Tlenowy osad granulowany – charakterystyka czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych

Podczas konferencji „1st IWA - Workshop Aerobic Granular Sludge”, która odbyła się w Monachium w 2005 r., tlenowy osad granulowany zdefiniowano jako agregaty pochodzenia mikrobiologicznego, które nie koagulują w wyniku zmniejszenia siły hydrodynamicznej ścinania oraz sedymentujące znacznie szybciej niż kłaczki osadu. Systemy GSBR mają wiele zalet wynikających z właściwości granul, które charakteryzują się dobrymi właściwościami sedymentacyjnymi, długim czasem retencji oraz nie wykazuje pęcznienia. Dotychczasowe badania wykazały, że na proces tlenowej granulacji głównie wpływa: konfiguracja reaktora, środowisko i warunki jego pracy. Formowanie tlenowych granul jest procesem złożonym i kontrolowanym przez kilka czynników, z wyjątkiem konfiguracji reaktora, są to: warunki „uczta-głód”, kompozycja pożywki, obciążenie ładunkiem zanieczyszczeń oraz siły hydrodynamiczne.

W pracy przedstawiono wyniki badań oraz charakterystykę czynników wpływających na proces granulacji w sekwencyjnych reaktorach porcjowych GSBR (Granular Sequencing Batch Reactor). Na podstawie literatury dobrano optymalne dla procesu granulacji wartości współczynnika dekantacji, prędkości przepływu powietrza oraz ilości tlenu rozpuszczonego, co umożliwiło zbadanie wpływ stosunku wysokości do szerokości reaktora (H/D – height/diameter) na proces granulacji tlenowego osadu czynnego. Zastosowane parametry technologiczne pracy reaktorów umożliwiły proces granulacji tlenowego osadu czynnego, a struktura granul pozwoliła uzyskać wyższe stężenie biomasy w reaktorach.

Pełny tekst (pdf)

1. Beun J.J., Hendriks A., van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A., Heijnen J.J.: Aerobic granulation in a sequencing batch reactor, Water Research, no 33, 10, 1999, s. 2283–2290.
2. Cichowicz M.: Organizmy osadu czynnego, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995.
3. Coma M., Puig S., Serón N., Balaguer M.D., Colprim J.: Granular sludge development at different exchange ratios for nutrient removal, 2nd IWA Specialized Conference Nutrient Management in Wastewater Treatment Processes 6-9th of September 2009 Kraków, Poland.
4. de Kreuk M.K., McSwain B.S., Bathe S., Tay J., Schwarzenbeck S.T.L., Wilderer P.A.: Discussion outcomes. Ede. In: Aerobic Granular Sludge, Water and Environmental Management Series. IWA Publishing 2005, Munich, pp. 165-169.
5. Eikelboom D. H., van Buijsen H. J. J.: Podręcznik mikroskopowego badania osadu czynnego, Wydawnictwo Seidel – Przywecki sp. z o.o., Szczecin 1999
6. Gao D., Liu L., Liang H., Wu W-M.: Aerobic granular sludge: characterization, mechanism of granulation and application to wastewater treatment, Critical Reviews in Biotechnology, no 31(2), 2011, pp. 137-152.
7. Gromiec M.J.: NEREDA - innowacyjna technologia granulowanego osadu czynnego do oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych, Gaz, Woda i Technika sanitarna, nr 5, 2011, s. 179-183.
8. Ivanov V., Wang X.-H., Tay S. T.-L., Tay J.- H.: Bioaugmentation and enhanced formation of microbial granules used in aerobic wastewater treatment, Applied Microbiology and Biotechnology, no 70, 2006, pp. 374–381.
9. Klimowicz H.: Znaczenie mikrofauny przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym, Dział Wydawnictw Instytutu Ochrony Środowiska, Warszawa 1989.
10. Kocwa – Haluch R., Woźniakiewicz T.: Analiza mikroskopowa osadu czynnego i jej rola w kontroli procesu technologicznego oczyszczania ścieków, Czasopismo techniczne. Środowisko. z. 62 – Ś, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2011.
11. Kończak B., Miksch K.: Proces formowania granulowanego osadu w warunkach tlenowych: przegląd literaturowy, Przegląd Naukowy – Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, nr 51, 2011, s. 43-51.
12. Lee S., Basu S., Tyler CW., Pitt PA.: A survey of filamentous organisms at the Deer Island Treatment Plant, Environmental Technology, no. 24(7), 2003, pp. 855-865.
13. Liu Y., Tay J.H.: State of the art of biogranulation technology for wastewater treatment, Biotechnology Advances, no 22(7), 2004,  pp. 533-563.
14. Miksch K., Sikora J.: Biotechnologia ścieków, Wyd. Naukowe PWN, 2010.
15. Sunil S.A., Duu-Jong L., Kuan-Yeow S., Joo-Hwa T.: Aerobic granular sludge: Recent advances, Biotechnology Advances, no 26, 2008, pp. 411-423.
16. Tay J.H., Liu Q.S., Liu Y.: The effects of shear force on the formation, structure and metabolism of aerobic granules, Applied Microbiology and Biotechnology, no 57, 2001, pp. 227-233.
17. Thanh B.X., Visvanathan C., Ben Aim R.: Fouling characterization in aerobic granulation coupled baffled membrane bioreactor, IWA International Conference on Particle Separation, 9-11 July 2007, Toulouse, France.
18. Qin L., Liu Y., Tay J.H.: Effect of settling time on aerobic granulation in sequencing batch reactor, Biochemical Engineering Journal, no 21, 2004, pp. 47-52.
19. Usmani S.Q., Sabir S., Farooqui I.H., Ahmad A.: Biodegradation of phenols and p-cresol by sequential batch reactor proc, International Conference on Environmental Research and Technology, no 10, 2008, pp. 906-910.
20. Wang Q., Du G., Chen J.: Aerobic granular sludge cultivated under the selective pressure as a driving force, Process Biochemistry, no 39(5), 2004, pp. 557-563.
21. Wang Z.W., Liu Y., Tay J.H.: The role of SBR mixed liquor volume exchange ratio in aerobic granulation, Chemospphere, no 62(5), 2006, pp. 767-771.
22. Wojnowska-Baryła I., Cydzik-Kwiatkowska A., Szatkowski M., Gutowski Ł.: Granulacja osadu czynnego w reaktorze SBR, Biotechnologia, nr 1(88), 2010, s. 161-169.
23. Zheng Y.M., Yu H.Q., Liu S.J., Liu X.Z.: Formation and instability of aerobic granules under high organic loading conditions, Chemosphere, no 63, 2006, pp. 1791-1800.