Införandet av olika anoxisk tidsexponering för minskning av produktionen av biomassa från en aktivtslamprocess undersöktes genom satsvisa laboratorieförsök. En detaljerad analys av den aktiva biomassan och förekomsten av protozoer och filament kunde förklara resultatet.
Av: Bengt Andersson
Det finns ett stort intresse för metoder för minskning av slamproduktionen från en aktivtslamanläggning. Ett sätt att minska slamproduktionen kan vara införandet av anoxiska zoner i aktivtslamanläggningen. Det finns ett flertal litteraturreferenser, där studier har gjorts vid olika anoxiska uppehållstider och vid olika temperatur. Metodiken är enkel att införa till rimliga kostnader utan tillsats av kemikalier.
Syftet med refererad studie var att utvärdera olika exponeringstid för anoxiska förhållanden för att minska slamproduktionen. För att öka förståelsen för mekanismerna bakom slamminskningen gjordes en detaljerad analys av den aktiva biomassan och förekomsten av protozoer och filament.
Genomförande
Försöken gjordes i laboratorieskala i form av batchförsök, där en ymp togs från en aktivtslamanläggning vid reningsverket i Sevilla, Spanien. Ympen blandades med glykos och näringsämnen. Tre olika anoxiska exponeringstider testades tillsammans med en referens utan anoxisk exponering. Exponeringarna var 12/12 med två perioder med oxiska/anoxiska cykler av 12 timmar vardera, 6/6 med fyra perioder med två oxiska/anoxiska cykler av 6 timmar vardera samt 4/4 med sex perioder med oxiska/anoxiska cykler av 4 timmar vardera. Samtliga experiment varade under 24 timmar och samma försök upprepades nio gånger.
Förutom analys av löst COD, TSS, VSS och redox-potential (ORP) bestämdes den aktiva biomassan som halten av fosfolipider (SLP), som utgör huvudbeståndsdelen i alla biologiska cellmembran. Protozoer och filament i det aktiva slammet övervakades genom identifiering och räkning med mikroskopering och digitalkamera. Populationstäthet och diversitet av protozoer kvantifierades av antalet arter och Shannons diversitetsindex.
Statistisk dataanalys med hjälp av Pearsons korrelationstest och statistisk signifikans användes för att visa populationens roll som bioindikator, där TSS, VSS och SLP korrelerades med populationstäthet, diversitet, filament och ciliater.
Resultat
Införandet av anoxisk exponering påverkade inte avskiljningen av löst COD jämfört med vid helt oxiska förhållanden. Längden på den anoxiska exponeringen påverkade inte heller avskiljningen. ORP minskade ner till -100 mV under den anoxiska exponeringen, vilket visade att ingen anaerob aktivitet förkom under försöken.
Införandet av olika anoxisk exponering medförde en reduktion av produktionen av biomassa jämfört med referensen med enbart oxisk exponering. Med anoxiska/oxiska cykler av 6 timmar erhölls bäst resultat med 30 % lägre produktion av biomassa jämfört med referensen. Minskningen var lägre med anoxiska/oxiska cykler av 12 resp. 4 timmar (15 resp. 22 %). Således var ORP inte den enda parametern, som påverkade slamproduktionen, utan även exponeringstiden med anoxiska förhållanden.
Aktiviteten i biomassan bestäms av förhållandet VSS/TSS och ett ökat förhållande indikerar en låg mineralisering av biomassan och en optimal biologisk stabilitet. VSS/TSS-förhållandet var det samma för alla försök utom för försöket med 6 timmarscykler, där värdet ökade från 0,54 till 0,88. Ökningen av den biologiska aktiviteten berodde på en ökad metabol aktivitet. Den aktiva biomassan minskade genom den anoxiska exponeringen med 16, 21 resp. 17 % jämfört med den oxiska referensen för cykellängden 12, 6 resp. 4 timmar.
Resultat av mikrobiologiska analyser visade att både populationstätheten av protozoer och mängden filamentbakterier minskade vid anoxisk exponering. Med en oxisk/anoxisk cykellängd av 6 timmar uppnåddes störst reduktion av både densitet av protozoer (37,5 %) och mängden filament (41,1 %). Motsvarande reduktion för en cykellängd av 12 resp. 4 timmar var 23,4 resp. 28,1 % för protozoer och 32,6 resp. 26,3 % för filamentbakterier.
Populationstätheten för protozoer, mängden filamentbakterier samt populationen av ciliater uppvisade hög signifikant korrelation med produktionen av biomassa och dessa kan utnyttjas som bioindikatorer för reduktionen av slamproduktionen.
Slutsatser
Genomförd studie av olika anoxisk exponering för att minska slamproduktionen vid biologisk rening visade
- att störst minskning av produktionen av biomassa uppnåddes med en oxisk/anoxisk cykellängd av 6 timmar
- att reduktionen av biomassa uppgick till 30 %, reduktionen av aktiv biomassa till 21 %, reduktionen av populationstätheten av protozoer till 37,5 % och reduktionen av mängden filamentbakterier till 41,1 % jämfört en referens med helt oxiska förhållanden
- att även om en oxisk/anoxisk exponering gav en lägre aktiv biomassa än referensen ökade den metabola aktiviteten
- att densiteten av protozoer, mängden filamentbakterier och populationen av ciliater kunde tjäna som bioindikatorer för reduktionen av biomassa.
Källa: S. Rodriguez-Perez, F.G. Fermoso, C. Arnaiz. Influence of different anoxic time exposures on active biomass, protozoa and filamentous bacteria in activated sludge. Water Science & Technology 2016, 74.3. pp 595 – 605.
