Master’s thesis of Engineering: Assessing the effect of surfactants on activated sludge processes using sequencing batch reactors

Assessing the Effect of Surfactants on Activated Sludge Processes Using Sequencing Batch Reactors

Tác giả: Tsz Kwan Kwok

Lĩnh vực: Environmental Engineering

Nội dung tài liệu:

Nghiên cứu này tập trung đánh giá tác động của các chất hoạt động bề mặt, cụ thể là các chất hoạt động bề mặt anion và phi ion, lên quá trình xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính sử dụng các lò phản ứng theo mẻ tuần tự (SBR). Các chất hoạt động bề mặt như Linear Alkylbenzene Sulphonates (LAS) và Alkylphenol Ethoxylates (APEO) là những chất được phát hiện phổ biến trong nước thải đô thị. Nghiên cứu sử dụng phương pháp thử nghiệm theo tiêu chuẩn ISO để đo lường ảnh hưởng của Sodium dodecylbenzene sulphonate (SDBS) và Nonylphenol ethoxylates (NPEO) lên tốc độ hô hấp (OUR) và quá trình nitrat hóa của bùn hoạt tính. Kết quả cho thấy các chất hoạt động bề mặt này có thể gây ảnh hưởng bất lợi, dẫn đến sự ức chế OUR và nitrat hóa. Nghiên cứu cũng xem xét hiệu quả loại bỏ các chất hoạt động bề mặt và ảnh hưởng của chúng lên động thái quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính, cũng như sự thay đổi trong đặc tính bông bùn.

Mục lục chi tiết:

• DECLARATION
• ACKNOWLEAGEMENTS
• LIST OF ABBREVIATIONS
• CONTENTS
• LIST OF TABLES
• List of Figures
• ABSTRACT
• 1. INTRODUCTION
• 1.1 OUR and Nitrification Inhibition Tests
• 1.2 Sequencing Batch Reactor Technology
• 2. LITERATURE REVIEW
• 2.1 Overview of Surfactants
• 2.1.1 Anionic and Non-ionic Surfactants
• 2.1.2 Linear Alkylbenzene Sulphonate
• 2.1.2.1 Biodegradability of LAS
• 2.1.2.2 Sorption of LAS
• 2.1.3 Alkylphenol Ethoxylates
• 2.1.3.1 Biodegradability of APEO/NPEO
• 2.1.3.2 Sorption of APEO
• 2.2 Overview of Sequencing Batch Reactors
• 2.2.1 Use of SBRs in Research Studies
• 2.3 Nitrification and Denitrification Reactions
• 2.3.1 Factors affecting nitrification
• 2.3.1.1 Ammonia and Nitrite Concentration
• 2.3.1.2 pH
• 2.3.1.3 Dissolved Oxygen Concentration
• 2.3.1.4 Temperature
• 2.3.1.5 BOD5/TKN Ratio
• 2.3.1.6 Toxic Compounds
• 2.4 Effect of Surfactants on Activated Sludge
• 2.4.1 Effect of Surfactants on Activated Sludge Respiration
• 2.4.2 Effect of Surfactants on Nitrification
• 2.4.3 Effect of Surfactants on Substrate Consumption
• 2.4.4 Effect of Surfactants on Activated Sludge Floc Morphology
• 2.4.5 Effect of Surfactants on Aquatic Organisms’ Toxicity
• 3. MATERIALS AND METHODS
• 3.1 Materials
• 3.1.1 Activated Sludge
• 3.1.2 Surfactants
• 3.2 Methods
• 3.2.1 Batch Experiments
• 3.2.1.1 Oxygen Uptake Rate (OUR)
• 3.2.1.2 Nitrification Inhibition Tests
• 3.2.2 Sequencing Batch Reactors (SBR)
• 3.2.2.1 SBR Test 1
• 3.2.2.2 SBR Test 2
• 3.2.3 Analytical Techniques
• 3.2.3.1 Dissolved Oxygen Measurements
• 3.2.3.2 COD, Ammonia, Nitrate and Nitrite Measurements
• 3.2.3.3 Anionic Surfactant Measurement
• 3.2.3.4 Non-Ionic Surfactant Measurement
• 3.2.3.5 Activated Sludge Characterisation
• 4. RESULTS AND DISCUSSTION
• 4.1 Batch Tests
• 4.1.1 OUR Tests
• 4.1.1.1 Sensitivity of Activated Sludge Samples Check
• 4.1.1.2 Effect of SDBS on Activated Sludge OUR
• 4.1.1.3 Removal of SDBS in OUR Tests after 180mins
• 4.1.1.4 Effect of NPEO on Activated Sludge OUR
• 4.1.1.5 Inhibition of Mixtures of SDBS and NPEO to OUR
• 4.1.1.6 Sludge from Sunbury WWTP and 30L SBR
• 4.1.2 Nitrification Inhibition Test
• 4.1.2.1 SDBS Inhibition to Nitrification
• 4.1.2.2 NPEO Inhibition to Nitrification
• 4.2 SBR Test
• 4.2.1 Effect of SDBS on the SBRs Performance
• 4.2.2 Effect of SDBS and NPEO on SBR Performance
• 5. CONCLUSIONS
• 5.1 Batch Tests
• 5.2 SBR Experiments
• REFERENCES