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Evaluation of a biological filter as post-treatment wastewater unit using sea shells as support material
Published 2016-12-15
Keywords
- Biological Filter,
- Municipal Wastewater (ARM),
- Seashells.
How to Cite
Galindo, A., Toncel, E., & Rincón, N. (2016). Evaluation of a biological filter as post-treatment wastewater unit using sea shells as support material. Revista ION, 29(2). https://doi.org/10.18273/revion.v29n2-2016003
Abstract
In this research the efficiency of a biological filter (BF) is evaluated on a pilot scale, using seashells as support material (SM) for post-treatment of municipal wastewater (MWW) that came from pretreatment anaerobic-aerobic. The filter was subjected to various organic loadings, with hydraulic retention times (HRT) covered: 12.85; 10.71; 8.57 and 6.43h. The monitored parameters were: pH, carbonate and total alkalinity, temperature, chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD), volatile fatty acids (VFA), total Kjeldahl nitrogen (TKN), total phosphorus, total suspended solids (TSS), volatile (VSS) and fixed (SSF). The best removal efficiencies of organic matter were obtained TRH 10.71h recording CDOT, CODS and BOD5,20 removals, in the order of 51.5; 48.6 and 39.23%. However, the best efficiency in removing suspended solids was observed in the HRT of 6.43h (TSS, 29%, SSV, 23.8% and SSF, 50%). Despite receiving pretreatment, the number of total and fecal coliforms FB influent were high, showing orders up to 107MPN/100ml, the greater efficiencies in the removal of total and fecal coliforms were 97,24 and 94.63%, respectively, recorded in the TRH 12.85h. It is evident that the shells (Arca zebra) are sustainable SM and with these as MS achieve satisfactory reductions of organic matter in the treatment of ARM.
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References
[1] Chernicharo C. Principios del Tratamiento Biológico de Aguas Residuales Reactores Anaerobios. Brasil: Universidad Federal de Minas Gerais; 2013.
[2] Goncalves R, De Lemons C, Andrade C, Alem S, Takayuk M, Ribiro da Carta R, et al. Post-Tratamiento de efluentes de reactores anaerobios para reactores con biofilm. Brasil. Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB); 2001.
[3] Valencia G. Filtros biológicos (sitio de inernet). Universidad del Valle. Disponible en: http://www.cepis.org.pe/bvsacd/scan2/05862/05862-09.pdf. Consultada: 25 de Enero 2010.
[4] Chernicharo C, van Lier J, Noyola A, Ribeiro T. Anaerobic sewage treatment: state of the art, constraints and challenges. Rev. Environ. Sci. Bio. Technol. 2015;60:1-31.
[5] Busato R. Desempenho de um filtro anaerobio de fluxo ascendente como tratamento de efluente de reator UASB: estudo de caso da ete de Imbituva. (Tesis de post-grado). Curitiba, Brasil: Universidade Federal de Paraná; 2004.
[6] Sertório P, Corrêa S, Chernicharo C. Operação de filtros biológicos percoladores pósreatores UASB sem a etapa de decantação secundária. 2011;16(3):271-80.
[7] Haandel A, Lettinga G. TratamentoAnaeróbio de Esgotos: Um Manual para Regiões de Clima Quente. Brasil: Epgraf Campina Grande; 2008.
[8] Cruz L. Tratamento de esgoto sanitário em reator anaerobio preenchido por casca de coco verde combinado com filtro de areia. (Tesis de maestría). Campinas, São Paulo, Brasil: Universidade Estadual de Campinas. 2009.
[9] Dorado A, Lafuente F, Gabriel D, Gamisans X. A comparative study based on physical characteristics of suitable packing materials in biofiltration. Environ. Technol. 2010;31(2):193-204.
[10] Cao X, Li Y, Jiang X, Zhou P, Zhang J, Zheng Z. Treatment of artificial secondary effluent for effective nitrogen removal using a combination of corncob carbon source and bamboo charcoal filter. Inter. Biodeterioration & Biodegradation. 2016;115:164-70.
[11] Jo Y, Kim J, Hwang S, Lee C. Anaerobic treatment of rice winery wastewater in an upflow filter packed with steel slag under different hydraulic loading conditions. Bioresource Technology. 2015;193:53-61.
[12] Abou-Elela S, Fawzya M, El-Gendy A. Potential of using biological aerated filter as a post treatmentfor municipal wastewater. Ecological Engineering. 2015;84:53-7.
[13] Tonon D, Tonetti A, Coraucci B, Camargo D. Wastewater treatment by anaerobic filter and sand filter: Hydraulic loading rates for removing organic matter, phosphorus, pathogens and nitrogen in tropical countries. Ecological Engineering. 2015;82:583-9.
[14] Liu Y, Yang T, Yuan D, Wu X. Study of municipal wastewater treatment with oyster shell as biological aerated filter médium. Elsevier Desalination. 2010;254:149-53.
[15] APHA, AWWA y WEF. Standard Methods for the examnination of water. 22nd ed. Washington: Am. Public. ALTH. Assoc; 2012.
[16] Kwon S-H, Cho D. A comparative, kinetic study on cork and activated carbon biofilters for VOC degradation . Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2009;15:129-35.
[17] Manariotis L, Grigoropoulos S. Anaerobic Filter Treatment Of Municipal Wastewater: Biosolid Behavior. J. of Enviro. Enginnering. 2006;132(1):23-31.
[18] Pérez J, Aldana G, Rojano R. Evaluación hidráulica de un reactor anaerobio de flujo ascendente (rafa) usando un modelo de dispersión axial. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 2016;32(3):281-91.
[19] Belloni D, Lautenschlager S.Avaliação de um sistema composto por ralf seguido por filtro biológico tratando efluentes domésticos. En: Simposio de post-grado e ingeniería urbana. Universidad estadual de Maringá. Paraná. Brasil; 2009.
[20] Mendoza R, Montañes S, Palomares G. Ciencia y tecnología del medio ambiente. España: Universidad Politécnica de Valencia; 1998.
[21] Sertório P. Efeito de diferentes tipos de meio suporte no desempenho de filtros biológicos percoladores aplicados ao pós-tratamento de efluentes de reatores uasb, com ênfase na nitrificação (Tese de Mestrado). Brasil: Universidade Federal de Minas Gerais; 2007.
[22] Pérez J, Aldana G, Arguello G. Modelo de dispersión axial para sistemas de flujo continuo ajustado a las condiciones de borde. Información Tecnológica. 2016;27(1):169-80.
[23] Alem S, Said M. Proposicoes para alteracoes do metodo de dimensionamento do filtro anaeróbico. En: Congreso brasilero de ingeniería sanitaria y ambiental. Tomo 1. N°16. 1991;202-24.
[24] Mansur A, Boamorte L, Bona A, Hamilton L, Jurgensen D. Alem P. Evaluación de un sistema de reactor UASB y filtro biológico para el Tratamiento de residuos líquido doméstico. Brasil: Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB). 2001;2.
[25] Andrade A, Campo R, Alem S, Chernicharo A, Nour A. Filtros anaerobios. Tratamento de esgoto sanitario por processo anaerobio e disposicao controlada no solo. Brasil: Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB), Belo horizonte: 1999.
[26] Alem S, Pacheco J. Pos-tratamento de efluentes de reatores anaerobios- Umaanalise critica. Brasil. Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB), Belo horizonte; 2001.
[27] Peña N, Silva G, Bernardo S. Avaliação da eficiência de um filtro anaeróbiocomrecheio de bambu utilizado como pós-tratamento de umreator UASB em escala real. Brasil: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental; Associazion e Nazionale di Engegneria Sanitária. Desafios Ambientais da Globalização. Vitória; 2000.
[28] Cruz M. Tratamento de esgoto sanitário em reator anaerobio preenchido por casca de coco verde combinado com filtro de areia. (Tesis de maestria). São Paulo, Brasil: Universidade Estadual de Campinas; 2009.
[29] Veritas B. Manual para la formación en medio ambiente. España. LEX NOVA. S.A; 2008.
[30] Cajigas C, Pérez V, Torres L. Importancia del pH y la alcalinidad en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales del proceso de extracción de almidón de yuca. Scientia et Technica. 2005;11(27):243-8.
[31] González M, Saldarriaga J. Remoción biológica de materia orgánica, nitrógeno y fósforo en un sistema tipo anaerobio-anóxico-aerobio. Fac. Ing. Antioquia. 2008;(10):45-53.
[32] Pai T, Ouyang C, Su J, Leu H. Modelling the steady-state effluent characteristics of the TNCU process under different return mixed liquid. Applied Mathematical Modelling. 2001;25:1025-38.
[33] Metcalf & Eddy Inc. Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse. 4 ed. New York. McGraw Hill; 2002.
[34] Rodríguez A, Letón P, Rosal R. Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales. Universidad de Alcalá. Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía (CITME), Madrid, España. 2006;2:30-46.
[35] Von Münch E, Keller J, Lant P, Newell R. Mathematical modelling of prefermenters. M. development and verification. W. R. 1999;33(12):2757-68.
[2] Goncalves R, De Lemons C, Andrade C, Alem S, Takayuk M, Ribiro da Carta R, et al. Post-Tratamiento de efluentes de reactores anaerobios para reactores con biofilm. Brasil. Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB); 2001.
[3] Valencia G. Filtros biológicos (sitio de inernet). Universidad del Valle. Disponible en: http://www.cepis.org.pe/bvsacd/scan2/05862/05862-09.pdf. Consultada: 25 de Enero 2010.
[4] Chernicharo C, van Lier J, Noyola A, Ribeiro T. Anaerobic sewage treatment: state of the art, constraints and challenges. Rev. Environ. Sci. Bio. Technol. 2015;60:1-31.
[5] Busato R. Desempenho de um filtro anaerobio de fluxo ascendente como tratamento de efluente de reator UASB: estudo de caso da ete de Imbituva. (Tesis de post-grado). Curitiba, Brasil: Universidade Federal de Paraná; 2004.
[6] Sertório P, Corrêa S, Chernicharo C. Operação de filtros biológicos percoladores pósreatores UASB sem a etapa de decantação secundária. 2011;16(3):271-80.
[7] Haandel A, Lettinga G. TratamentoAnaeróbio de Esgotos: Um Manual para Regiões de Clima Quente. Brasil: Epgraf Campina Grande; 2008.
[8] Cruz L. Tratamento de esgoto sanitário em reator anaerobio preenchido por casca de coco verde combinado com filtro de areia. (Tesis de maestría). Campinas, São Paulo, Brasil: Universidade Estadual de Campinas. 2009.
[9] Dorado A, Lafuente F, Gabriel D, Gamisans X. A comparative study based on physical characteristics of suitable packing materials in biofiltration. Environ. Technol. 2010;31(2):193-204.
[10] Cao X, Li Y, Jiang X, Zhou P, Zhang J, Zheng Z. Treatment of artificial secondary effluent for effective nitrogen removal using a combination of corncob carbon source and bamboo charcoal filter. Inter. Biodeterioration & Biodegradation. 2016;115:164-70.
[11] Jo Y, Kim J, Hwang S, Lee C. Anaerobic treatment of rice winery wastewater in an upflow filter packed with steel slag under different hydraulic loading conditions. Bioresource Technology. 2015;193:53-61.
[12] Abou-Elela S, Fawzya M, El-Gendy A. Potential of using biological aerated filter as a post treatmentfor municipal wastewater. Ecological Engineering. 2015;84:53-7.
[13] Tonon D, Tonetti A, Coraucci B, Camargo D. Wastewater treatment by anaerobic filter and sand filter: Hydraulic loading rates for removing organic matter, phosphorus, pathogens and nitrogen in tropical countries. Ecological Engineering. 2015;82:583-9.
[14] Liu Y, Yang T, Yuan D, Wu X. Study of municipal wastewater treatment with oyster shell as biological aerated filter médium. Elsevier Desalination. 2010;254:149-53.
[15] APHA, AWWA y WEF. Standard Methods for the examnination of water. 22nd ed. Washington: Am. Public. ALTH. Assoc; 2012.
[16] Kwon S-H, Cho D. A comparative, kinetic study on cork and activated carbon biofilters for VOC degradation . Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2009;15:129-35.
[17] Manariotis L, Grigoropoulos S. Anaerobic Filter Treatment Of Municipal Wastewater: Biosolid Behavior. J. of Enviro. Enginnering. 2006;132(1):23-31.
[18] Pérez J, Aldana G, Rojano R. Evaluación hidráulica de un reactor anaerobio de flujo ascendente (rafa) usando un modelo de dispersión axial. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 2016;32(3):281-91.
[19] Belloni D, Lautenschlager S.Avaliação de um sistema composto por ralf seguido por filtro biológico tratando efluentes domésticos. En: Simposio de post-grado e ingeniería urbana. Universidad estadual de Maringá. Paraná. Brasil; 2009.
[20] Mendoza R, Montañes S, Palomares G. Ciencia y tecnología del medio ambiente. España: Universidad Politécnica de Valencia; 1998.
[21] Sertório P. Efeito de diferentes tipos de meio suporte no desempenho de filtros biológicos percoladores aplicados ao pós-tratamento de efluentes de reatores uasb, com ênfase na nitrificação (Tese de Mestrado). Brasil: Universidade Federal de Minas Gerais; 2007.
[22] Pérez J, Aldana G, Arguello G. Modelo de dispersión axial para sistemas de flujo continuo ajustado a las condiciones de borde. Información Tecnológica. 2016;27(1):169-80.
[23] Alem S, Said M. Proposicoes para alteracoes do metodo de dimensionamento do filtro anaeróbico. En: Congreso brasilero de ingeniería sanitaria y ambiental. Tomo 1. N°16. 1991;202-24.
[24] Mansur A, Boamorte L, Bona A, Hamilton L, Jurgensen D. Alem P. Evaluación de un sistema de reactor UASB y filtro biológico para el Tratamiento de residuos líquido doméstico. Brasil: Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB). 2001;2.
[25] Andrade A, Campo R, Alem S, Chernicharo A, Nour A. Filtros anaerobios. Tratamento de esgoto sanitario por processo anaerobio e disposicao controlada no solo. Brasil: Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB), Belo horizonte: 1999.
[26] Alem S, Pacheco J. Pos-tratamento de efluentes de reatores anaerobios- Umaanalise critica. Brasil. Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB), Belo horizonte; 2001.
[27] Peña N, Silva G, Bernardo S. Avaliação da eficiência de um filtro anaeróbiocomrecheio de bambu utilizado como pós-tratamento de umreator UASB em escala real. Brasil: Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental; Associazion e Nazionale di Engegneria Sanitária. Desafios Ambientais da Globalização. Vitória; 2000.
[28] Cruz M. Tratamento de esgoto sanitário em reator anaerobio preenchido por casca de coco verde combinado com filtro de areia. (Tesis de maestria). São Paulo, Brasil: Universidade Estadual de Campinas; 2009.
[29] Veritas B. Manual para la formación en medio ambiente. España. LEX NOVA. S.A; 2008.
[30] Cajigas C, Pérez V, Torres L. Importancia del pH y la alcalinidad en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales del proceso de extracción de almidón de yuca. Scientia et Technica. 2005;11(27):243-8.
[31] González M, Saldarriaga J. Remoción biológica de materia orgánica, nitrógeno y fósforo en un sistema tipo anaerobio-anóxico-aerobio. Fac. Ing. Antioquia. 2008;(10):45-53.
[32] Pai T, Ouyang C, Su J, Leu H. Modelling the steady-state effluent characteristics of the TNCU process under different return mixed liquid. Applied Mathematical Modelling. 2001;25:1025-38.
[33] Metcalf & Eddy Inc. Wastewater engineering: treatment, disposal and reuse. 4 ed. New York. McGraw Hill; 2002.
[34] Rodríguez A, Letón P, Rosal R. Tratamientos avanzados de aguas residuales industriales. Universidad de Alcalá. Círculo de Innovación en Tecnologías Medioambientales y Energía (CITME), Madrid, España. 2006;2:30-46.
[35] Von Münch E, Keller J, Lant P, Newell R. Mathematical modelling of prefermenters. M. development and verification. W. R. 1999;33(12):2757-68.