Explosives used in the mining industry release nitrate into the environment, causing concerns for the water quality in local river-systems. One way of reducing the nitrate loading into the environment is through a woodchip bioreactor. Water is passed through the bioreactor, where denitrifying microbial communities use the organic carbon from the substrate for energy, together with the nitrate. The efficiency of the denitrification process depends on various factors, including the type of carbon source selected and the temperature. To determine a suitable organic substrate to use in colder environments, column experiments were conducted, comparing different woodchip types. Three columns contained woodchips from pine, spruce and birch. In the fourth column, barley wheat was mixed with pine woodchips. An influent solution was pumped into the columns contained 50 mg/L nitrate-nitrogen. The effluent water was sampled and analysed twice per week for nitrate, nitrite and ammonium concentrations. The pH and alkalinity were analysed weekly to determine that denitrification was taking place. Three column conditions were tested. During the initial period, the columns were kept in 21 °C with a hydraulic residence time (HRT) of 6.3 days. In the following period, the columns were refrigerated at a temperature of 5°C. During the final period, the HRT was lowered to 3.2 days. After a 106-day runtime, it could be concluded that pine woodchips were the most effective substrate for denitrification in 5 °C temperature. The column with pine woodchips removed nitrate efficiently and produced the least amount of by-products and released DOC with a short HRT. The pine woodchips and barley straw column had high nitrite accumulation, and the nitrate removal rate in the birch and spruce woodchip columns was low in 5 °C conditions. / Sprängmedel som används inom gruvindustrin släpper ut nitrat i miljön, vilket kan leda till problem med vattenkvaliteten i lokala vattensystem. Ett sätt att reducera mängden nitrat som släpps ut är genom en bioreaktor med träflis. Vatten passeras genom bioreaktorn, där denitrifierande microbakteriella grupper använder det organiska kolet från substratet för energi, tillsammans med nitratet. Effektiviteten av den denitrifierande processen beror på flertalet faktorer, däribland vilken sorts kolkälla som valts ut och vilken temperatur bioreaktorn håller. För att identifiera ett bra organiskt substrat att använda i kallt klimat genomfördes ett kolumnexperiment som jämförde olika sorters träflis. Tre kolonner innehöll träflis från tall, gran och björk. I en fjärde kolonn blandades kornhalm med träflis från tall. En lösning med koncentrationen 50 mg/L kväve i form av nitrat pumpades in i kolonnerna. Utloppsvattnet från de fyra kolonnerna analyserades två gånger per vecka för koncentration av nitrat, nitrit och ammonium. pH och alkalinitet analyserades varje vecka för att se att denitrifikation skedde. Tre olika förutsättningar testades i kolonnerna. I den första perioden hölls kolonnerna i 21 °C med en hydraulisk uppehållstid på 6,3 dagar. I den följande perioden kyldes kolonnerna till 5 °C. I den sista perioden sänktes uppehållstiden till 3,2 dagar. Efter 106 dagar gick det att fastställa att tall-träflisen var det mest effektiva substratet för denitrifikation i 5 °C. Kolonnen med träflis från tall sänkte nitrathalten i vattnet och producerade minst biprodukter, samt frigjorde organiskt kol även vid kort uppehållstid. Kolonnen med tallflis och kornhalm ackumulerade mycket nitrit, och kolonnerna med träflis från björk och gran hade låga nivåer av nitrat-rening när temperaturen sänktes till 5 °C.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:uu-450541 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Erikson, Erica |
| Publisher | Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, 1650-6553 |
Page generated in 0.0025 seconds