WPàYW PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH

(1)

WPàYW PARAMETRÓW TECHNOLOGICZNYCH

NA ILO ĝû BIOMASY W REAKTORZE BIOLOGICZNYM ZE ZàOĩEM RUCHOMYM

Ma ágorzata Makowska

Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu

Streszczenie. Badania obejmowaáy oczyszczanie Ğcieków w reaktorach ze záoĪem rucho- mym, nazywanych reaktorami hybrydowymi. Biomasa wystĊpuje tam w formie zawieszonej – osad czynny, i utwierdzonej – báona biologiczna. Badania laboratoryjne przeprowadzono na trzech równolegle pracujących reaktorach w systemie przepáywowym i porcjowym. Re- aktory byáy napowietrzane cyklicznie, a ich wypeánienie stanowiáy cylindryczne ksztaátki z tworzywa sztucznego. Oczyszczaniu poddano Ğcieki bytowe po wstĊpnym oczyszczeniu w osadniku gnilnym. Na podstawie badaĔ stwierdzono, Īe w obu systemach zawartoĞü biomasy zawieszonej malaáa, a utwierdzonej rosáa wraz ze wzrostem áadunku i obciąĪe- nia biomasy áadunkiem organicznym. Analogicznie wzrastaáa iloĞü biomasy usuwanej ze Ğciekami oczyszczonymi. Wyznaczone wspóáczynniki przyrostu biomasy byáy wiĊksze dla systemu porcjowego i nie zaleĪaáy od parametrów technologicznych procesu.

Sáowa kluczowe: reaktory hybrydowe, osad czynny, báona biologiczna, záoĪe ruchome

WSTĉP

Usuwanie ze Ğcieków związków organicznych i biogennych jest powszechnie rea- lizowane w reaktorach biologicznych z osadem czynnym (w ukáadzie przepáywowym lub porcjowym) lub ze záoĪem biologicznym. Przy oczyszczaniu maáych iloĞci Ğcieków w ukáadach jednostopniowych, gdzie wystĊpuje bardzo duĪa nierównomiernoĞü iloĞci i jakoĞci dopáywających Ğcieków, pojawiają siĊ problemy z utrzymaniem w reaktorze odpowiedniej iloĞci biomasy. Dobrym rozwiązaniem tych problemów wydaje siĊ system wykorzystujący w jednym reaktorze biomasĊ zawieszoną (osad czynny) i biomasĊ utwierdzoną (báonĊ biologiczną). Reaktory tego typu są nazywane reaktorami ze záo- Īem ruchomym lub reaktorami hybrydowymi [Gebara 1999]. System taki jest bardziej odporny na przeciąĪenia hydrauliczne i moĪe przyjąü wiĊkszy áadunek zanieczyszczeĔ Adres do korespondencji – Corresponding author: Maágorzata Makowska, Akademia Rolnicza im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Katedra Budownictwa Wodnego, ul. Wojska Polskiego 73A, 60-625 PoznaĔ, e-mail: mmak@au.poznan.pl

(2)

niĪ system klasyczny, ze wzglĊdu na moĪliwoĞü zgromadzenia wiĊkszej iloĞci biomasy w dwóch postaciach. IloĞü i przyrost biomasy zaleĪą od warunków prowadzenia procesu [Abbassi i in. 2000, Fouad i Bhargava 2005], mają równieĪ wpáyw na skutecznoĞü usuwania zanieczyszczeĔ ze Ğcieków. Ciekawym rozwiązaniem jest reaktor hybrydowy ze zmiennym napowietrzaniem [Yoo i in. 1999], w którym moĪliwe jest jednoczesne usu- wanie związków wĊgla oraz związków azotu poprzez symultaniczny proces nitryfi kacji – denitryfi kacji [Hanhan i in. 2005]. Zaletą takiego systemu jest moĪliwoĞü prowadzenia wszystkich procesów usuwania zanieczyszczeĔ w jednym reaktorze, dziĊki odpowied- nim warunkom dla rozwoju róĪnorodnych kultur bakterii. Jest to szczególnie istotne w ukáadach oczyszczania o maáej przepustowoĞci, gdzie czĊĞü biomasy utwierdzonej na noĞniku umoĪliwia jej szybkie odtworzenie na wypadek przeciąĪenia hydraulicznego.

METODYKA

Badania na reaktorach biologicznych ze záoĪem ruchomym przeprowadzono w labora- torium technologicznym Katedry Budownictwa Wodnego Akademii Rolniczej w Poznaniu.

Badania wykonano w dwóch etapach: w pierwszym etapie reaktory pracowaáy w systemie przepáywowym, w drugim etapie – w systemie porcjowym. W obu przypadkach równolegle pracowaáy trzy reaktory o pojemnoĞci 75 l kaĪdy (rys. 1), róĪniące siĊ miĊdzy sobą ob- ciąĪeniem hydraulicznym i áadunkiem doprowadzanych zanieczyszczeĔ. ObjĊtoĞü czynna osadnika wtórnego (rys. 1a) i zbiornika poĞredniego (rys. 1b) wynosiáa 30 litrów.

Charakterystyczną cechą badanych ukáadów byáo zmienne napowietrzanie, realizo- wane za pomocą grubopĊcherzykowych dyfuzorów, zasilanych dmuchawami sterowa- nymi wyáącznikiem czasowym. KaĪdy etap badaĔ skáadaá siĊ z kilku serii, róĪniących siĊ czasem napowietrzania i przerwami w dopáywie powietrza, w przypadku reaktorów przepáywowych, oraz dáugoĞcią cyklu pracy, w przypadku reaktorów porcjowych. Czas napowietrzania i przerwy w dopáywie powietrza w reaktorach cyklicznych byá staáy dla wszystkich serii badaĔ. Okres zmiennego napowietrzania byá równy okresowi napeá- niania reaktora; sedymentacja osadu trwaáa 30 min, dekantacja 15 min, niezaleĪnie od dáugoĞci cyklu pracy reaktora. ZáoĪe ruchome, umieszczone w kaĪdym z reaktorów, mia- áo postaü cylindrycznych ksztaátek z karbowanego polietylenu o wymiarach 13/13 mm i porowatoĞci nasypowej 0,86. Liczba ksztaátek, obliczona zgodnie z wczeĞniej podaną metodyką [Makowska 2002], w obydwóch etapach badaĔ byáa jednakowa w kaĪdym z reaktorów i wynosiáa 2000 sztuk. Ukáad przepáywowy byá wyposaĪony w recyrkulacjĊ osadu w iloĞci 50% przepáywu dobowego. Osad nadmierny w ukáadzie przepáywowym usuwano 1 raz w tygodniu; w ukáadzie porcjowym w 1. serii badaĔ osad usuwano rów- nieĪ raz w tygodniu, w serii 2. i 3., w których obciąĪenie reaktorów byáo duĪe, osad nadmierny usuwano sporadycznie lub nie usuwano. Do badaĔ uĪyto Ğcieków bytowych, wstĊpnie podczyszczonych w osadniku gnilnym. Temperatura badanych Ğcieków wahaáa siĊ od 16 do 23qC. Parametry technologiczne badanych ukáadów dla systemu przepáywo- wego i porcjowego przedstawiono w tabeli 1.

W celu okreĞlenia niezbĊdnych parametrów pracy badanych systemów oraz ich wpáywu na iloĞü biomasy i skutecznoĞü usuwania zanieczyszczeĔ oznaczano: zawartoĞü związków wĊgla (jako BZT₅ – metodą respirometryczną, i ChZT_Cr – metodą spektrofo- tometryczną) i związków azotu (azot ogólny Kjeldahla – metodą destylacji, azot amono-

(3)

wy, azotynowy i azotanowy – metodą spektrofotometryczną) oraz zawiesinĊ w Ğciekach surowych i oczyszczonych, zawartoĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej w reaktorach (metodą wagową bezpoĞrednią i poprzez oznaczenie azotu ogólnego Kjeldahla metodą destylacji, przyjmując, Īe stanowi on 4,28% suchej biomasy) oraz rzeczywistą przepusto- woĞü ukáadów oczyszczających. Próby Ğcieków do badaĔ pobierano z odpáywu z osadnika wtórnego w ukáadzie przepáywowym i z odpáywu z reaktora w ukáadzie porcjowym.

Próby osadu pobierano bezpoĞrednio z reaktorów.

Na podstawie wykonanych analiz obliczono iloĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej w badanych reaktorach, ustalono zaleĪnoĞü iloĞci i przyrost biomasy od doprowa- dzanegoáadunku zanieczyszczeĔ organicznych i od obciąĪenia biomasy tym áadunkiem.

ZmiennoĞü danych zawartych w tabeli okreĞla odchylenie standardowe Ğredniej. Próby, wáącznej iloĞci 15 sztuk w kaĪdej serii badawczej, pobierano w odstĊpach tygodnio- wych. Wyznaczono równieĪ rzeczywisty (obserwowany) wspóáczynnik przyrostu bio- masy (Y_obs). Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, jaki byá wpáyw parame- trów technologicznych na iloĞü i przyrost biomasy pozostającej w reaktorze w postaci zawieszonej i utwierdzonej oraz usuwanej wraz ze Ğciekami oczyszczonymi. Ustalono zaleĪnoĞci pomiĊdzy poszczególnymi parametrami.

a b

Rys. 1. Schemat modelu laboratoryjnego: a – w ukáadzie przepáywowym, b – w ukáadzie porcjowym

Fig. 1. Lay-out of laboratory set-up: a – in continuous fl ow system, b – in batch system

(4)

Tabela 1. Parametry technologiczne badaĔ na modelach laboratoryjnych reaktorów hybrydowych Table 1. Technological parameters of processes in the laboratory hybrid reactors

Seria Run

Parametr Parameter

Ukáad przepáywowy Continuous fl ow system

Ukáad porcjowy Batch system Reaktor 1

Reactor 1

Reaktor 2 Reactor 2

Reaktor 3 Reactor 3

Reaktor 1 Reactor 1

Reaktor 2 Reactor 2

Reaktor 3 Reactor 3

1 2 3 4 5 6 7 8

1

Przepáyw [dm³/d]

Capacity 58,3r1,6 114,9 r3,1 294,9

r15,9 44,3r4,5 92,7 r3,2 159,5 r6,9 Czas retencji [d]

Retention time 1,30 0,66 0,27 0,21 0,20 0,24

Czas trwania cyklu [h]

Cycle time nd 6

Napow./przerwa [min/min]

Aeration/non aeration int. 75/45 15/15

Obj. porcji Ğcieków [dm³]

Volume of the sewage nd 11,08

r0,38 23,18

r0,80 39,88 r1,72 BZT₅Ğ. sur. [mg O₂/dm³]

BOD raw sewage 132r8 80 r4

ChZT Ğ. sur. [mgO₂/dm³]

COD raw sewage 169r15 166 r11

N-NH₄Ğ. sur. [mg/dm³]

N-NH₄ raw sewage 30,4r1,8 25,6 r2,1

N caák. Ğ. sur. [mg/dm³]

N_tot raw sewage 53,5r3,6 43,2 r2,0

2

Przepáyw [dm³/d]

Capacity 59,5r4,6 113,6 r8,5 208,1

r9,0 69,1r3,2 117,6 r3,1 198,5 r8,7 Czas retencji [d]

Retention time 1,36 0,72 0,37 0,14 0,16 0,19

Cycle time nd 4

r0,53 19,6

r0,52 33,08 r1,45 BZT₅Ğ. sur. [mgO₂/dm³]

ChZT Ğ. sur. [mgO₂/dm³]

(5)

WYNIKI BADAē I DYSKUSJA

Na rysunku 2 przedstawiono zawartoĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej w badanych systemach. DuĪa przewaga masy osadu nad masą báony biologicznej byáa spowo- dowana stosunkowo maáym udziaáem záoĪa ruchomego w objĊtoĞci reaktora (ok. 10%

w ukáadzie przepáywowym i 10–15% w ukáadzie porcjowym).

Z wykresów wynika, Īe zawartoĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej w reaktorach przepáywowych byáa porównywalna w kolejnych seriach badaĔ, przy róĪnych (coraz krótszych) cyklach napowietrzania. W reaktorach porcjowych zawartoĞü biomasy zawieszonej malaáa, a utwierdzonej rosáa wraz ze skracaniem dáugoĞci cyklu pracy reaktora.

ZawartoĞü biomasy w reaktorach byáa zaleĪna od áadunku i obciąĪenia ukáadu áa- dunkiem zanieczyszczeĔ organicznych. PoniewaĪ wraz ze wzrostem áadunku wzrastaáo Tabela 1 cd.

Table 1 cont.

1 2 3 4 5 6 7 8

3

Przepáyw [dm³/d]

Capacity 72,4r5,3 142,2

r5,1 259,5

r14,5 97,4r 4,7 171,7

r7,7 272,2r11 Czas retencji [d]

Retention time 1,11 0,54 0,30 0,10 0,11 0,14

Cycle time nd 3

r0,49 21,46

r0,87 34,03 r1,34 BZT₅Ğ. sur. [mgO2/dm³]

ChZT Ğ. sur. [mgO2/dm³]

4

Przepáyw [dm³/d]

Capacity 67,8r1,2 137,4

r3,7 224,1

r5,5 nd

Czas retencji [d]

Retention time 1,11 0,55 0,34 nd

Aeration/non aeration int. 15/15 nd

BZT₅Ğ. sur. [mgO2/dm³]

BOD raw sewage 131r5 nd

ChZT Ğ. sur. [mgO2/dm³]

COD raw sewage 214r8 nd

N-NH₄ raw sewage 19,7r3,0 nd

N_tot raw sewage 46,7r2,2 nd

(6)

obciąĪenie, uzyskano analogiczny przebieg zaleĪnoĞci. Miaáy one postaü potĊgową lub liniową w ukáadzie przepáywowym i logarytmiczną w ukáadzie porcjowym. Otrzymane krzywe przedstawiono przykáadowo na rysunkach 3 i 4. Dla ukáadu przepáywowego wykres przedstawia zaleĪnoĞci dla 4 serii badaĔ, w której cykl napowietrzania 15/15 minut zostaá wczeĞniej oceniony jako najkorzystniejszy [Makowska i in. 2005]. Dla ukáadu porcjowego wykres przedstawia zaleĪnoĞci dla reaktora 1, charakteryzującego siĊ naj- wiĊkszą skutecznoĞcią usuwania zanieczyszczeĔ. W kaĪdym z reaktorów we wszystkich seriach obu etapów badaĔ zaobserwowano taką samą prawidáowoĞü – wraz ze wzrostem obciąĪenia biomasy áadunkiem organicznym malaáa zawartoĞü biomasy zawieszonej, a rosáa zawartoĞü biomasy utwierdzonej. W ukáadzie przepáywowym zaleĪnoĞü iloĞci biomasy od obciąĪenia hydraulicznego objĊtoĞci czynnej reaktora byáa analogiczna, natomiast w ukáadzie porcjowym stwierdzono zaleĪnoĞü odwrotną – wraz ze wzrostem obciąĪenia hydraulicznego rosáa zawartoĞü biomasy zawieszonej i malaáa utwierdzonej, gdyĪ jednoczeĞnie wzrastaáa objĊtoĞü czynna reaktora.

Rys. 2. ZawartoĞü biomasy w reaktorach R1, R2, R3: a – w ukáadzie przepáywowym, b – w ukáa- dzie porcjowym

Fig. 2. Contents of biomass in reactors R1, R2, R3: a – in continuous fl ow system, b – in batch system

1 10 100 1000

osad/sludge báona/biofilm osad/sludge báona/biofilm osad/sludge báona/biofilm osad/sludge báona/biofilm

seria/run 1 seria/run 2 seria/run 3 seria/run 4 sucha masa org. organic mass [g]

R1 R2 R3

1 10 100 1000

osad/sludge báona/biofilm osad/sludge báona/biofilm osad/sludge báona/biofilm

seria/run 1 seria/run 2 seria/run 3 sucha masa org. organic biomass [g]

R1 R2 R3 a

b

(7)

ZawartoĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej przeliczono na objĊtoĞü reaktora, a biomasy utwierdzonej dodatkowo na pole powierzchni ksztaátek. Otrzymane warto- Ğci zamieszczono w tabeli 2. ĝrednie i odchylenia standardowe Ğrednich obliczono na podstawie 15 pomiarów, wykonanych w odstĊpach od 3 do 7 dni. Analogicznie jak w poprzednim przypadku: zawartoĞü osadu w przeliczeniu na jednostkĊ objĊtoĞci reaktora maleje, a zawartoĞü báony w przeliczeniu na jednostkĊ objĊtoĞci reaktora i jednostkĊ powierzchni noĞnika roĞnie wraz ze wzrostem obciąĪenia áadunkiem organicznym. Przy- czyną tego zjawiska mogą byü lepsze warunki rozwoju mikroorganizmów na noĞnikach w sytuacjach stresowych oraz zasiedlanie powierzchni noĞnika przez mikroorganizmy o dáugim cyklu rozwojowym.

y = 3,2617x^-2,1455 R² = 0,9883

y = 18,702x^1,0578 R² = 0,9966 0

20 40 60 80 100 120

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

gChZT/dm³ d sucha biomas org. organic biomass [g]

osad – sludge báona – biofilm

y = 21,789x^-0,9429 R² = 0,9761

y = 7,3347x^0,466 R² = 0,989

0 20 40 60 80 100 120

0 0,5 1 1,5 2 2,5

A(ChZT), g/gsm d sucha biomasa org. organic biomass [g]

osad – sludge báona – biofilm a

b

Rys. 3. IloĞü biomasy w bioreaktorach przepáywowych R1, R2 i R3 w zaleĪnoĞci od: a – obciąĪe- nia objĊtoĞci reaktora áadunkiem zanieczyszczeĔ organicznych, b – obciąĪenia biomasy áadunkiem zanieczyszczeĔ organicznych

Fig. 3. Contents of biomass in continuous fl ow bioreactors R1, R2, R3 in relationship with:

a – organic load on reactor’s volume, b – organic load on biomass

(8)

Wraz ze zmianą obciąĪenia zmieniaáa siĊ iloĞü biomasy odprowadzanej z reaktorów ze Ğciekami oczyszczonymi. Uzyskane zaleĪnoĞci w postaci logarytmicznej lub potĊgowej przedstawiono na rysunku 5. W ukáadzie przepáywowym, we wszystkich seriach badaĔ, wzrost obciąĪenia powodowaá zwiĊkszenie iloĞci odprowadzanej biomasy. W ukáadzie porcjowym taką zaleĪnoĞü zaobserwowano w serii 1 i w serii 3. W serii 2 znaczny spadek stĊĪenia biomasy w reaktorach nastąpiá w okresie adaptacji do zwiĊkszonych obciąĪeĔ, a w trakcie trwania serii badawczej iloĞü usuwanej biomasy (osadu nadmiernego) malaáa wraz ze wzrostem obciąĪenia. Wysoko obciąĪone reaktory porcjowe w serii 2 i 3 nie wy- magaáy dodatkowego usuwania biomasy nadmiernej.

y = 647,93x^4,3315 R² = 0,9768

y = 0,812x^-2,3467 R² = 0,9926 1

10 100 1000

0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8

gChZT/dm³d sucha biomasa org. organic biomass [g]

osad – sludge báona – biofilm

y = 15,648x^-0,6879 R² = 0,9871

y = 6,0537x^0,3692 R² = 0,9845 1

10 100 1000

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

gsub/gsm d sucha biomasa org. organic biomass [g]

osad – sludge báona – biofilm a

b

Rys. 4. IloĞü biomasy w reaktorze 1 w zaleĪnoĞci od obciąĪenia áadunkiem organicznym: a – ob- jĊtoĞci czynnej, b – biomasy, dla ukáadu porcjowego

Fig. 4. Contents of biomass in reactor 1 in relationship with organic loading: a – reactor’s volume, b – biomass, for batch system

(9)

Tabela 2. ZawartoĞü biomasy zawieszonej i utwierdzonej w badanych ukáadach Table 2. Concentration of suspended and attached biomass investigated systems Seria RunParametr Parameter

System przepáywowy Continuousfl ow systemSystem porcjowy Batch system Reaktor 1 Reactor 1Reaktor 2 Rezctor 2Reaktor 3 Reactor 3Reaktor 1 Reactor 1Reaktor 2 Reactor 2Reaktor 3 Reactor 3 1

ZawartoĞü osadu [g/m3] Activated sludge density1,056r0,0780,989 r0,0890,452 r0,1534,251 r0,5364,034 r0,4151,653 ZawartoĞü báony [g/m3] Biofi lm density0,193 r 0,0080,154 r 0,0010,300 r 0,0310,030 r 0,0040,023 r 0,003r 0,002 Masa báony na jedn. pow. noĞnika [g/m2] Biofi lm mass 6,815 r0,2705,463 r 0,03510,616 r 0,0310,665 r 0,0950,616 r 0,089r 0,077 2

ZawartoĞü osadu [g/m3] Activated sludge density1,709 r 0,0780,62 r 0,0810,236 r 0,0592,262 r 0,2661,117 r 0,132r 0,137 ZawartoĞü báony [g/m3] Biofi lm density0,064 r 0,0030,106 r0,0030,180 r 0,0060,054 r 0,0070,051 r 0,010r0,01 Masa báony na jedn. pow. noĞnika [g/m2] Biofi lm mass2,258 r 0,0963,755 r 0,1136,387 r 0,2241,194 r 0,1581,352 r 0,250r 0,375 3

ZawartoĞü osadu [g/m3] Activated sludge density1,553 r 0,1641,180 r 0,0990,358 r 0,0580,545 r 0,0820,483 r 0,064r 0,084 ZawartoĞü báony [g/m3] Biofi lm density0,044 r 0,0040,0,073 r 0,0040,132 r 0,0040,093 r 0,0700,139 r 0,014r 0,020 Masa báony na jedn. pow. noĞnika [g/m2] Biofi lm mass 1,563 r 0,1452,584 r 0,1454,682 r 0,1312,062 r 0,2243,700 r 0,383r 0,356 4 ZawartoĞü osadu [g/m3] Activated sludge density 1,388 r 0,2350,385 r 0,0480,104 r 0,026ndnd ZawartoĞü báony [g/m3] Biofi lm density0,045 r 0,0020,088 r 0,0100,156 r 0,013ndnd Masa báony na jedn. pow. noĞnika [g/m2] Biofi lm mass1,577 r 0,0853,126 r 0,03605,627 r 0,477ndnd

(10)

Na podstawie wykonanych analiz wyznaczono równieĪ wartoĞci wspóáczynnika przy- rostu biomasy (Y_obs) wzglĊdem substratu usuwanego wyraĪonego jako ChZT_Cr. WartoĞci dla ukáadu przepáywowego wynosiáy od 0,20 do 0,43 g_smorg/g_subus, a dla ukáadu porcjowego od 0,41 do 0,63 g_smorg/g_subus. Nie stwierdzono wyraĨnej zaleĪnoĞci wspóáczynni- ka od parametrów technologicznych procesu, choü moĪna zauwaĪyü zmniejszenie Y_obs przy wiĊkszych wartoĞciach obciąĪeĔ – zwáaszcza w reaktorach porcjowych przy duĪych obciąĪeniach áadunkiem zanieczyszczeĔ. ZbliĪone wartoĞci Y_obs podają dla ukáadu hybrydowego Fouad i Bhargava [2005]. WartoĞci wspóáczynników przyrostu biomasy dla systemu hybrydowego są mniejsze niĪ przeciĊtne wartoĞci dla systemów z osadem czynnym, co moĪe Ğwiadczyü o stosunkowo duĪej zawartoĞci w biomasie utwierdzonej wolno przyrastających mikroorganizmów, np. nitryfi katorów.

Rys. 5. Biomasa usuwana ze Ğciekami oczyszczonymi w zaleĪnoĞci od obciąĪenia áadunkiem organicznym: a – w ukáadzie przepáywowym, b – w ukáadzie porcjowym

Fig. 5. Biomass removed with purifi ed sewage in relationship with organic loading: a – in continuous system, b – in batch system

y = 7,0062Ln(x) + 16,974

R² = 0,9997 y = 7,3518x^0,756

R² = 0,9487

y = 5,6981x^0,4994 R² = 0,9129 y = 2,6389Ln(x) + 8,5967

R² = 0,9952

0 5 10 15 20 25

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

A, gChZT/g_sm d biomasa w odpáywie biomass in outlet [gsm/d]

seria 1 seria 2 seria 3 seria 4

y = 8,4716x^0,6842 R² = 0,6293 y = 19,964Ln(x) + 82,581

R² = 0,9899

y = 6,9087x^-0,3407 R² = 0,9857

0 20 40 60 80 100

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

A, gChZT/gsm d biomasa w odpáywie biomass in outlet [gsm/d]

seria 1 seria 2 seria 3

a

b

(11)

WNIOSKI

Na podstawie analizy wyników uzyskanych w badaniach reaktorów hybrydowych w ukáadzie przepáywowym i porcjowym sformuáowano nastĊpujące wnioski:

ZawartoĞü biomasy w kaĪdym z trzech reaktorów przepáywowych byáa porówny- walna we wszystkich seriach badaĔ i nie zaleĪaáa od dáugoĞci cyklu napowietrzania.

W reaktorach porcjowych zawartoĞü biomasy zawieszonej malaáa, a utwierdzonej rosáa wraz ze skracaniem dáugoĞci cyklu pracy reaktora.

We wszystkich seriach badaĔ, dla obu ukáadów reaktorów, zawartoĞü biomasy zawieszonej malaáa, a utwierdzonej rosáa wraz ze wzrostem áadunku i obciąĪenia biomasy áadunkiem organicznym.

IloĞü biomasy usuwanej ze Ğciekami oczyszczonymi wzrastaáa wraz ze wzrostem obciąĪenia áadunkiem organicznym.

WartoĞci wspóáczynnika przyrostu biomasy (Y_obs) byáy wiĊksze dla ukáadu porcjowego (0,41–0,63) niĪ dla ukáadu przepáywowego (0,20–0,43) i nie zaleĪaáy od parame- trów technologicznych procesu.

PIĝMIENNICTWO

Abbassi B., Dullstein S., Raebiger N., 2000. Minimization of excess sludge production by increase of oxygen concentration in activated sludge fl ocs; experimental and theoretical approach.

Wat Res. 34, 1, 139–146.

Fouad M., Bhargava R., 2005. Sludge production and settleability in biofi lm-activated sludge process. Journal of Environmental Engineering ASCE 3, 417–424.

Gebara F., 1999. Activated sludge biofi lm wastewater treatment system. Wat. Res. 33, 1, 230–238.

Hanhan O., Artan N., Orhon D., Yagci N.O., Insel G., 2005. Mechanism and design of intermittent aeration activated sludge process for nitrogen removal. IWA Specialized conference on Nutrient Management in Wastewater Treatment Process and Recycle Streams. LEM- TECH Konsulting, Kraków, 69–78.

Makowska M., 2002. Obliczanie reaktorów ze záoĪem ruchomym na podstawie obciąĪenia bioma- syáadunkiem zanieczyszczeĔ organicznych. GWiTS 2, 336–338.

Makowska M., Spychaáa M., BáaĪejewski R., Borowski J., 2005. Nitrogen removal by moving bed biological reactors with intermittent aeration. IWA Specialized Conference on Nutrient Ma- nagement in Wastewater Treatment Processes and Recycle Streams, Kraków,1009–1013.

Yoo H., Ahn K.H., Lee H.J., Lee K.H., Kwak Y.J., Song K.G., 1999. Nitrogen removal from syn- thetic wastewater by simultaneous nitrifi cation and denitrifi cation (SND) via nitrite in an intermittently – aerated reactor. Wat. Res. 33, 1, 145–54.

INFLUENCE OF TECHNOLOGICAL PARAMETERS ON BIOMASS IN MOVING BED BIOLOGICAL REACTOR

Abstract. Laboratory studies of wastewater treatment in hybrid reactors with moving bed are presented. The biomass in reactors exists as a suspend – activated sludge – and as an attached – biological biofi lm. Laboratory research on 3 parallel reactors in continuous – fl ow ad batch system was realized. Reactors were periodically aerated. As moving carriers for biomass cylindrical PE elements were used. Domestic sewage after preliminary treatment 1.

2.

3.

4.

5.

(12)

in septic tank was treated. The study revealed, that the suspended biomass in systems has decreased and the attached biomass has increased with an increase in organic loading. Like- wise contents of suspended solids in the treated sewage has increased. Biomass growth was higher in batch system and was independent of technological parameters of the process.

Key words: hybrid reactors, activated sludge, biofi lm, moving bed

Zaakceptowano do druku – Accepted for print: 22.02.2007