Impact of Ultrasonic Field on the Efficiency of Landfill Leachate Co-Treatment in Anaerobic Digestion - Reverse Osmosis System

The results of a research project pertaining to the specification of the influence of the ultrasonic, US field on the efficiency of landfill leachate co-treatment in the process of anaerobic digestion associated with reverse osmosis were presented. The biological process - methane fermentation - was conducted in the bioreactor equipped with submerged membrane module (MBR reactor). The concentration of the anaerobic sludge granules was maintained at the fixed level of 10 g/m3. The samples both after and before ultrasonic disintegration underwent the digestion process. Hydraulic retention time was varied within the range of between l and 3 days, which allowed to increase the OLR (Organic Loding Rate) value from 1.3 kg COD/m3d to 4.0 kg COD/m3d. It was established that ultrasonic disintegration reduced the HRT value from 2 to 1.5 days, as compared with non-disintegrated samples. What is more, ultrasonic, US-facilitated samples exhibited a higher COD reduction as well as the overall biogas production, on average by 10 % and 11 %, respectively. Since the biologically treated effluent in both analysed modes (MBR and MBR+US) exhibited a high degree of contamination - which did not allow to release the effluent into the natural water - an attempt was made to post-treat it by means of a high-driven membrane process, ie reverse osmosis. The application of reverse osmosis enabled a high degree of pollutants reduction. However, the final volumetric permeate flux (in both cases, ie MBR and MBR +US) exhibited an excessive concentration of ammonia nitrogen, which did not allow to release the effluent into receiving water. It was suggested that further experiments should additionally be based on nitrogen ammonia removal processes, eg ammonia stripping.

Przedstawiono wyniki badań dotyczące określenia wpływu pola ultradźwiękowego (UD) na efektywność współoczyszczania odcieków ze ściekami syntetycznymi w procesie fermentacji metanowej skojarzonym z odwróconą osmozą. Oczyszczanie ścieków metodą biologiczną realizowano w beztlenowym bioreaktorze z zanurzonym modułem membranowym (MBR), w którym stężenie osadu granulowanego utrzymywano na poziomie 10 g/dm3. Czas zatrzymania w reaktorze zmieniano w zakresie wartości od 3 do l d, uzyskując dzięki temu wzrost obciążenia reaktora ładunkiem zanieczyszczeń od 1,3 do 4,0 kg ChZT/m3d. Stwierdzono, że kondycjonowanie odcieków w polu UD pozwoliło na skrócenie z 2 do 1,5 d hydraulicznego czasu zatrzymania mieszaniny współoczyszczanych ścieków w reaktorze MBR w porównaniu z procesem fermentacji prowadzonym dla odcieków nie poddawanych nadźwiękawianiu. Odnotowano również średnio o 10 % większy stopień usunięcia ChZT oczyszczonych ścieków dla każdego z przebadanych HRT i o 11 % większą objętość generowanego biogazu. Z uwagi na fakt, że ścieki po procesie beztlenowej biodegradacji w obu przebadanych układach (MBR i MBR+UD) nadal charakteryzowały się dużym ładunkiem zanieczyszczeń uniemożliwiającym ich bezpośrednie odprowadzenie do odbiornika naturalnego, podjęto próbę ich doczyszczania metodą odwróconej osmozy. Pomimo bardzo dużej retencji ładunku zanieczyszczeń, w otrzymanym permeacie stężenie azotu amonowego pozostało nadal na zbyt wysokim poziomie. W celu obniżenia pozostałego azotu amonowego poniżej wartości umożliwiającej odprowadzenie do odbiornika naturalnego zaproponowano, aby w kolejnych etapach badań włączyć do badanego układu proces odpędzania amoniaku.