Feasibility of a sequencing reactor operated in batch and fed-batch mode applied to nitrification and denitrifcation processes

• Autores: Roberta Albanez, Catarina S. A. do Canto, Suzana M. Ratusznei, José A. D. Rodrigues, Eugenio Foresti
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 66, Nº. 539, 2009, págs. 44-55
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Viabilitat d’un reactor operat en lots seqüencials aplicat a processos de nitrificació i desnitrificació
  • Viabilidad de un reactor operado en lotes secuenciales aplicado a procesos de nitrificación y desnitrificación
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• Resumen
  • español

    El objetivo de este trabajo fue el estudio de la viabilidad operacional de los procesos de nitrificación y desnitrificación en un reactor de lotes secuenciados (operación en lote y lote alimentado). El reactor era agitado mecánicamente y tenía un tubo alrededor del propulsor (draft tube) para facilitar la transferencia de materia de la fase liquida para la biomasa dispersa (aerobia) y granulada (anaerobia). Las variables ajustadas fueron: tiempo de aeración en la etapa de nitrificación; concentración de oxígeno disuelto; tiempo de alimentación para definición de las fases de operación por lotes y por lotes alimentados; concentración de la fuente exógena de materia orgánica utilizada como donador de electrones durante la etapa de desnitrificación y la carga volumétrica de nitrógeno amoniacal. El reactor (volumen de 5 L) fue mantenido a 30±1 °C y trataba 1,0 o 1,5 L de agua residual en lotes de 8 h. Las concentraciones de nitrógeno amoniacal en la alimentación fueron 50 (condición 1) y 100 mg N-NH;.L" (condición 2), resultando en 29 y 67 mgN-NH;·L-1·d-', respectivamente. Agua residual sintética y etanol fueron utilizados como fuente exógena de carbón. Las remociones de nitrógeno total fueron 94,4 y 95,9 % cuando el reactor fue operado bajo las condiciones 1 y 2, respectivamente. Bajas concentraciones de nitrito (0,2 y 0,3 mgN-NO;.L", respectivamente) y nitrato (0,01 y 0,3 mgN-NO;·L", respectivamente) fueron detectadas en el efluente del reactor. Las remociones de nitrógeno amoniacal fueron 97,6 % Y 99,6 % bajo las condiciones 1 y 2, respectivamente.

  • català

    L’objectiu d’aquest treball és l’estudi de la viabilitat operacional dels processos de nitrificació i desnitrificacióen un reactor de lots seqüencials (operació en lot i lotalimentat). El reactor s’agita mecànicament i té un tubenvoltant el propulsor (draft tube) per facilitar la transferència de matèria de la fase líquida per la biomassadispersa (aeròbia) y granulada (anaeròbia). Les variables ajustades són: temps d’aeració en l’etapa de nitrificació; concentració d’oxigen dissolt; temps d’alimentació pera definició de les fases d’operació per lots i per lots alimentats; concentració de la font exògena de matèria orgànica utilitzada com a donador d’electrons durant l’etapa de desnitrificació i la càrrega volumètrica de nitrogen amoniacal. El reactor (volum de 5 L) es manté a30±1ºC i tracta 1,0 o 1,5 L d’aigua residual en lots de 8 h. Les concentracions de nitrogen amoniacal en l’alimentació són 50 (condició 1) i 100 100 mgN-NH4+·L–1(condi-ció 2), resultant en 29 i mgN-NH4+·L-1·d–1, respectivament. S’empren aigua residual sintètica i etanol com a font exògena de carboni. Les eliminacions de nitrogen total sóndel 94,4 i 95,9% quan el reactor es fa operar sota les condicions 1 i 2, respectivament. Es detecten baixes concentracions de nitrit (0,2 i 0,3 mgN-NO2–·L–1, respectivament) i nitrat (0,01 i 0,3 mgN-NO3–·L–1, respectivament) a l’efluent del reactor. Les eliminacions de nitrogen amoniacal són del 97,6% i 99,6% sota les condicions 1 i 2, respectivament.

  • English

    The objective of this work was to study the operational feasibility of nitrification and denitrification processes in a mechanically stirred sequencing batch reactor (SBR)operated in batch and fedbatch mode. The reactor wasequipped with a draft-tube to improve mass transfer and contained dispersed (aerobic) and granulated (anaerobic) biomass. The following reactor variables were adjusted: aeration time during the nitrification step; dissolved oxygen concentration, feed time defining batch and fedbatch phases, concentration of external carbon source used as electron donor during the denitrification stageand volumetric ammonium nitrogen load in the influent.The reactor (5 L volume) was maintained at 30±1ºC and treated either 1.0 or 1.5 L wastewater in 8-h cycles. Ammonium nitrogen concentrations assessed were: 50(condition 1) and 100 mgN-NH4+·L–1(condition 2), resulting in 29 and 67 mgN-NH4+·L-1·d–1, respectively. A synthetic medium and ethanol were used as external carbon sources (ECS). Total nitrogen removal efficiencieswere 94.4 and 95.9% when the reactor was operated under conditions 1 and 2, respectively. Low nitrite (0.2and 0.3 mgN-NO2–·L–1, respectively) and nitrate (0.01 and0.3 mgN-NO3–·L–1, respectively) concentrations were detected in the effluent and ammonium nitrogen removal efficiencies were 97.6% and 99.6% under conditions 1and 2, respectively.