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
Metoder för aktivitetstest av anammox och ammoniakoxiderande bakterier på bärarmaterial
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2013 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Methods for Activity Tests of Anammox and Ammonia Oxidizing Bacteria on Carrier Material (English)
Abstract [sv]

I och med övergödningsproblematiken i Östersjön och Sveriges åtaganden i samband med Baltic Sea Action Plan kommer det i framtiden ställas högre krav på rening av kväve från de större avloppsreningsverken i Sverige.

Anammox är processen där ammonium oxideras till kvävgas med nitrit som elektonacceptor. Anammox har under den senare tiden implementerats för rejektvattenbehandling i avloppsreningsverk runt om i världen.  När anammox används för att rena ammonium krävs att ca hälften av inkommande ammonium oxideras till nitrit genom nitritation. Detta steg utförs av ammoniakoxiderande bakterier (AOB) vilka kräver en aerob miljö. Den kombinerade processen med anammox och nitritation kallas deammonifikation. På Sjölunda avloppsreningsverk i Malmö har en pilotstudie, i sammarbete med VA-teknik på Lunds Tekniska Högskola, startats för att undersöka potentialen i att implementera deammonifikation i huvudströmmen på reningsverket. Detta examensarbete har syftat till att utarbeta metoder för aktivitetstest av anammox och AOB på bärarmaterial från pilotanläggningen. Med de utarbetade metoderna studerades sedan anammoxbakteriernas aktivitet vid förändrad temperatur.

Eftersom anammox producerar kvävgas kunde en metod som baseras på tryckmätning utarbetas för att bestämma anammoxaktiviteten. Metoden visade sig vara tidseffektiv och enkel att utföra. I examensarbetet framkom resultat som visar på att anammox­aktiviteten är beroende av startkoncentrationen av nitrit vid startkoncentrationer under 75 milligram kväve per liter (mg N/l). Beroendet följer av diffusionsbegränsningar i biofilmen vid lägre koncentrationer. Vid startkoncentrationer i intervallet 75-150 mg N/l var aktiviteten oberoende av startkoncentrationen. Vid koncentrationer över 150 mg N/l konstaterades en aktivitetsminskning som troligtvis beror på nitritinhibering.

Metoden som arbetades fram för aktivitetstest av AOB baserades på att mäta syrerespirationen innan och efter tillsats av ammonium i en alternerande syresatt reaktor. I metoden skulle en inhibitor för nitritoxiderande bakterier, NaClO3, tillsättas vid slutet av försöket för att säkerställa att dessa bakterier inte konsumerar syre och därmed påverkar resultatet. Vid tillsats av inhibitorn uppstod en orimligt stor aktivitetsförlust som tyder på att denna även inhiberar AOB. 

Anammoxaktivitetens temperaturberoende analyserades genom aktivitetsmätning vid fyra temperaturer, i intervallet 11,1-24,9 °C. Försöken visade att förhållandet var exponentiellt och att vid en temperatursänkning från 24,9 °C till 11,1 °C förloras 93 % av aktiviteten. 

Abstract [en]

Given the problem with eutrophication in the Baltic Sea and Sweden's obligations in the Baltic Sea Action Plan, a higher requirement on the removal of nitrogen from the major wastewater treatment plants is expected to be set in the future.

Anammox is the process where ammonium is oxidized to nitrogen gas with nitrite as electron acceptor. Anammox has been implemented for treatment of the sludge liquor in wastewater treatment plants around the world. When anammox is used to reduce ammonium, the process requires about half the incoming ammonium to be oxidized into nitrite. This is conducted by ammonia oxidizing bacteria (AOB) that require an aerobic environment. The combined process with anammox and nitritation is called deammonification. A pilot study is taking place at Sjölunda Wastewater Treatment Plant in Malmö in collaboration with Water and Environmental Engineering, Department of Chemical Engineering, Lund University. The aim of the pilot study is to explore the potential of implementing deammonification in the main stream at the wastewater treatment plant. The aim of this Master Theisis is to develop methods for activity tests of Anammox and AOB on carrier material. The elaborated methods were then supposed to be used to study the change in activity with decreasing temperature. 

Since anammox produces nitrogen gas a method based on pressure measurements was developed to determine the anammox activity. The results in this thesis showed that the anammox activity was dependent of the initial concentration of nitrite at concentrations below 75 mg N / L. This dependence is a result of the limitations of the diffusion in the biofilm at low concentrations. When the initial concentration of nitrite was within the range of 75 to 150 mg N / L the activity was independent of the initial concentration. At concentrations above 150 mg N / L there was a decrease in activity which probably occurred as a result of nitrite inhibition.

To determine the activity of AOB a method based on the oxygen consumption rate was developed. The aeration switched between being turned on and off every five minutes and after some rounds of aereation, ammonium was added. The AOB activity was determined by calculating the difference between the oxygen consumption before and after the addition of ammonium. To ensure that nitrite-oxidizing bacteria (NOB) were not consuming any oxygen, NaClO3 was added at the end of the experiment. The resulting decrease in activity was too excessive to only represent the activity loss from only NOB which may suggest that NaClO3 also inhibits AOB.

The temperature dependence of anammox activity was analyzed in activity tests at four temperatures in the range of 11.1 to 24.0°C. The experiments concluded that the relationship was exponential and by a drop in temperature from 24.9 ° C to 11.1 °C 93% of the activity was lost.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 49 p.
Series
UPTEC W, ISSN 1401-5765 ; 13021
Keyword [en]
Anammox, AOB, Activity test, Temperature dependence, Nitrogen removal
Keyword [sv]
Anammox, AOB, Aktivitetstest, Temperaturberoende, Kväverening
National Category
Water Treatment
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-202445OAI: oai:DiVA.org:uu-202445DiVA: diva2:632512
Educational program
Master Programme in Environmental and Water Engineering
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-08-15 Created: 2013-06-24 Last updated: 2013-08-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1375 kB)749 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1375 kBChecksum SHA-512
bf038f9161aff14ae27fbaaa222ecd928cb5aea0c8ba4db00d75284d2b7c43c3fe198f98eab9f2301b05af08b8720a187f7d751a2e98c62d6f35be842faf5b18
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Water Treatment

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 749 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: 668 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