New containerized wastewater treatment technology: system description and evaluation of treatment capacity of a highly efficient MBBR systemn

Tamás Kloknicer; Dániel Benjamin Sándor; Anita Szabó

doi:10.59258/hk.17079

Kloknicer Tamás Innowater Zrt., Óbudai Egyetem , Anyagtudományok és Technológiák Doktori Iskola
Sándor Dániel Benjamin Innowater Zrt.
Szabó Anita Innowater Zrt.

Kulcsszavak: Biotechnológia, mozgóágyas biofilmes rendszerek, szennyvíztisztítás, biofilm vizsgálatok, technológia bemutatás

Absztrakt

A közelmúltban zajlott kutatási és fejlesztési projektben az Inno-Water Zrt. innovatív biofilm mikrohordozót fejlesztett ki, amely jelentősen kisebb méretű, mint a hagyományos hordozók. Ebben a közleményben egy új szennyvíztisztító rendszer kapacitását és felépítését mutatjuk be, amely rendszer biológiai tisztítási lépcsője erre az új típusú biofilm hordozóra épül. A „MICROBI” technológia átlagos szennyezőanyag eltávolítási hatékonysága kommunális szennyvízben 99,4% az ammónium, 94,3% a KOI és 75,0% az összes nitrogén komponensre . A bedolgozási időszak alatt hetente kétszer mértük a szennyvíz kémiai paramétereit (KOI, NO₃-N, NO₂-N, PO₄-P, NH₄-N). Ezt követően egy 24 órás mérési kampányt végeztünk a rendszer teljes kapacitásának meghatározása érdekében. Vizsgáltuk a reaktorok oxigénszintjét, pH értékét, hőmérsékletét és vezetőképességét, valamint fénymikroszkóppal és TTC színezési módszerrel nyomon követtük a hordozón lévő biofilm fejlődését. Az eredmények kiváló nitrifikációs képességet és magas KOI és ammónium eltávolítást mutatnak 27-28 m³/nap hidraulikai terhelés esetén. A jövőbeni fejlesztési tervek között szerepel a denitrifikáció optimalizálása és a szennyvíztisztító kapacitás növelése.

Szerző életrajzok

Kloknicer Tamás , Innowater Zrt., Óbudai Egyetem , Anyagtudományok és Technológiák Doktori Iskola

KLOKNICER TAMÁS 2020-ben szerezte meg környezetmérnöki Bsc diplomáját az Óbudai Egyetemen. Témája a felszíni vizek makrogerinctelen alapú vízminősítése volt. Ezt követően a Debreceni Egyetemen tanult Msc képzésen Hidrobiológiát, hogy tudását jobban elmélyítse a biológiai vízminősítő vizsgálatokban, monitoringban. Diplomamunkájában az urbanizáció hatását vizsgálta a makrogerinctelen közösségekre, 2022-es fokozatszerzési évvel. Tanulmányai alatt az Inno-Water Zrt-nél dolgozott, mely egy K+F tevékenységekkel is foglalkozó, környezetvédelmi tanácsadással foglalkozó cég. Jelenleg doktori tanulmányokat folytat az Óbudai Egyetem Anyagtudományok és Technológiák Doktori iskolában, témája a MICROBI technológia tanulmányozása, illetve ehhez kapcsolódóan új kinetikai összefüggések felállítása

Sándor Dániel Benjamin, Innowater Zrt.

SÁNDOR DÁNIEL BENJAMIN 2007-ben szerezte meg környezetmérnöki Msc diplomáját a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen. Szakmérnöki végzettséggel rendelkezik vízgazdálkodás és szennyvízkezelési területen (2012), melyet szintén a Műszaki egyetemen teljesített. 2016 óta az Inno-Water Zrt Kutatás fejlesztési igazgatója.

Szabó Anita, Innowater Zrt.

SZABÓ ANITA Több, mint 20 éve dolgozik a vízi környezetvédelem területén. Fő szakterülete a települési vízgazdálkodás, ezen belül a víz- és szennyvíztisztítási technológiák, illetve a felszíni vizek védelme. Az Inno-Water Zrt./Kft. vezető kutatójaként és szakértőjeként, illetve korábban a BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék, illetve az MTA Vízgazdálkodási Kutatócsoport munkatársaként számos kutatási és környezetvédelmi-műszaki tanácsadási projektben működött közre, kutatói, illetve menedzsment feladatokat ellátva, az alábbi témákban: ivóvíz-, ipari víz- és szennyvíztisztítási technológiák műszaki és gazdaságossági értékelése, illetve fejlesztése, környezeti hatásvizsgálatok, szennyezőanyag kibocsátások hatásbecslése, csőhálózatokban (ivóvíz-, ipari víz ellátó hálózatokban, szennyvízcsatorna hálózatokban) lejátszódó vízminőségi változások vizsgálata, felszíni vizek vízgazdálkodási és vízminőségi monitoring vizsgálatai, vizes élőhelyek rehabilitációjának előkészítése.

Hivatkozások

Ashkanani, A., Almomani, F., Khraishe, M., Bhosale, R., Tawalbeh, M., AlJaml, K. (2019). Bio-carrier and operating temperature effect on ammonia removal from secondary wastewater effluents using moving bed biofilm reactor (MBBR). Science of the Total Environment 693:133425. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.07.231

Barwal, A., Chaudhary, R. (2014). To study the performance of biocarriers in moving bed biofilm reactor (MBBR) technology and kinetics of biofilm for retrofitting the existing aerobic treatment systems: a review. Reviews in Envi-ronmental Science and Bio/Technology 13/3. pp. 285-299. https://doi.org/10.1007/s11157-014-9333-7

Benakova, A., Johanidesova, I., Kelbich, P., Pospisil, V., Wanner, J. (2018). The increase of process stability in re-moving ammonia nitrogen from wastewater. Water Science Technologies 77(9):2213–2219, https://doi.org/10.2166/wst.2018.135. https://doi.org/10.2166/wst.2018.135

Bjornberg, C., Lin, W., Zimmerman, R. (2009). Effect of Temperature on Biofilm Growth Dynamics and Nitrification Kinetics in a Full-Scale MBBR System. Water Environmental Federation. pp. 4407-4426. https://doi.org/10.2175/193864709793954051

Chu, L., Wang, J. (2011). Comparison of polyurethane foam and biodegradable polymer as carriers in moving bed biofilm reactor for treating wastewater with a low C/N ratio. Chemosphere 83(1). pp. 63-68. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2010.12.077

Dezotti, M, Geraldo, L., Bassin, JP. (2011). Advanced Biological Processes for Wastewater Treatment. https://doi.org/10.1007/978-3-319-58835-3

Erkan, HS., Çağlak, A., Soysaloglu, A., Takatas, B., Engin, G.O. (2020). Performance evaluation of conventional membrane bioreactor and moving bed membrane bioreactor for synthetic textile wastewater treatment. Journal of Wa-ter Process Engineering, 38:101631. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101631

Fleit E., Melicz Z., Sándor D., Zrínyi M., Filipcsei G., László K., Dékány I., Király Z. (2008). IASON – Intelligent Activated Sludge Operated by Nanotechnology – hydrogel micro-carriers in wastewater treatment, Progress in Colloid and Polymer Science, Vol. 138, No. 2008, pp. 209-217. https://doi.org/10.1007/2882_2008_092

Goswami, S., Mazumder, D. (2016). Comparative study between activated sludge process (ASP) and moving bed bioreactor (MBBR) for treating composite chrome tannery wastewater. Materials Today: Proceedings 3(10). pp. 3337-3342. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2016.10.015

Kawan, J.A., Hasan, Hassim, H.A., Suja, F., Jaafar, O.B., Abd-Rahman, R. (2016). A review on sewage treatment and polishing using moving bed biofilm bioreactor (MBBR), Journal of Engineering Science and Technology Vol. 11, No. 8. pp. 1098-1120.

Kermani, M., Bina, B., Movahedian, H., Amin, M.M., Nikaein, M. (2008) Application of Moving Bed Biofilm Pro-cess for Biological Organics and Nutrients Removal from Municipal Wastewater, American Journal of Environmental Sciences 4 (6). pp. 675-682. 2008 ISSN 1553-345X © 2008 Science Publications. https://doi.org/10.3844/ajessp.2008.675.682

Lee, W.N., Kang, I.J., Lee, C.H. (2006). Factors affecting filtration characteristics in membrane coupled moving bed biofilm reactor, Water Research. pp. 1827-1835. https://doi.org/10.1016/j.watres.2006.03.007

Martin-Pascual, J., Leyva-Díaz J.C., Poyatos J.M. (2016). Treatment of urban wastewater with pure moving bed membrane bioreactor technology at diferent flling ratios, hydraulic retention times and temperatures. Annals of Mi-crobiology 66(2). pp. 607-613. https://doi.org/10.1007/s13213-015-1145-7

MSZ ISO 6060. Water quality. Determination of the chemical oxygen demand.

MSZ 1484-13:2009. Water quality. Part 12: Determination of nitrate and nitrite. Content by spectrophotometric method.

MSZ ISO 7150-1:1992. Water quality. Determination of ammonium. Part 1: Manual spectrophotometric method.

MSZ 448-18:1977. Drinking water analysis. Determination of phosphate.

Ødegaard, H. (2006). Innovations in wastewater treatment: – the moving bed bioflm process. Water Science and Technologies 53(9). pp. 17-33. https://doi.org/10.2166/wst.2006.284

Phanwilai, S., Kangwannarakul, N., (Lek) Noophan, P., Kasahara, T., Terada, A., Munakata-Marr, J., Figueroa, L.A. (2020). Nitrogen removal efficiencies and microbial communities in full-scale IFAS and MBBR municipal wastewater treatment plants at high COD:N ratio, Frontiers of Environmental Science & Engineering 14(6), 115. https://doi.org/10.1007/s11783-020-1374-2

Sauer, K., Camper, A.K., Ehrlich, G.D., Costerton, J.W., Davies, D.G. (2002). Pseudomonas aeruginosa displays multiple phenotypes during development as a biofilm, Journal of Bacteriology, DOI: 10.1128/jb.184.4.1140-1154.2002

Sándor D., Szabó A., Fleit E., Bakacsi Z., Zajzon G. (2017). PVA-PAA hydrogel micro-carrier for the improvement of phase separation efficiency of biomass in wastewater treatment, Pollack Periodica, Vol. 12, No. 2, pp. 91–102. ISSN 1788-1994. https://doi.org/10.1556/606.2017.12.2.8

Sándor D., Zajzon G., Fleit E., Szabó A. (2012). Comparison of nitrification process using biofilm formed on intel-ligent hydrogel micro-carriers and the conventional activated sludge technology, Proceedings of the 6th IWA Interna-tional Young Water Professionals Conference, Budapest, Hungary, Magyar Víziközmű Szövetség, ISBN 978-963-87507-8-5.

Sándor D.B., Fleit E., Fetter É. (2009). Colonization strategies to establish microbial biofilm reactors for simulta-neous nitrification/denitrification, Proceedings of IWA 1st Eastern European Regional Young Water Professionals Conference, Minsk, Belarus, 21-22nd May 2009. pp. 192-199. ISBN 987-985-525-145-4

Schmidt, T.M., Schaechter, M. (2011). Topics in ecological and environmental microbiology. (3rd ed.) Academic Press, UK.

Shitu, A., Zhu, S., Qi, W., Tadda, MA., Liu, D., Ye, Z. (2020). Performance of novel sponge biocarrier in MBBR treat-ing recirculating aquaculture systems wastewater: microbial community and kinetic study. Journal of Environmental Management, 275:111264. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111264

Torresi, E., Fowler, S. J., Polesel, F., Bester, K., R. Andersen, H., F. Smets, B. Plosz, Gy.B., Christensson, M. (2016). Biofilm thickness influences biodiversity in nitrifying MBBRs – Implications on micropollutant removal. Environ-mental Sciences & Technology 2016. pp. 1-30. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b02007

Wang, L.K., Wu, Z., Shammas, N.K. (2009). Activated Sludge Processes. In: Wang, L.K., Pereira, N.C., Hung, YT. (2009). Biological Treatment Processes. Handbook of Environmental Engineering, vol 8. Humana Press, Totowa, NJ. https://doi.org/10.1007/978-1-60327-156-1_6

Új, konténer alapú szennyvíztisztítási technológia: a technológia ismertetése és a tisztítási kapacitást vizsgáló

Absztrakt

Szerző életrajzok

Hivatkozások