Biotechnology of the food industry wastewater treatment from nitrogen compounds

Wastewater of food industries contains high concentrations of nitrogen compounds, mainly in the form of ammonium nitrogen. Traditional technological lines are able to reduce ammonium nitrogen about 80÷90%, but the desired concentration of nitrates in treated water for the standards of water use are not provided. The respective disadvantages of traditional lines are: the use of expensive chemicals (methanol and ethanol), large size of devices and buildings, large oxygen demand to the nitrification process, and required recirculation piping at each stage of technological line. The effective anaerobic-aerobic treatment technology of nitrogen compounds for food industry wastewater is proposed. The laboratory installation consisting of 5 bioreactors in series was designed. Biotechnology based on consistently jointed anaerobic and aerobic bioreactors with carrier for microorganisms immobilization was suggested. Hydrobiological biocenosis composition was also analyzed during the study. Construction and process parameters of laboratory installation were presented. The proposed technology of wastewater treatment of organic and nitrogen compounds allows to reach the levels of 98% such contaminants removal.

Ścieki z przemysłu spożywczego mają wysokie stężenia związków azotu, w tym głównie azotu amonowego. Tradycyjne linie technologiczne umożliwiają obniżenie stężeń azotu amonowego o około 80 do 90%. Jednakże uzyskiwane stopnie usunięcia związków azotu z oczyszczanych ścieków przemysłu spożywczego nie spełniają standardów pozwalających na ich bezpośrednie odprowadzenie do wód odbiornika bądź też powtórne wykorzystanie. Ponadto przy zastosowaniu tradycyjnych schematów technologicznych pojawia się szereg niedogodności. Do ważniejszych z nich można zaliczyć konieczność okresowego zastosowania kosztownych związków chemicznych (np. metanolu lub etanolu) oraz duże rozmiary urządzeń i objętości komór oczyszczania. Wymagane znaczne strumienie powietrza niezbędne w prowadzeniu procesu nitryfikacji, a także konieczność wykorzystania pomp i przewodów recyrkulacyjnych w odpowiednich punktach linii technologicznej powodują wzrost kosztów energii elektrycznej. W celu uniknięcia wspomnianych niedogodności zaprojektowano przedstawioną w ramach niniejszej pracy beztlenowo-tlenową technologię biologicznego oczyszczania ścieków z przemysłu spożywczego. Opracowana instalacja laboratoryjna składa się z pięciu połączonych szeregowo bioreaktorów. Poprzez wykonanie poszczególnych sekcji bioreaktorów uzyskano możliwość oczyszczania ścieków w systemie przepływowym bez konieczności recyrkulacji pomiędzy sekcjami. Mikroorganizmy osadu czynnego wykorzystywane podczas biologicznego oczyszczania ścieków mogą także zasiedlać zamontowane w tym celu wypełnienie z nośników w postaci włókien, co służy zwiększeniu koncentracji biomasy w bioreaktorze. W ramach prowadzonego eksperymentu badano parametry procesowe instalacji laboratoryjnej oraz skład biocenozy saprobów zasiedlających bioreaktory. W wyniku prowadzonych procesów oczyszczania udało się osiągnąć obniżenie stężenia związków azotu na poziomie 98%.