Nitrate and phosphate removal in sulphur-coral stone autotrophic denitrification packed-bed reactors

Authors: Ruan, Yun-Jie; Luo, Guo-Zhi; Tan, Hong-Xin; Che, Xuan; Jiang, Yan; Sun, Da-Chuan

Source: Canadian Journal of Civil Engineering, Volume 36, Number 5, May 2009 , pp. 923-932(10)

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Abstract:

The removal effect on nitrate and phosphate of a sulphur-based autotrophic denitrifying bioreactor in composite packing of sulphur with coral stone were investigated on a pilot scale. The results showed that the optimal influent loading rate of the bioreactor (the ratio of sulphur volume to coral stone volume was 1:1) was in the range of 0.080-0.244 kg NO₃^--N/(m³·d) when the water temperature was 29 ± 1 °C. In this range, the removal efficiency of nitrates was higher than 95% and no nitrite accumulation occurred in the effluent. The maximum nitrate volumetric removal rate of 0.594 kg NO₃^--N / (m³·d) was achieved at an influent loading rate of 0.716 kg NO₃^--N/(m³·d) with obvious nitrite accumulation in the effluent. Along with the autotrophic denitrifying reaction, an influent loading rate between 0.070-0.210 kg PO₄^3--P/ (m³·d) achieved the removal efficiency and volumetric removal rate of phosphates were 50.5%-89.2% and 0.045-0.179 kg PO₄^3--P/(m³·d), respectively. The phosphates related to the resistance ability of the bioreactor (the ratio of sulphur volume to coral stone volume was 1:1) was stronger than that of bioreactors (the ratio of sulphur volume to coral stone volume was 1:2 and 1:4).

L'efficacité d'élimination d'un bioréacteur autotrophe dénitrifiant à base de soufre sur les nitrates et les phosphates dans un ensemble composite de soufre et de roches de corail a été examinée à l'échelle pilote. Les résultats montrent que le taux de charge optimal de l'influent du bioréacteur (le rapport du volume de soufre sur celui des roches de corail était de 1:1) se trouvait dans la plage de 0,080 à 0,244 NO₃^--N/(m³·j) lorsque la température de l'eau était de 29 ± 1 °C. Dans cette plage, l'efficacité d'élimination des nitrates était supérieure à 95 % et aucune accumulation de nitrites n'a eu lieu dans l'effluent. Le taux d'élimination maximal en volume de nitrates de 0,594 kg NO₃^--N /(m³·j) a été atteint à un taux de charge de l'influent de 0,716 kg NO₃^--N/(m³·j); l'effluent présentait une accumulation évidente de nitrites. Au même titre que la réaction autotrophe de dénitrification, un taux de charge de l'influent entre 0,070-0,210 kg PO₄³-P/(m³·j) a permis d'atteindre une efficacité d'élimination entre 50,5 et 89,2 % et un taux d'élimination volumétrique des phosphates entre 0,045 et 0,179 kg PO₄³-P/(m³·j). Le retrait des phosphates en fonction de la capacité du bioréacteur (le rapport du volume de soufre sur celui des roches de corail était de 1:1) semblait plus fort que ceux des autres bioréacteurs (le rapport du volume de soufre sur celui des roches de corail était de 1:2 et de 1:4).

Document Type: Research article

Publication date: 2009-05-01

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