Advanced Phase Isolation Ditch (APID) process was studied to develop economic retrofitting technology, for the plants where retrofitting of common activated sludge process is required. In this study, to develop and apply the modified intermittently aeration mode as process control conditions for treating municipal wastewater, a demonstration plant was installed and operated in the existing sewage treatment plant of P city. During this study, the average effluent $BOD_5$, SS, T-N, and T-P concentrations were 6.3, 4.5, 10.0, and 1.3 mg/L. The modified mode decreased the nitrification capability more than the conventional mode in the application period. Nitrate in the anaerobic condition can have a negative effect on biological phosphorus removal. In the decreasing nitrate levels, the modified mode increased the biological ability of removal phosphorus more than the conventional mode in this study. Therefore, newly developed APID process with modified intermittent aeration mode can be one of the useful processes for stable organic matter and nutrients removal.
Ammonia accumulation is regarded as the limiting factor of the first priority in water qualities of aquatic culture systems. Nitrification efficiency and characteristics in seawater were evaluated using Rotating Biological Contactor (RBC) process as a part of the recycling water treatment facilities for marine fish culture system. Ammonia removal efficiency regarded 99.7 to $83.7\%$ at the ammonia surface loading rates of 48 to $393 mg/m^2$ -day. RBC process was able to withstand to the fluctuation of influent ammonia concentrations and loading and produced the stable effluent. The mathematical model on the fixed-film biological reactor developed by Kornegay seemed to be suitable to RBC process kinetic evaluation for the recycling water treatment of the marine fish culture system. Area capacity constant (P) and half-velocity constant (Ks) in the model were 0.188g/m^2$-day and 1.25mg/l, respectively.
Derakhshan, Zahra;Ehrampoush, Mohammad Hassan;Mahvi, Amir Hossein;Dehghani, Mansooreh;Faramarzian, Mohammad;Ghaneian, Mohammad Taghi;Mokhtari, Mehdi;Ebrahimi, Ali Asghar;Fallahzadeh, Hossein
Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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제67권
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pp.219-230
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2018
The present study examined a moving bed biofilm reactor (MBBR) bioreactor on a laboratory scale for simultaneous removal of atrazine, organic carbon, and nutrients from wastewater. The maximum removal efficiency of atrazine, chemical oxygen demand (COD), total phosphorus (TP) and total nitrogen (TN) were 83.57%, 90.36%, 90.74% and 87.93 respectively. Increasing salinity up to 40 g/L NaCl in influent flow could inhibit atrazine biodegradation process strongly in the MBBR reactor.Results showed that MBBR is so suitable process for efficiently biodegrading of atrazine and nitrogen removal process was based on the simultaneous nitrification-denitrification (SND) process.
In order to investigate factors affecting the denitrification in the F-STEP PROCESS using a loess ball as support media and Pseudomonas DWC 17-8, calcining temperature, loess ball size, pH, nitrate concentration, working temperature, and inhibitor were studied in batch mode using synthetic sludge. A 5- 10 mm of loess ball (960$^{circ}$ of calcining temperature) was the most suitable for denitrification. When the initial pH was increased from 3.0 to 7.0, the removal efficiency of nitrate was increased. Specifically, at initial pH of 7.0, the maximum removal efficiency of nitrate was 5.0 mg/min. When the initial concentration of nitrate was increased from 100 to 400 mg/l, the removal efficiency of nitrate was proportional to the concentration of nitrate. The maximum removal efficiency of nitrate was 5.72 mg/min at 400 mg/l of initial concentration. When the operating temperature was increased from 10 to 30$^{circ}$, the removal efficiency of nitrate was increased from 0.76 to 6.15 mg/min, and at above 40$^{circ}$ of operating temperature, it was decreased from 4.0 to 2.0 mg/min. Among the various inhibitors, higher than 10$^{-1}$ M of sodium azide abolished this reaction completely. When the KCN concentration was above 10$^{-1}$ M, the reaction was inhibited completely. In the case of 2,4-dinitrophenol and sodium sulphide, it was inhibited at above 10$^{-2}$ M completely. For testing the various flow orders of the F-STEP PROCESS for effective denitrification using practical wastewater, continuous experiments under the optimum conditions were carried out for 60 days. Among the various processes, the PROCESS A gave the highest efficiencies of denitrification, nitrification, and total nitrogen (TN) removal with 86.5, 89.5, and $90\%$, respectively. For scale-up in the PROCESS A, real farm wastewater was used and pilot tests carried out for 90 days. The denitrification efficiency was $97.5\%$, which was increased by $12.7\%$. The efficiencies of TN removal and nitrification were 96.6 and $70.0\%$, respectively. The removal efficiency of chemical oxygen demand (COD) was $63.7\%$, which was increased by $20\%$.
Recently, as reinforced water quality standards for wastewater has been announced, more efficient and more powerful wastewater treatment processes are required rather than the existing activated sludge process. In order to meet this demands, we evaluate Task 1-4 about lab scale $A_{2}O$ process using biofilm media. Task 1, 2, and 3 use 'Module A' which has 4 partitions (Anoxic/Anerobic/Oxic/Oxic). Task 4 uses 'Module B' which has 2 partitions including a denitrification reactor with an Inclined plug flow reactor (IPFR) and a nitrification reactor with biofilm media. The denitrification reactor of Module B is designed to be upward flow using IPFR. The result of evaluating at each Task has shown that attached growth system has better capacity of removal efficiency for organic matter and nitrogen with the exception of phosphorus. Task 4 which has the most outstanding removal efficiency has 90.5% of $BOD_{5}$ removal efficiency, 97.8% of ${NH_4}^{+}-N$ removal efficiency, 65% of T-N removal efficiency and 92% of T-P removal efficiency with additional chemical phosphorus removal system operated at HRT 9hr, Qi:Qir 1:2, and BOD/T-N ratio 2.7.
To prevent surface and underground water pollution, wastewater treatment is essential. Four bench-scale activated sludge units (10 L operational volumes) were operated at 5, 10 and $20^{\circ}C$ for evaluation of treatment efficiencies with typical wastewater from swine housing. The units were set for a 24-hour cycle. As compared to the conventional process, high removal efficiencies for organic substances, nitrogen and phosphorus in swine wastewater were obtained simultaneously with an intermittent aeration process (lAP). The NOx-N produced during an aeration period was immediately reduced to nitrogen gas (e.g. $N_2$ or $N_2O$) in the subsequent non-aeration periods, and nitrification in aeration periods occurred smoothly. Under these conditions, phosphorus removal occurred with the release of phosphorus during the non-aeration periods followed by the excess uptake of phosphorus in the activated sludge during aeration periods. It was confirmed that the lAP had a better ability to remove pollutants under both low temperatures and high nitrogen loading conditions than the ordinary method did. In addition to that, the total emission of $N_2O$ from lAP was reduced to approximately 1/50 of the conventional process for the same loading. By adopting an adequate aeration programme for individual swine wastewater treatment, this system will provide a promising means for nitrogen and phosphorus control without pH control or addition of methanol.
SND 공정은 최근에 하수내 질소제거를 위한 새로운 공법으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 이에 본 연구는 무산소조, 혐기조 및 담체를 충진한 포기조로 구성된 DMR(Daiho Microbic Revolution)공정을 이용하여 포기량을 2.0, 1.0, 0.5, 0.4 및 0.2 L/min으로 변화시키면서 영양염류 제거효율과 동시 질산화/탈질 효율을 검토하였다. 유기물제거율은 포기량에 차이를 보이지 않았으며 모든 조건에서 93%의 제거율을 얻을 수 있었다. T-N 제거효율은 포기량이 적어짐에 따라 높아져 0.2 L/min의 조건에서 80%의 효율을 얻었으며, SND효율 또한 각 조건에서 62, 65, 72 및 78%를 나타내어 포기량 조절만으로 높은 질소제거율을 얻을 수 있었다. T-P는 포기량에 따라 75$\sim$96%의 제거율을 보였지만, 0.2 L/min의 조건에서는 2차 인방출이 발생하였다. 0.5 L/min의 조건에서 슬러지의 poly-P함량은 5.08%였으며 소모된 유기물 양과 방출된 인 농도의 비는 0.72 mg P/mg HAc였다.
This study was performed to evaluate SND(simultaneous nitrification and denitrification)efficiency, nitrogen removal efficiency and filtration function of non-woven fabric by using submerging MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter. Synthetic wastewater was used as influent wastewater. Concentration of $NH_4{^+}-N$ in influent was maintained about 40 mg/L and the experiment was performed in four phases according to the flow rate. Nitrogen loading rate divided four phases ranging from $0.04 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ to $0.16 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. As a result, the maximum $NH_4{^+}-N$ removal rate was accomplished at $0.142 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$ in nitrogen loading of $0.147 kg\;NH_4{^+}-N/m^3-day$. Nitrification efficiency was higher than 95% in all phases. $NO_3{^-}-N$ loading rate was adjusted ranging from $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ to $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal rate was accomplished up to $0.71 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$ in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.89 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. The maximum $NO_3{^-}-N$ removal efficiency was 95% in $NO_3{^-}-N$ loading of $0.22 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. T-N removal rate was 90% and concentration of T-N in effluent was 3.7 mg/L in T-N loading rate of $0.039 kg\;NO_3{^-}-N/m^3-day$. In this study, TMP in reactor with and without non-woven fabric filter were observed to define fouling of hollow-fiber membrane module. Reaching time to standard washing pressure(22 cm Hg) of two reactors were 29 days with non-woven fabric But the reactor without non-woven fabric reached standard washing pressure only after 4 days. Accordingly, non-woven fabric was demonstrated the superiority as a filtration ability. With high nitrogen removal rate and decreasing of fouling of membrane, MBR packed with granular sulfur covered with non-woven fabric filter submerging in activated sludge aeration tank can be used as an advanced treatment process.
The experimental conditions and relationships between parameters such as organic matter, aeration volume, aeration time, and precipitation time for the effective treatment of domestic wastewater were investigated. With the batch systems, the adsorption amount of unit microbe was measured with the change of MLSS concentration, precipitation time, and aeration amount. Theoretical adsorption amount of microbes was then numerically formulated by use of a SPSS multiple analysis as follows: $$Y=-0.0106(X_1)+0.07310(X_2)+42.705(X_3)+62.700$$ In this study, the amount of organisms to be removed in the range of MLSS concentration 2,000~4,500 mg/l were examined. In order to investigate the optimal condition of nitrification, the upper water in the biosorption stage was used as the initial experiment water. The results showed that the C/N ratio was 1.5 and the reaction time for the optimal nitrification was 1.5 hr. When the adsorption efficiency for microbe biosorption was 66%, the optimum denitrification efficiency was 83.3%. When the optimum parameters obtained from the batch experiment were applied to the lab-scale operation, the total retention time from the flow-in to flow-out was 10 hours and the removal efficiency was 93.8% for $COD_{cr}$ and 80.9% for TN. For the full-scale operation, the total retention time was 9.0 hours and the removal efficiency was 94.4% for BOD, 89.6% for $COD_{cr}$, 88.0% for TN, and 86.2% for TP.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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