikacijo in tudi u inkovitost nitrifikacije je bila visoka (Slika 4, Tabela 2). V kasnejših obdobjih smo interni recikel vzdrževali na 200% ali manj, da smo se izognili zmanjšani aktivnosti denitrifikacije zaradi visoke vsebnosti kisika. V principu bi bilo mogo e pove ati volumen anoksi nega reaktorja, da bi obvladovali ve je pritoke internega recikla, e bi želeli ve je u inke iš enja TN ali dodali reaktor za razplinjanje, kjer bi se izlo il kisik iz teko e faze.


TN, N-NH4 (mg/L)

Obdobje II

Obdobje III

Obdobje IV

Obdobje V Obdobje VI Obdobje VII

20

90

18

80

16

70

14

60

12

50

10

40

8

30

6

20

4

10

2

0 9.3.05

8.4.05

8.5.05

7.6.05

7.7.05

6.8.05

5.9.05

5.10.05

4.11.05

4.12.05

3.1.06

2.2.06

4.3.06

3.4.06

HRT (h)

Obdobje I

100

0 3.5.06

datum dotok TN

oxi N-NH4

anoxi N-NO3

HRT

Slika 4 asovni potek vrednosti TN v dotoku, NOx-N v anoksi nem reaktorju, NH4-N v oksi nem reaktorju in HRT v asu študije. Tabela 2 Obremenitev z amonijskim dušikom, stopnja in u inkovitost nitrifikacije v asu študije. Obdobje I II III IV V VI Obremenitev z amonijskim 10.0 11.3 8.3 11.5 17.0 14.8 dušikom (mg/L.h) a Stopnja nitrifikacije (mg/L.h) b 9.3 10.5 8.2 11.0 11.5 13.2 U inkovitost nitrifikacije (%) 93 93 99 96 68 89 a) Obremenitev z amonijskim dušikom = (TKNdotok – Org-Niztok)/ (HRToksi ni reaktor) b) Stopnja nitrifikacije = (TKNdotok – TKNiztok)/ (HRToksi ni reaktor)

VII 17.3 14.6 84

V obdobju V smo pove ali pretok in s tem znižali HRT na 6 h (3 h v vsaki enoti). V tem asu je bila obremenitev TN reaktorja na najvišjem nivoju in sicer 18 mg/L.h in denitrifikacija je potekala v celoti, vendar je bila koncentracija NH4-N v oksi nem reaktorju visoka (Slika 4) in u inek iš enja TN se je znižal za 10% pod teoreti ni maksimum (Slika 5). Stopnja nitrifikacije je bila na približno enakem nivoju kot v obdobju IV, zato sklepamo, da je znižanje u inkovitosti v obdobju V pripisati višji obremenitvi z NH4-N (Tabela 2). V obdobju V smo dvakrat detektirali tudi inhibicijo nitrifikacije na dotoku (on-line merilnik), kar pomeni, da so bili nitrifikatorji inhibirani oz. v stresu.


100

80 73,8

70,4

70,5

70

64,7

80

63,7

TN (mg/L)

60 50

49,5

48,1 36,8

47

44,4

23,4 17,0 10,9

40 30

33,5

30

10

60 50

55

40

20

60,5

57,3

70

17,1

14,6

17,5

8,8

u inek po TN (%)

90

20 10

0

0 Obdobje I, Obdobje II, Obdobje III, HRT 8 h, Rvi HRT 6 h, Rvi HRT 8 h, Rvi 200% 200 % 200%

Obdobje IV,HRT 8 h, Rvi 300 %

Obdobje V,HRT 6 h, Rvi 200 %

Obdobje VI,HRT 6 h, Rvi 100 %

Obdobje VII,HRT 5 h, Rvi 100 %

zaporedna št. obdobja, HRT (h), Rvi (%) TN dotok

TN oxi

u inek po TN

Slika 5 TN dotoka ( TN dotok) in iztoka (TN oxi) ter u inek iš enja glede na HRT in interni recikel (Rvi) v asu študije. V HRT je upoštevan skupni volumen enote biološkega iš enja dušika (400 L).

V obdobjih VI in VII je bila obremenitev TN še vedno visoka (Tabela 1) in tudi u inkovitost nitrifikacije se je izboljšala (Tabela 2) in dosegla stopnjo 15 mg/L.h v zadnjem obdobju pri HRT 2,5 h in pri 15oC. V ve ini asa zadnjih dveh obdobij je bila koncentracija NH4-N v oksi nem reaktorju zelo nizka (1-3 mg/L), eprav je koncentracija ob asno tudi porasla v primeru ve je koncentracije TN na dotoku (Slika 4). V teh primerih se je u inkovitost zmanjšala, ne pa tudi stopnja nitrifikacije, kar kaže na dejstvo, da se je naš proces približeval maksimalni stopnji nitrifikacije v danih pogojih (Slika 6). Na koncu obdobja VI smo v enem primeru detektirali 62 mg/L TN na dotoku in posledi no dolo ili stopnjo nitrifikacije, ki je bila 21 mg/L.h. V obdobjih VI in VII smo vzdrževali interni recikel na 100% in u inkovitost odstranitve TN je bila od 10 do 14% nad teoreti no maksimalno vrednostjo 50% (Slika 5). V zadnjih obdobjih je bil biofilm v PVA-gel nosilcih že zelo dobro razvit in predvidevamo, da je delna denitrifikacija stekla že tudi v zaš itenem jedru PVA-gel nosilcev oksi nega reaktorja, kar se posledi no kaže v vrednosti nad teoreti nim maksimumom.


30

stopnja nitrifikacije (mg/Loxi.h)

25

teor.NI=100%

20

teor. NI=90 %

15 10

teor. NI=50 %

5 0 0

5

10

15

20

25

30

obremenitev TN (mg/Loxi.h) Obdobje I, HRT 8 h, Rvi 200%

Obdobje II, HRT 6 h, Rvi 200 %

Obdobje III, HRT 8 h, Rvi 200%

Obdobje IV,HRT 8 h, Rvi 300 %

Obdobje V,HRT 6 h, Rvi 200 %

Run VII, HRT 6h, Rvi 100 %

Obdobje VII,HRT 5 h, Rvi 100 %

Slika 6 Stopnja nitrifikacije v odvisnosti od obremenitve s skupnim dušikom (TN). Teoreti na vrednost nitrifikacije je prikazana v odstotkih (teor.NI). Tabela 3 prikazuje odstranitev topnega organskega ogljika v asu obdobja III. Topni KPK in BPK5 sta se iz sistema odstranila v naslednjih stopnjah procesa in rezultati kažejo ustrezne vrednosti iztoka pod mejnimi vrednostmi. Torej je bilo tako iš enje dušika kot TOC ustrezno. Tabela 3 Topni KPK in BPK5 v posameznih stopnjah pilotne naprave v obdobju III. Podatki oksi nega reaktorja predstavljajo obenem iztok iz procesa iš enja dušika. Stopnja (lokacija)

Dotok

KPK (mg/L) BPK5 (mg/L)

367 213

Anoksi ni reaktor 61 27

Oksi ni reaktor

TOX iztok

50 [86% odstranitev] 37 [90% odstranitev] 12 [94% odstranitev] 6 [97% odstranitev]

Slika 7 prikazuje frakcije dušikovih snovi v posameznih stopnjah sistema v asu obdobja

III. Iz rezultatov je razvidno, da se je TN v reaktorjih iš enja dušika zmanjšal na 8~9 mg/l, kar je poleg u inka nitrifikacije in denitrifikacije tudi funkcija internega recikla (200%). V vseh obdobjih je bila koncentracija organskega dušika od 2-3 mg/L v vseh stopnjah pilotne naprave. Pove anje koncentracije TN na 14 mg/L (kot NOx–N) v kon nem iztoku je posledica sproš anja dušika ob endogenem odmiranju biomase v TOX procesu in posledi ni ponovni nitrifikaciji. V primeru zahteve, da je TN v iztoku pod 10 mg/L, bi bilo v procesu iš enja dušika treba dodati procesno enoto za post denitrifikacijo.


40 TN = 34 mg/L

TN = 8.4 mg/L

TN = 8.8 mg/L

TN = 14 mg/L

N-org, N-NH4, N-NO3, N-NO2 (mgN/L)

35

30

25

20

15

10

5

0

dotok

anoxi

N-org

oxi

N-NH4

iztok iz TOX

N-NOx

Slika 7 Koncentracije dušikovih snovi v celotnem sistemu v obdobju III. Interni recikel je bil 200%.

V asu TOX študije (obdobje I do III) nismo izlo ili ni odve nega blata iz sistema. Nastalo blato iz procesa iš enja dušika smo vzdrževali v TOX procesu in dosegli uravnoteženo stanje (steady-state) v zadnjih 2 mesecih, kar kaže na uravnoteženost med produkcijo blata in mineralizacijo v MBBR sistemu. TOX proces omogo a kon no mineralizacijo blata brez dodatne naknadne obdelave. Zaklju ki Rezultati MBBR procesa pilotne študije kažejo na dobro u inkovitost PVA-gel nosilcev biomase v procesu iš enja dušika in ogljika mešanice komunalne in industrijske odpadne vode. Pri obremenitvi TN okoli 18 mg/L.h je u inek iš enja TN dosegal in celo presegal teoreti no maksimalno vrednost, in sicer v odvisnosti od internega recikla. Pri temperaturi 15oC in HRT v posameznem reaktorju 2,5 h smo dosegli stopnjo nitrifikacije v povpre ju 15 mg/L.h z maksimalno vrednostjo celo do 21 mg/L.h. Višjo hitrost nitrifikacije bi bilo mogo e dose i z ve jim volumnom dodanih nosilcev. Koncentracija topnega KPK in BPK5 v iztoku pilotne naprave je bila ugodna in pod mejno koncentracijo. Sistem MBBR z PVA-gel nosilci je enostaven za obvladovanje, zahteva pa višje koncentracije raztopljenega kisika v oksi nem reaktorju kot sistem s suspendirano biomaso. Ocenjujemo, da je predstavljeni proces je primeren za implementacijo na realnih istilnih napravah in ponuja rešitev predvsem v primerih pomanjkanja volumnov reaktorjev oz. preobremenitve istilne naprave. Zahvala Avtorji se želimo zahvaliti predvsem gospodu Borisu Kal i u, Interchem, Avstria za zaupanje in visoko strokovno pomo pri koordinaciji projekta.


Literatura Dulkadiroglu, H.,Cokgor, E.U., Artan, N. and Orhon D. (2005). The effect of temperature and sludge age on COD removal and nitrification in a moving bed sequencing batch biofilm reactor. Water Sci. Technol., 51(11), 95-103. Hoa, T.H., Khanh, L.N., Rouse, J.D. and Furukawa, K. (v postopku objave). Anaerobic oxidation of ammonium in a fluidized-bed reactor using a PVA-gel biocarrier. Japan. J. Water Treat. Biol. Levstek, M., Burica, O., Strazar, M. and Hvala, N. (2003). A study of the MBBR nitrogen removal process. 9th IWA Specialised Conference Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment Plants. September 2003 – Praga, eška Republika. Pp. 221-224. Pastorelli, G., Andreottola, G., Canziani, R., De Fraja Frangipane, E., De Pascalis, F., Gurrieri, G. and Rozzi, A. (1997). Pilot-plant experiments with moving-bed biofilm reactors. Water Sci. Technol., 36(1), 43-50. Rouse, J.D., Fuji, T., Sugino, H., Tran, H. and Furukawa K. (2005). PVA-gel beads as a biomass carrier for anaerobic oxidation of ammonium in a packed-bed reactor. Zbornik konference HELECO'05, Sekcija 16; Atene, Gr ija. Rouse, J.D., Yazaki, D., Cheng, Y., Koyama, T. and Furukawa, K. (2004). Swim-bed technology as an innovative attached-growth process for high-rate wastewater treatment. Japan. J. Water Treat. Biol., 40(3), 115-124. Rouse, J.D., Burica, O., Stražar, M., Levstek, M. (2006). A pilot-plant study of a moving-bed biofilm reactor system using PVA gel as a biocarrier for removals of organic carbon nad nitrogen. Zbornik IWA konference: Biofilm Systems VI; Amsterdam, Nizozemska. Rusten, B., Hem, L.J., Odegaard, H. (1995). Nitrification of municipal wastewater in moving-bed bioflim reactors. Wat. Envir. Res., 67(1), 75-86. Vanhooren, H., Yuan, Z. and Vanrolleghem, P.A. (2002). Benchmarking nitrogen removal suspended-carrier biofilm systems using dynamic simulation. Water Sci. Technol., 46(1-2), 327-332. Welander, U., Henrysson, T., Welander, T. (1998). Biological nitrogen removal from municipal landfill leachate in a pilot scale suspended carrier biofilm process. Wat. Res., 32 (5), 15641570. Yuan, Z., Keller, J. and Lant, P. (2001). Optimization and control of nitrogen removal activated sludge processes: a review of recent developments. In: Focus on Biotechnology. Vol. 3: Biotechnology for the Environment, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. Abstract A pilot-plant study was conducted to evaluate the performance of a moving-bed biofilm reactor process using PVA-gel beads as a biocarrier. Real primary-settled wastewater was fed to the pre-denitrification system and removals of nitrogenous and organic contaminants were evaluated over a one-year period. The results demonstrated that at a total nitrogen (TN) loading of 18 mg/L h, a high TN removal efficiency was possible and a nitrification rate of 15 mg/L h was sustained with a HRT of only 2.5 h at 15oC. Furthermore, soluble COD and BOD5 in the effluent of the pilot plant were reduced to levels well below most regulatory discharge limits. In addition, the possibility of using this biocarrier in a system including the elimination of waste organic sludge in TOX process was discussed. The process evaluated here would be suitable for a full-scale application where unit processes are sized to handle internal recycle levels as required to meet nitrogen discharge limits.


2006_5_MBBR