Аналіз продуктивності реактора з анаеробним біофільтром з нерухомою плівкою (АнБНП) при очищенні стічних вод обробки маніоки

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225324

Ключові слова:

біогаз, бджолине гніздо, маніоковий крохмаль, ЧПВ, консорціум аборигенних мікроорганізмів, НОР

Анотація

Стічні води виробництва маніокового крохмалю містять високі концентрації органічних речовин (БПК, ХПК), що потенційно може призвести до забруднення водного середовища. Для зниження концентрації органічних речовин (забруднюючих речовин) в стічних водах виробництва маніокового крохмалю було використано кілька методів очищення, включаючи процеси очищення активним мулом, стабілізаційним ставком, анаеробно-аеробним фільтром. Тим не менше, продовжують проводитися різні дослідження, спрямовані на підвищення ефективності обробки за відповідними факторами. На ефективність процесів очищення стічних вод впливають декілька факторів, в тому числі тип і походження руйнуючих мікроорганізмів, час перебування води (ЧПВ), навантаження по органічним речовинам (НОР), технологічна схема, рН і температура. Дослідження було спрямоване на оцінку ефективності реактора АнБНП при очищенні стічних вод виробництва маніокового крохмалю, при якій продуктивність реактора показана змінами у видаленні органічних речовин (видалення ХПК) і виробництві біогазу. Дослідження проводиться з використанням 3 типів реакторів АнБНП, кожен реактор АнБНП містить біофільтр у формі бджолиного гнізда в якості живильного середовища для консорціуму аборигенних мікроорганізмів. Реактор АнБНП працює в анаеробних умовах при заданій температурі 29–30 °C і рН 4,5–7. У кожен реактор АнБНП подаються стічні води виробництва маніокового крохмалю з різним НОР, таким чином ЧПВ кожного реактора становить 5, 6 і 7 днів. Вимірювали концентрацію ХПК на вході і виході реактора і отримували біогаз з використанням стандартного методу ААОЗ. Результати показали задовільні показники реактора АнБНП з видалення ХПК і виробництва біогазу, які при ЧПВ: 6 днів і НОР 1,72 г/л·добу показали максимальне видалення ХПК 98 %, а обсяг біогазу 4,8 л/л·добу був отриманий на 12-й день

Біографії авторів

Prayitno Prayitno, State Polytechnic of Malang

Doctor of Chemical Engineering, Associate Professor

Department of Chemical Engineering

Sri Rulianah, State Polytechnic of Malang

Associate Professor

Department of Chemical Engineering

Windi Zamrudy, State Polytechnic of Malang

Associate Professor

Department of Chemical Engineering

Sugeng Hadi Susilo, State Polytechnic of Malang

Doctor of Mechanical Engineering

Department of Mechanical Engineering

Посилання

  1. Kolawole, P. (2014). Cassava Processing and the Environmental Effect. Proceedings of The 4th World Sustainability Forum. doi: https://doi.org/10.3390/wsf-4-a004
  2. Setyawaty, R., Katayama-Hirayama, K., Kaneko, H., Hirayama, K. (2011). Current tapioca starch wastewater (TSW) management in Indonesia. World Applied Sciences Journal, 14 (5), 658–665. Available at: https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20113340837
  3. Racho, P., Pongampornnara, A. (2020). Enhanced biogas production from modified tapioca starch wastewater. Energy Reports, 6, 744–750. doi: https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.09.058
  4. Annachhatre, A. P., Amatya, P. L. (2000). UASB Treatment of Tapioca Starch Wastewater. Journal of Environmental Engineering, 126 (12). doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2000)126:12(1149)
  5. Ferraz, F. M., Bruni, A. T., Del Bianchi, V. L. (2009). Performance of an Anaerobic Baffled Reactor (ABR) in treatment of cassava wastewater. Brazilian Journal of Microbiology, 40 (1), 48–53. doi: https://doi.org/10.1590/s1517-83822009000100007
  6. Araujo, I. R. C., Gomes, S. D., Tonello, T. U., Lucas, S. D., Mari, A. G., Vargas, R. J. de. (2018). Methane production from cassava starch wastewater in packed-bed reactor and continuous flow. Engenharia Agrícola, 38 (2), 270–276. doi: https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v38n2p270-276/2018
  7. Kuczman, O., Tavares, M. H. F., Gomes, S. D., Guedes, L. P. C., Grisotti, G. (2017). Effects of stirring on cassava effluent treatment in an anaerobic horizontal tubular pilot reactor with support medium – A Review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 77, 984–989. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.11.238
  8. Izah, S. C., Enaregha, E. B., Epidi, J. O. (2019). Changes in in-situ water characteristics of cassava wastewater due to the activities of indigenous microorganisms. MOJ Toxicology, 5 (5), 78–81. Available at: https://www.medcrave.org/index.php/MOJT/article/view/20373/39754
  9. Liu, X., Khalid, H., Amin, F. R., Ma, X., Li, X., Chen, C., Liu, G. (2018). Effects of hydraulic retention time on anaerobic digestion performance of food waste to produce methane as a biofuel. Environmental Technology & Innovation, 11, 348–357. doi: https://doi.org/10.1016/j.eti.2018.06.004
  10. Fleck, L., Tavares, M. H. F., Eyng, E., Andrade, M. A. de M. de, Frare, L. M. (2017). Optimization of anaerobic treatment of cassava processing wastewater. Engenharia Agrícola, 37 (3), 574–590. doi: https://doi.org/10.1590/1809-4430-eng.agric.v37n3p574-590/2017
  11. Hidayat, N., Suhartini, S., Indriana, D. (2012). Horizontal biofilter system in tapioca starch wastewater treatment: The Influence of Filter Media on the Effluent Quality. Agroindustrial Journal, 1 (1), 1–6.
  12. Kunzler, K. R., Gomes, S. D., Piana, P. A., Torres, D. G. B., Vilas Boas, M. A., Tavares, M. H. F. (2013). Anaerobic reactors with biofilter and different diameter-length ratios in cassava starch industry wastewater treatment. Engenharia Agrícola, 33 (4), 612–624. doi: https://doi.org/10.1590/s0100-69162013000400003
  13. Von Sperling, M. (2007). Biological Wastewater Treatment Series. Vol. 5. Activated Sludge and Aerobic Biofilm Reactors. IWA Publishing, 322.
  14. Prayitno, Rulianah, S. (2018). The Effect of Load BOD and Hydraulic Time on Hospital Wastewater Treatment Using AF2B Reactor. International conference on science, engineering & technology (ICSET).
  15. Prayitno, Rulianah, S., Saroso, H., Meilany, D. (2017). Biodegradation of BOD and ammonia-free using bacterial consortium in aerated fixed film bioreactor (AF2B). AIP Conference Proceedings, 1855, 050001. doi: https://doi.org/10.1063/1.4985515
  16. Jiraprasertwong, A., Maitriwong, K., Chavadej, S. (2019). Production of biogas from cassava wastewater using a three-stage upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor. Renewable Energy, 130, 191–205. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.06.034
  17. Govindaradjane, S., Sundararajan, T. (2013). Influence of Organic Loading Rate (OLR) And Hydraulic Retention Time (HRT) On The Performance Of HUASB And UASB Reactors For Treating Tapioca-Based Starch Industrial Waste Stream: A Comparison. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 2 (3).
  18. Kuczman, O., Tavares, M. H. F., Gomes, S. D., Batista Torres, D. G., Fleck, L. (2013). Influence of hydraulic retention time on the anaerobic treatment of cassava starch extraction effluent using a one-phase horizontal reactor. Journal of Food, Agriculture & Environment, 11 (1), 1118–1120.
  19. Sun, L., Wan, S., Yu, Z., Wang, Y., Wang, S. (2012). Anaerobic biological treatment of high strength cassava starch wastewater in a new type up-flow multistage anaerobic reactor. Bioresource Technology, 104, 280–288. doi: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2011.11.070
  20. Menezes, V. S., Amorim, N. C. S., Macêdo, W. V., Amorim, E. L. C. (2019). Biohydrogen production from soft drink industry wastewater in an anaerobic fluidized bed reactor. Water Practice and Technology, 14 (3), 579–586. doi: https://doi.org/10.2166/wpt.2019.041
  21. Prayitno, H., Saroso, H., Rulianah, S., Meilany, D. (2017). Biodegradation Chemical COD and Phenol Using Bacterial Consortium in AF2B Reactor Batch. Advanced Science Letters, 23 (3), 2311–2313. doi: https://doi.org/10.1166/asl.2017.8717
  22. Mockaitis, G., Pantoja, J. L. R., Rodrigues, J. A. D., Foresti, E., Zaiat, M. (2014). Continuous anaerobic bioreactor with a fixed-structure bed (ABFSB) for wastewater treatment with low solids and low applied organic loading content. Bioprocess and Biosystems Engineering, 37 (7), 1361–1368. doi: https://doi.org/10.1007/s00449-013-1108-y
  23. Chan, Y. J., Chong, M. F., Law, C. L., Hassell, D. G. (2009). A review on anaerobic–aerobic treatment of industrial and municipal wastewater. Chemical Engineering Journal, 155 (1-2), 1–18. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.06.041
  24. Aramrueang, N., Rapport, J., Zhang, R. (2016). Effects of hydraulic retention time and organic loading rate on performance and stability of anaerobic digestion of Spirulina platensis. Biosystems Engineering, 147, 174–182. doi: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2016.04.006
  25. Leslie Grady, C. P., Daigge, G. T., Lim, H. C. (1999). Biological Wastewater Treatment. New York: Marcel Dekker.
  26. Zhou, H., Xu, G. (2020). Biofilm characteristics, microbial community structure and function of an up-flow anaerobic filter-biological aerated filter (UAF-BAF) driven by COD/N ratio. Science of The Total Environment, 708, 134422. doi: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134422

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-23

Як цитувати

Prayitno, P., Rulianah, S. ., Zamrudy, W. ., & Susilo, S. H. . (2021). Аналіз продуктивності реактора з анаеробним біофільтром з нерухомою плівкою (АнБНП) при очищенні стічних вод обробки маніоки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10 (109), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225324

Номер

Том 1 № 10 (109) (2021): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Prayitno Prayitno, Sri Rulianah, Windi Zamrudy, Sugeng Hadi Susilo

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.