Trickling filter has been extensively studied for the domestic wastewater treatment especially for the small scale plants in rural area. The performance of the trickling filter depends on the microbial community and their activity in the biofilms on the media. Nitrification. denitrification, and phosphorus removal of the trickling filter from the wastewater depend on the activity and the amount of the specific microorganisms responsible for the metabolism. For the estimation of the performance of a trickling filter, batch nitrification experiment and fluorescence in situ hybridization (FISH) were carried out to measure the microbial activity and its distribution on the media of the trickling filter. Batch nitrification activity measurement showed that the top part of the 1st stage trickling filter had the highest nitrification activity and the maximum activity was 0.002 g $NH_4$-N/g MLVSS${\cdot}$h. It is thought that higher substrate (ammonia) concentration yields more nitrifying bacteria in the biofilms. The dominant ammonia oxidizer and nitrite oxidizer in the biofilm were Nitrosomonas species and genus Nitrospira, respectively, by FISH analysis. Less denitrifiers were found than nitrifiers in the biofilm by the probe Rrp1088 which specifically binds to Rhodobacter, Rhodovulum, Roseobacter, and Paracoccus. Phosphorus accumulating bacteria were mostly found at the surface of the biofilm by probe Rc988 and PAO651 which specifically binds to Rhodocyclus group and their biomass was less than that of nitrifiers.
In this study a trickling filter system was developed by using polypropylene media and polypropylene nylon media that has recently been developed. The experiment analyzed an ability of water purification of the two plastic media and the effects of biomass on the final effluent. As recycling ratio increases, polypropylene nylon suspender showed higher efficiency by 20%; and, when media height was lengthened twice, efficiency increased about 10%. EPS and biomass increased in proportion to the increase of recycling ratio, and bound-TOC showed a similar trend with bound-EPS (extra-cellular polymeric substances) concentration.
In search of a method to achieve sustainable agricultural practices, a trickling filter was employed for the piggery wastewater treatment, where rice straw was the support medium in place of more commonly used materials. The filtrate from the trickling filter were applied to a soil, on which orchard grass (Dactylic glomerata L.) was grown followed by amendment of the treated straw medium. Orchard grass was cut twice, and growth parameters and yields were measured. Soil chemical properties before and after harvesting orchard grass were analyzed. Development of the forage crop was greatly enhanced by the application of the filtrate in terms of fresh weight, dry weight, and the absorption of nutrients. Better growth and higher nutrient uptake were found in the second cutting of the orchard grass. Organic matter content, ionic intensity, exchangeable cations, and phosphate of the soil increased with the application of the filtrate. The relative high concentrations of salts in the piggery trickling filtrate, expressed in electrical conductivity and content of sodium, exerted no detrimental effect on the crop and soil.
Li, Xinhua;Lin, Ching-Chieh;Sweeney, Daniel;Earl, Jessica;Hong, Andy
Advances in environmental research
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제2권2호
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pp.131-141
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2013
Agricultural practice and improper waste disposal in developing regions have resulted in environmental degradation in land and waters, for which low-cost, proven solutions are needed. We demonstrate in the laboratory the applications of composting and trickling filter techniques to treat olive mill wastes that can be implemented in the West Bank and other regions of the world. To a pomace waste sample from a California mill, we amended with saw dust (wood carbon source) and baking soda ($NaHCO_3$ alkalinity) at weight ratios of waste/wood/$NaHCO_3$ at 70:27:1 and composted it for periods of 11 and 48 days; the compost was used as an additive to potting soil for transplanting. The pomace sample was also blended into slurry and introduced to a water-circulating pond and trickling filter system (P/TF) to examine any inhibitive effect of the pomace on biological removal of the organic waste. The results showed the compost-amended potting soil supported plant growth without noticeable stress over 34 days and the P/TF system removed BOD and COD by >90% from the waste liquid within 2 days, with a first-order rate constant of 1.9 $d^{-1}$ in the pond. An onsite treatment design is proposed that promises implementation for agricultural waste disposal in developing regions.
본 연구는 유지관리비가 적게 소요되고 관리가 용이한 에너지절감형 축산뇨오수 처리기술을 개발하기 위하여 목편 살수여상과 활성오니를 정화기술하는 처리기술을 연구하였다. 1. 스크레파 축사의 축산뇨오수 처리를 위한 목편칩 살수여상 활성오니 연계 시스템을 개발하였다. 처리공정은 축산뇨오수 원수$\to$스크린$\to$목편칩 살수여상$\to$활성오니$\to$침전/오존처리 공정으로 처리하였다. 2. 처리결과 축산뇨오수 원수의 BOD 8,620mg/$\iota$ 에서 최종처리수의 BOD는 58mg/$\iota$로 처리되었다. 또한 COD_{Mn},은 원수 4,290mg/$\iota$에서 232mg/$\iota$, SS 2,228mg/$\iota$에서 49.5mg/$\iota$, T-N 4,223mg/$\iota$에서 395mg/$\iota$, T-P 97.4mg/$\iota$에서 8.0mg/$\iota$로 처리되었다. 3. SS는 목편살수여상조에서 $71.1\%$가 제거되어 활성오니 처리 대비 슬러지 발생량이 $70\%$ 절감되었다.
Livestock manure is generally beneficial to soil and crop production when appropriate amount is applied, but excessive application may be detrimental to soil and water environments. A proper protocol of livestock waste treatment is required to manage the quality of soil and water. A trickling filter system using rice straw media was employed to treat piggery wastewater from small-scaled livestock farms as an alternative to the currently available methods. Batches of piggery wastewater were treated with this system, and the byproducts of rice straw media and trickling filtrate were applied to the soil with cultivating rye (Secale cereale L.). Objective of this research was to characterize these byproducts for the sustainable soil amendments and rye production. Both the treated straw medium and filtrate were proven to be effective organic fertilizers for rye plant development, with the enhanced but balanced absorption of nutrients. The synergistic effects of filtrate in addition to straw application did not show, but the filtrate appeared to lead to a higher water content of the plant. No specific nutrient deficiency or toxicity symptom was shown due to the salts derived from the byproducts applied. Chemical parameters of the soil quality were significantly improved with the application of straw medium either with or without the filtrate. Judging from parameters relating to the salt accumulations, such as sodium adsorption ratio (SAR), electrical conductivity (EC), exchangeable sodium percentage (ESP), potassium adsorption ratio (KAR), and residual P concentrations, the byproducts from piggery wastewater exhibited no detrimental effects on soil quality within the ranges of treatments used. In addition to the effectiveness of the rice straw trickling filter system for the small-scaled swine farms, both rice straw medium and filtrate could be recycled for the sustainable soil amendment and plant nutrition.
This process which has a connection of biofilter and sulfur-limestone has been developed to treat organic substances including BOD, COD and SS etc. and to treat sulfur-limestone is for denitrification.. The whole process consists of chemical reaction tank, sedimentation tank, trickling filter, denitrification tank The trickling filter is equipped with a reactor filled with absorptive filter, and the sulfur denitrification tank is filled with sulfur-limestone mixed media. After setting up practical facilities whose capacity is 60 tons a day, we have observed the removal efficiencies of pollutants through 60 experiments during Summer and Winter seasons. The average concentration of polluted water was BOD for 3.6 mg/L, $COD_{Mn}$ for 11.3 mg/L, SS for 2.8 mg/L, T-N for 8.6 mg/L, and T-P for 0.8 mg/L, and the rate of treatment efficiencies 96.5%, 84.7%, 96.5%, 79.2%, and 80.8%, respectively was found through the experiments. The average treatment efficiency for BOD and $COD_{Mn}$ was 85.0% and 55.7%, respectively and the average removal efficiency for NH4+-N was 84.9% in the trickling filter. The removal efficiency in the denitrification tank is as follows; The removal rate of $NO_3^--N$ was as high as 93.2% within the compass of pH 6.3 to 7.3 through $16.8{\sim}37.0mg/L$ flown into $NO_3^--N$ and $0.1{\sim}8.3mg/L$ outflown. It had observed that this process has implemented highly efficient and advanced treatment without external carbon sources and internal recycle during its process. In conclusion, this process is suitable for a sewerage in a small village due to the merits of low power consumption and easy maintenance.
PPCP (pharmaceuticals and personal care products) is known as micropollutant that is released from wastewater treatment plant. Research represents that these contaminants have increased in the last 10 years. This study tries to make four different trickling filter systems using plastic fiber media to remove PPCP such as acetaminophen, ibuprofen, caffeine. The results of the experiment that compares the process efficiencies of four different systems (A, B, C and D) using HBC media show that almost all the reactor has around 95% removal efficiency. Slope type HBC reactor has twice higher efficiency rather than submerged type reactor to remove PPCP in water system. In 8 hours, 89% of acetaminophen, ibuprofen, caffeine are removed in slope type reactor while 39% of them in submerged type.
Volatile organic compounds (VOCs) and odor materials are major sources of air pollution in Ulsan city, where much chemical plants are located. Therefore, it is necessary to develop a new reactor which can remove VOCs and odor materials effectively and be equipped at the end of pipe easily. A modified reactor (bioscrubber trickling filter, BSTF), which have both characteristics of biofilter and bioscrubber, was developed and tested on its reactivity with several VOCs using two types of media, fiber and activated carbon 4- ceramic(A/C). It was observed that the removal efficiencies of several types of VOCs such as acetaldehyde, ethylalcohol, butanol, diethylamine and triethylamine were up to $95\%$ when they had about 100 ppm of initial concentration and 80 seconds of residence time. Good attachment of microorganisms to both media, where it is thought the reaction efficiency can be determined according to the amount of microorganisms attachment, observed with scanning electron microscopy(SEM). Initial pressure drops of the packed bed with both media were 229 $mmH_2O/m$ at A/C column and 670 $mmH_2O/m$, respectively. However, maximum pressure drop of fiber column during the operation was over 1,647 $mmH_2O/m$. Therefore, it was thought that the fiber material would not suitable to use in the local plant as a packed bed media.
본 연구는 살수여상공법을 양어장 순환수 처리 장치로 설치하여 유기물질 제거 효율, 암모니아 제거효율, 동력학적 상수, 슬러지 생산량과 산소소요량 등의 최적 운전방법을 도출하였다. 유기물질 부하율이 $0.500\~0.082kg\;COD/m^3/day$에서 $66.4\~81.2\%$의 SCOD 제거 효율과 $74.5\~84.0\%$의 SBOD 제거 효율을 보였다. 암모니아 부하율이 $0.271\~0.044kg\;NH_4^+-N/M^3/day$에서 $43.7\~61.8\%$ 의 암모니아성 질소 제거 효율을 보였으며 암모니아 제거량은 $27.2\~119.5mg\;NH_4^+-N/L/day$로 나타났다. Eckenfelder 식에 의해 구한 K, n값은 각각 $0.168\;min^{-1}$과, 0.132로 나타났으며 총 생성된 슬러지 생산량은 0.233g VSS/day로 kg BOD 제거량당 생성되는 슬러지 생산량은 0.572 kg VSS/kg $BOD_{rem}$로 나타났다. 산소소요량은 3.89mg $O_2/L/hr$로 수리학적부하가 $6.712\~40.341\;m^3/m^2/day$에서 $1.33\~7.22\;mg\;O_2/L/hr$로 수리학적 부하가 증가할수록 산소소요량이 증가하였으며 미생물당 산소소모율은 1.08kg $O_2/kg$ VSS로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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