Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Application of volatile fatty acids from waste as an external carbon source for the denitrification process
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering.
2019 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Användning av flyktiga fettsyror från avfall som en extern kolkälla vid denitrifikationsprocessen (Swedish)
Abstract [en]

The gap between resource demand for the industrialized world and non-renewable feedstock like fossil fuels, essential agricultural fertilizer is getting increasingly severe, which has resulted in alarming-increasingly impacts on worldwide environmental problems. Meanwhile, wastewater treatment plants (WWTPs), as an essential facility for urbanization, is also confronting new rising challenges such as energy consumption and operation costs rather than only improving effluent wastewater quality. It is thereby important to develop new approaches for next-generation WWTPs with less energy consumption and costs in a sustainable way.

The objective was to study the application of volatile fatty acids (VFAs) from waste as an external carbon source on denitrification by manometric tracking method in the lab-scale. Food waste and primary sludge were used for anaerobic fermentation to produce VFAs, which was then used as a sole external carbon source with various C/N ratio in denitrification batch test. The results were compared with traditional external carbon sources, acetate and methanol. It was found that the maximum denitrification rate with VFAs as an external carbon source was 15.73 ± 0.95 mg NOx-N/g VSS h, faster than those with acetate and methanol as external carbon sources. When C/N ratio ≥ 4.5 nitrate removal efficiency and the highest maximum denitrification rate were reached, the optimum C/N ratio for dosing VFAs as an external carbon source was thus determined as 4.5. In addition, denitrification capacity experiments with addition of VFAs produced from three different pH-controlled digestion reactors as an external carbon source were then conducted under an optimum C/N ratio of 4.5. As a result of the composition difference between VFAs produced from different pH environment, it was observed that, with VFAs from pH-10 digestion reactor denitrification rate was slightly higher than those with VFAs from pH-5 and none-pH-controlled digestion reactors. Furthermore, denitrification batch test using chemical tracking method was conducted to compare with manometric tracking method, and it was proven that the results obtained from manometric denitrification tests were reliable and valid.

The overall results show that VFAs produced from anaerobic fermentation are an excellent external carbon source for denitrification, and it realizes the utilization of carbon resource recovery from WWTPs, which is crucial for next-generation wastewater treatment.

Abstract [sv]

Klyftan mellan resursefterfrågan i den industrialiserade världen och icke-förnybar råvara som fossila bränslen, essentiell jordbruksgödsel, blir allt svårare, vilket har resulterat i oroväckande effekter på globala miljöproblem. Samtidigt står avloppsreningsverk (ARV), som är en viktig anläggning för urbanisering, inför nya ökande utmaningar som energiförbrukning och driftkostnader snarare än att förbättra kvaliteten på renat avloppsvatten. Det är därmed viktigt att utveckla nya strategier för nästa generations ARV med mindre energiförbrukning och kostnader på ett hållbart sätt.

Målet var att studera tillämpningen av flyktiga fettsyror (VFA) från avfall som en extern kolkälla i denitrifikation med manometrisk metod i laboratorieskala. Matavfall och primärslam användes för anaerob rötning för att producera VFA, som sedan användes som en extern kolkälla med olika C/N-förhållanden i denitrifikationstest. Resultaten jämfördes med traditionella externa kolkällor, acetat och metanol. Det visade sig att maximal denitrifikationskapacitet med VFA som extern kolkälla var 15,73 ± 0,95 mg NOx-N/g VSS h, snabbare än de med acetat och metanol som extern kolkälla. När C/N-förhållandet ≥4,5 uppnåddes högsta nitratborttagningseffektivitet och maximala denitrifikationskapacitet, varför det optimala C/N-förhållandet för dosering av VFA som extern kolkälla bestäms som 4,5. Dessutom genomfördes experiment med denitrifikationskapacitets med tillsats av VFA producerat från tre olika pH-kontrollerade rötningsreaktorer som externa kolkällor under ett optimalt C/N-förhållande av 4,5. Som ett resultat av kompositionsskillnaden mellan VFA producerade från olika pH-miljöer, det observerades att med VFA från pH-10 kontrollerad reaktor denitrifikationskapacitet var något högre än med VFA från pH-5 och en icke-pH-kontrollerad reaktor. Vidare utfördes denitrifikationstest med användning av kemisk metod för jämförelse med manometrisk metod, och det visades att resultat erhållna från manometrisk denitrifikationstest var tillförlitliga och giltiga.

De övergripande resultaten visar att VFA som produceras från anaerob rötning är en utmärkt extern kolkälla för denitrifikationsprocessen, vilket betyder att utnyttjandet av kolresursåtervinning från AVR är avgörande för nästa generations avloppsrening.

Place, publisher, year, edition, pages
2019. , p. 47
Series
TRITA-ABE-MBT ; 19682
Keywords [en]
Volatile fatty acids (VFAs), Denitrification, External carbon sources, Wastewater treatment, Manometric method
Keywords [sv]
Flyktiga fettsyror (VFAs), Denitrifikation, Externa kolkällor, Avloppsrening, Manometrisk metod
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-264538OAI: oai:DiVA.org:kth-264538DiVA, id: diva2:1374011
Supervisors
Examiners
Available from: 2019-11-28 Created: 2019-11-28 Last updated: 2019-11-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1385 kB)9 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1385 kBChecksum SHA-512
1b65aa6cfbf34fed4a50e2360ba60bcaf9716332752c42a9a559315177cbbcf42749676845f6a03ce2159546d62819cacddd88225438bdc04ba2d49a1ba408c7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Sustainable development, Environmental science and Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 9 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 42 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf