Anaerobic pre-treatment of strong sieved sewage in a UASB reactor

Other Title(s)

المعالجة الأولية لمياه الصرف الصحي القوية المنخلة بواسطة المفاعل اللاهوائي الصاعد

Dissertant

Hamadah, Thair

Thesis advisor

Mahmud, Nidal

University

Birzeit University

Faculty

Institute of Environmental and Water Studies

Department

Water and Environmental Sciences

University Country

Palestine (West Bank)

Degree

Master

Degree Date

2022

Arabic Abstract

إن اعتماد تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الفعالة و منخفضة التكلفة سيمكن من توفير البنية التحتية المعالجة مياه الصرف الصحي المجموعة واسعة من الناس في فلسطين و جميع أنحاء العالم.

يعتبر مفاعل UASB أكثر المفاعلات اللاهوائية منخفضة التكلفة إن معالجة مياه الصرف الصحي اللاهوائية ذات المعدلات العالية في فلسطين محدودة لأن مياه الصرف الصحي شديدة التركيز، و تتميز بتقلبات كبيرة في درجات الحرارة نتيجة مناخ البحر الأبيض المتوسط السائد.

أظهر البحث السابق لأداء مفاعل UASB إزالة محدودة لـ CD في نطاق 50-70، و تكرار حدوث مشاكل تشغيلية مثل تكوين طبقات رغوة سميكة.

لذلك، لا تزال هناك حاجة لمزيد من التعديلات التقنية، من أجل تطبيق مفاعل UASB في فلسطين في الواقع، قد يمثل تكامل النظام الفيزيائي و البيولوجي ل تحقيق أقصى فعالية لمفاعل UASB طفرة في تطوير التكنولوجيا و الابتكار لمعالجة مياه الصرف الصحي حتى المستوى الثانوي الهدف العام من هذا البحث هو تقييم أداء العملية، و تحسين معايير تصميم مفاعل UASB للمعالجة المسبقة المياه الصرف الصحي المركزة المنخل تحت مناخ البحر الأبيض المتوسط السائد في فلسطين.

تم تركيب مفاعلين UASB،كل منهما بحجم عمل يصل إلى 140 لتراء في محطة معالجة مياه الصرف الصحي بالطيرة، و تم تغذيتهما بمنخل بحجم مسام 2 مم الموجود في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في الطيرة.

سيتم تشغيل مفاعلات UASB بالتوازي عند زمن مكوث هيروليكي 12 و 24 ساعة عند درجة حرارة الغرفة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحلية المنخل هذا البحث ممول من برنامج التعاون الفلسطيني الهولندي.

بلدية رام الله وجامعة دلفت التقنية / هولندا شركاء في المشروع سيكون موقع إعداد البحث في محطة معالجة مياه الطيرة / رام الله.

تم تشغيل كلا المفاعلين UASB لمدة خمسة أشهر، في درجات حرارة الهواء المحيط متفاوتة في المدى 36-25 درجة مئوية بمتوسط قيمة 30 درجة مئوية، و كان متوسط درجة حرارة الصرف الصحي أثناء التجربة 25 درجة مئوية، و اتسمت المياه العادمة في هذا البحث بارتفاع تركيز COD tot و Cods us CODcol هو بمتوسط قيمة 1058مجم / لتر و 571مجم / لتر و 93 مجم / لتر و 295 مجم / لتر على التوالي و TSS و VSS مرتفع بمتوسط قيمة 658مجم / لتر و 525مجم / لتر على التوالي و BODS من 494 مجم / لتر.

كانت فعالية اداء المنخل بحجم مسام 2 مم وتركيزات المخلفات السائلة التي تم الحصول عليها وكفاءة الإزالة المصوبة للمفاعل خلال فترة التشغيل و الموجود في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في محافظة الطيرة قبل وصوله إلى مفاعل بأكملها 717 مجم / لتر (22.2) 319 مجم / لتر (44.2) 138 مجم / لتر (28.5 و 259 مجم / لتر (12.2%) من COD tot و CODcols CODsus

English Abstract

The adoption of efficient and low-cost wastewater treatment technologies will enable providing the wastewater treatment infrastructure to a wider range of people in Palestine and worldwide.

The up-flow sludge blanket (UASB) reactor is the most efficient low-cost high-rate anaerobic reactor.

High-rate anaerobic sewage treatment in Palestine is limited because sewage is very concentrated, and is characterized by large temperature fluctuations due to the prevailing Mediterranean climate.

The previous research of the UASB reactor performance revealed limited COD removal in the range of 50- 70%, and frequent occurrence of operational problems like the formation of thick scum layers.

Therefore, further technical modifications are still needed, in order to apply the UASB reactor in Palestine.

Indeed, the integration of physical- and biological system to maximize the potential of the latter might represent a breakthrough in technology development and innovation to treat sewage up to secondary level.

The overall objective of this research is to assess the process performance, and to optimize the design criteria of the UASB reactor for the pre-treatment of sieved concentrated sewage under the Mediterranean climate that prevails in Palestine.

The UASB reactors will be operated in parallel at hydraulic retention time (HRT) 12 hour (R1) and 24 hours (R2) at ambient temperature treating sieved domestic sewage, each installed at Al Tireh wastewater treatment plant (WWTP), and were fed with sieved influent of 2 mm pore size that exists in Al Tireh WWTP.

Both of the UASB reactors were run for a period of five months, at ambient air temperature varying in the range 25-36 °C with average value 30 °C, the average sewage temperature during experiment was 25 °C, the wastewater in this research was characterized high concentration of CODtot, CODsus, CODcoi, and CODdis with average value 1058 mg/l, 571mg/l, l93mg/l and 295mg/l respectively, and high TSS and VSS with average value 658mg/l and 525 mg/l, respectively and BOD5 of 494 mg/l.

The obtained effluent concentrations and the calculated removal efficiencies for the reactor treating sieved wastewater over the whole period of operation are 717 mg/l (22.2%),319 mg/l (44.2%),138 mg/l (28.5%) and 259 mg/l (12.2%) of CODtot, CODsus, CODcol, and CODdis respectively, and 501 mg/l (23.9%),402 mg/l (23.4%) of TSS, VSS respectively, and 356 mg/l (28%) BOD5.

The performance of the two UASB reactors, R1 which had been studied during the research period are 336 mg/l (68%), 113 mg/l (80%),76 mg/l (60%), 147 mg/l (50%) and 153 mg/l (69%) of CODtot, CODsus, CODcol, CODdis and BOD5 respectively, and 194 mg/l (71%), 94 mg/l (82%) for TSS and VSS, and R2 are 259 mg/l (76%), 91mg/l (84%), 55 mg/l (72%), 116 mg/l (61%) and 153 mg/l (69%) of CODtot, CODsus, CODcol, CODdis and BOD5 respectively, and 137mg/l(79%),73mg/l(86%) for TSS and VSS.

The result indicted the potential performance of sieved that decrease the high concentration of parameter exist the UASB reactor.

That allow to better treatment and give high performance of UASB.

R2 (HRT=24 hours, Q=354m3/d) is more performance than R1 (HRT=12Hours, Q=177m3/d) which enhance the HRT in UASB

Main Subjects

Earth Sciences, Water and Environment

No. of Pages

83

Table of Contents

• APA
• MLA
• AMA

Language

English

Data Type

Arab Theses

Record ID

BIM-1429305