A laboratory-scale upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor followed by a packed bed reactor (PBR) filled with Sorbulite® in the lower part and Polonite® in the upper part was used to treat household wastewater in a 50-week experiment. A model was developed to describe the performance of the UASB reactor, including mass transfer through the film around anaerobic granules, intra-particle diffusion and bioconversion of the substrate. In a second model, a numerical expression describing the kinetics occurring in the granules was developed. It includes the resistances through which the substrate passes before biotransformation. These expressions were then linked to governing equations for the UASB reactor in order to describe degradation of the substrate, biomass growth (active and inactive), and variation in granule size over time. A third model was developed to describe the profile of the phosphorus (P) concentration throughout the PBR. In a first attempt, the analytical and numerical model was applied to data taken from previous studies in which UASB reactors were used to treat sugarcane mill wastewater and slaughterhouse wastewater. The results showed good agreement between observed and simulated results. Sensitivity analysis showed that diffusion coefficient and yield were important parameters in the UASB reactor model.The laboratory bench-scale experiment revealed that the combined UASB-PBR system efficiently treated the residential wastewater. Phosphorus, BOD7 and pathogenic bacteria all showed average removal of 99%, while total nitrogen showed a moderate reduction in the system (40%). Application of the numerical solution model to the experimental UASB reactor used resulted in good agreement between simulated and experimental values. Regarding the PBR, the model developed successfully predicted P removal. For both models, the capability and sensitivity analyses identified important parameters. A treatment system aiming to close the loop is suggested based on sequential UASB and PBR with biogas collection, nutrient recycling via sludge and filter media and elimination of pathogenic organisms. / <p>QC 20160226</p>

Replacing the lost Phosphates from different ecosystems is not a question it’s an onus. This none replaceable and renewable resource is one of the vital nutrients where without it, cells, crops and human beings cannot function and live. Though available in environment, its natural cycle is disturbed as its need especially in agriculture sector increases significantly. Phosphorus recovery from waste water sorbents is one of the innovative and promising concepts. The core goal of this paper is to evaluate the phosphorus desorbing capacity of two reactive materials (waste water sorbents) using chemical extracts. The experimental work emphasized on investigation four extracts, HNO3, NaHCO3, P-AL and H2O on phosphate desorption capacity of two inorganic reactive materials namely Polonite® and Sorbulite® which are widely known for their high P-sorption capacity. The kinetics and desorption were examined in batch experiments and consequently the plant availability were investigated using Flow Injection Analyzing (FIA) spectroscopy (wet chemistry) method. The maximum average orthophosphate desorption at 100 rpp for 48 hrs was interpreted to be 33.12 mg g−1and 3.11 mg g−1 from Sorbulite® and Polonite® respectively using 4M HNO3 extract. The orthophosphate desorption characteristic using the above extracts tended to decrease in the following order HNO3 ≤ P-AL ≤ NaHCO3 ≤ H2O. Polonite® shows a higher recovery potential, where almost 6 times higher ammonium lactate (AL)-extractable P was observed when compared with Sorbulite®. Batch experiment was proved to be a tool for investigating and evaluating Phosphorus desorption capacity of mineral-based filter materials.

Eutrofieringen av Östersjön är omfattande och ses i dag som ett av områdets allvarligaste föroreningsproblem. Orsaken till detta är en förhöjd näringsbelastning av kväve och fosfor. Den ökade näringsbelastningen beror på att de naturliga flödena av dessa näringsämnen har rubbats, vilket är en direkt följd av urbaniseringen. Sveriges enskilda avlopp står för 16% av den totala fosforbelastningen till Östersjön. År 2006 skärptes de svenska riktvärdena för fosforbelastning från enskilda avloppsanläggningar. Nästan en tredjedel av dagens 625 000 enskilda avloppsanläggningar klarar inte dessa skärpta krav. Som ett led i detta har forskning och utveckling inom ämnesområdet bedrivits under de senaste 20 åren. Forskningen har resulterat i nya effektivare avloppsreningstekniker där så kallade reaktiva filtermaterial används som fosforfälla. Gemensamt för de reaktiva filtermaterial som har utvecklats är dess höga kalciumhalt och stora specifika fastläggningsytor, vilket vid höga pH-värden skapar förutsättning för en hög fosforfastläggningen. Den reaktiva filtermaterialstekniken möjliggör ett resurseffektivt användande av fosfor då recirkulation av grundämnet möjliggörs. Syftet med detta kandidatexamensarbete har varit att undersöka om livslängden för två olika reaktiva filtermaterial kan förlängas genom en dualfilterteknik. En teknik där fosforfällan består av två olika reaktiva filtermaterial med olika egenskaper. Hypotesen har varit att en dualfilterteknik kan minska kalciumutlakningen från filtret. De två dualfilter som har undersökts är Polonite®–Sorbulite® och Argon oxygen decarburisation–Hyttsand. Arbetet har utförts som en kolonnstudie. De viktigaste analyserna som har genomförts är alkalinitet och kalciumutlakning. Arbetes slutsatser listas nedan: o Det dualfilter som har visat bäst förutsättningar som långvarig fosforfälla i enskilda avloppsanläggningar är Polonite®–Sorbulite®. o Materialet Sorbulite® har visat sig kunna minska kalciumutlakningen, vilket bekräftar studiens hypotes. Arbetets resultat pekar på att Sorbulite® kan användas för att förlänga filterlivslängden för det reaktiva filtermaterialet Polonite® . o Materialet Hyttsand uppvisar ingen förmåga till att kunna samla upp utlakade kalciumfraktioner. Detta medför att Hyttsand ej är ett lämpligt material i ett dualfilter där syftet är att förlänga filtrets livslängd.