Proces nitrifikacije uz povećanu koncentraciju cijanida

Slavnić, Zoran (1997) Proces nitrifikacije uz povećanu koncentraciju cijanida. = Doctoral thesis , Sveučilište u Zagrebu, Fakultet strojarstva i brodogradnje, UNSPECIFIED. Mentor: Ružinski, Nikola.

Full text not available from this repository.

Abstract (Croatian)

Cijanidi su veoma toksični i brzo djelujući otrovi. Otpadne vode iz kemijske i metalske industrije, te otpadne vode rudarstva često sadrže cijanide u povišenim koncentracijama. Zbog toga je neophodno takve otpadne vode obraditi prije ispuštanja u čovjekov okoliš. Obrada cijanidnih otpadnih voda uk1jučuje mehaničke, kemijske, termičke, elektrolitičke i biološke postupke. Biodegradacija otpadnih voda sa niskim koncentracijama cijanida (nižim od 10 mg/1) uglavnom se izvodi postupcima sa aktivnim muljem. Međutim, praksa je pokazala da je biološka obrada povezana sa nizom poteškoća, kao što su nestabilan proces, pojava neugodnih mirisa, te nastajanje pjene, ukoliko je koncentracija cijanida veća od 10 mg/1, pogotovo ako je ukljucen proces nitrifikacije. Medutim, ovaj istra2ivacki rad, izveden na pilot uređaju, je pokazao da je moguća stabilna i efikasna nitrifikacija otpadnih voda sa sadržajem cijanida dvostruko većim od tehničkom literaturom preporučene vrijednosti od 10 mg/1, pod uvjetom da se koncentracija cijanida stupnjevito povećava, te da se dozvoli prilagodba nitrifikacionih mikroorganizama na svako novo povećanje koncentracije cijanida. Pilot uređaj se sastojao od nitrifikacionog reaktora volumena 20 1 sa malom miješalicom. Reaktor je sadržavao noseći materijal od spužvastih kuglica, promjera oko 12 mm, u suspendiranom stanju, koji je slu2io za razvoj nitrifikacionih bakterija. Aeriranje se vršilo upuhivanjem zraka i kisika. \Nakon uspostavljanja stabilnog procesa nitrifikacije bez prisustva cijanida, uveden je prvo influent koji je sadržavao 5,5 mg/1, te kasnije 7,5 mg/1 cijanida i promatrana je promjena pH-vrijednosti zajedno sa koncentracijom amonijaka u izlaznoj otpadnoj vodi, kao direktne pokazatelje stabilnosti i efikasnosti nitrifikacionog procesa. U oba slučaja, nakon prvobitnog uznemirenja, proces nitrifikacije se ubrzo stabilizirao. Zatim je koncentracija cijanida stupnjevito povećavana na 10, 12,5, 15 te 20 mg/1. Svako od ovih povećanja vršilo se jedino nakon prilagodbe nitrifikacionih mikroorganizama na prethodnu nižu koncentraciju cijanida. Sve koncentracije cijanida, osim koncentracije od 12,5 mg/1, imale su snažan inhibirajuci efekt na aktivnost nitrifikatora, vidljivo po potpunom prestanku procesa nitrifikacije. No, stupnjevita prilagodba je ipak omogućila uspostavljanje stabilnog procesa nitrifikacije, što se moglo vidjeti po veoma niskim koncentracijama amonijaka (nižim od 2 mg/1) u izlaznoj otpadnoj vodi i stupnju efikasnosti nitrifikacije od preko 99%. Tokom cijelog odvijanja ispitivanja, primijećeno je konstantno povećanje koncentracije slobodne i fiksne suhe tvari, ali je prirast fiksne suhe tvari bio daleko vise izražen (sa oko 5000 mg ST/1 na preko 16000 mg ST/1). Također je primijećeno da pri povišenim koncentracijama cijanida proces nitrifikacije prolazi kroz nekoliko faza; iz stabilne faze u fazu usporavanja, mirovanja i fazu oporavka. U fazi usporavanja dolazilo je do stupnjevitog smanjenja efikasnosti procesa nitrifikacije zbog prisustva cijanida. Proces nitrifikacije je bio potpuno obustavljen u fazi mirovanja, što je bilo vidljivo po stalnom povišenju pH-vrijednosti, te po povećanoj koncentraciji amonijaka u izlaznoj otpadnoj vodi, ali je ponovo nastavljen u fazi oporavka zahvaljujući stupnjevitoj prilagodbi biomase na povećanu koncentraciju cijanida. Istraživanje je dakle pokazalo da je moguć efikasan i stabilan proces nitrifikacije uz sadržaj cijanida od 20 mg/l, zahvaljujući isključivo stupnjevitoj prilagodbi nitrifikacione biomase na štetno djelovanje povišeni koncentracija cijanida.

Abstract

Cyanides are highly toxic chemicals and fast acting poisons. Cyanides waste waters are mainly generated by chemical, electroplating and mining industries, thus these waste waters must be treated before discharge into the environment. Treatment of cyanides waste water includes physical, chemical, thermal, electrolytic and biological processes. Biological degradation of low concentration cyanide streams (less than 10 mg/1) is usually accomplished by activated sludge processes. However, the problems associated with biodegradation of these waste waters might include non-stable and inefficient process, unpleasant odours and foam formation. This is particularly true, if nitrification step is included, which is the most sensitive part of the process. This research work, using a pilot plant, has shown that efficient and stable nitrification process can be established, even when the cyanide concentration is as high as 20 mg/l, which is twice the recommended figure of 10 mg/1. This can be achieved if, first, the cyanide concentration is gradually increased and, second, nitrifying micro-organisms are allowed to acclimatise to each increase in cyanide concentration. The pilot plant used in the experimental work comprises a nitrification reactor (volume 20 1), with polyurethane carrier material (approx. 12 mm in diameter) and a mixer. Air and oxygen have been used for aeration. Once a stable nitrification process has been achieved, concentration of cyanides has been increased, first to 5.5 mg/l and later to 7.5 mg/l. pH in the reactor and ammonia concentration of effluent have been continuously monitored as indicators of the effects of cyanides. Slight initial disturbance of the nitrification process has been noted at these cyanide concentrations. After the stabilisation of the process, concentration of cyanides has been sequentially increased to 10, 12.5, 15 and lastly 20 mg/l. It is important to note that acclimatisation of the nitrifying biomass has been accomplished, before each increase in the cyanide concentration. All of these concentrations, apart from 12.5 mg/1, have initially had a strong inhibitory effect on the activity of the biomass and, at some stage, resulted in complete interruption of the nitrification process, as observed by continuous increase in the reactor pH and high concentrations of ammonia in the effluent. But, due to acclimatisation of the nitrifying biomass, the process gradually recovered, achieving very low ammonia concentration (less than 2 mg/1) with nitrification efficiency of over 99%. It has been observed that there was constant increase in both the free and fixed biomass (MLVSS) throughout the experimental work, with fixed biomass yield from 5000 to over 16000 mg MLVSS/1. The research work has shown that there is a number of phases the nitrification process undergoes at increased concentrations of cyanides; from stable phase through to process deterioration, dormant stage, phase of process recovery and, once the biomass is fully acclimatised, back to the stable phase. The phase of process deterioration is characterised by continuous reduction of nitrification efficiency, while nitrification is not evident at all during the dormant phase. Throughout the recovery phase, the nitrification efficiency sequentially, but continuously, increases. The research work has, therefore, proved that stable and efficient nitrification is possible at the cyanide concentrations of 20 mg/l. This can be achieved only when sequential acclimatisation of the biomass to increased concentration of cyanides is allowed.

Item Type: Thesis (Doctoral thesis)
Uncontrolled Keywords: cijanidi; proces nitrifikacije;
Keywords (Croatian): cyanides; nitrification process
Divisions: 500 Department of Energy, Power Engineering and Environment
Date Deposited: 22 Sep 2014 18:00
Last Modified: 16 Oct 2015 13:20
URI: http://repozitorij.fsb.hr/id/eprint/101

Actions (login required)

View Item View Item

Nema podataka za dohvacanje citata