Nitrogen and Phosphorus Reduction/Removal from RO Reject Wastewater-Bench and Pilot Scale Study

يعالج هذا المشروع مشكلة تراكيز النيتروجين والفوسفور العالية في المياه العادمة الناتجة عن معالجة مياه الصرف باستخدام طرق معالجة متقدمة بالتناضح العكسي وتفتقرللمواد الكربونية بمستويات تسمح للتخلص الآمن منها أو إعادة إستخدامها. وقد تم اختبار ثلاث عمليات بيولوجية واعدة على مستوى مختبري باستخدام مياه تم اعدادها لتكافئ المياه العادمة الناتجة من انظمة التناضح العكسى وذلك لمراقبة أدائها. وشملت هذه العمليات: (أ) طبقة حمأة للترشيح ذات تدفق علوي، (ب) نظام تهوية متسلسلة مع وضع لاهوائي جزئي، (ج) عملية للتخلص من النيتروجين بنمو البكتيريا على وسط مسامى لاهوائي بالاضافة الى بركة للطحالب. وأشارت النتائج إلى أن عملية التخلص البيولوجي من النيتروجين بنمو البكتيريا في وسط ثابت مع طحالب الماء يمكنها بنجاح تخفيض تراكيز النيتروجين الكلي والفوسفور الكلي إلى مستويات 0.3- 0.7 مج / لتر و 0.7- 1.2 مج / لتر، على التوالي، بعد ان تكون تراكيزها في مياه التغذية لوحدات التجارب 21-53 مج/ لتر و 7-21 مج/ لتر، على التوالي. ولتعويض النقص في الكربون في التجارب وجد ان الأسيتيت اكثر فاعلية من الميثانول والجلكوز وقد تمت تجربة هذا المركب بتراكيز مختلفة في 79 تجربة منفصلة. كما اتضح أن عملية النترجة بوجود الطحالب كانت مميزة, حيث تم تخفيض مركبات النيتروجين و الفسفور بنسبة 81-85% و 87-92% على التوالي. اما استخدام البكتيريا لنفس الغرض , فقد تمت تجربتها باستخدام وحدة نمطيه (1م3 /اليوم) باستخدام مياه عادمة تم جمعها من محطة معالجة مياه الصرف الصحي باستخدام التناضح العكسي في دولة الكويت. حيث تم تشغيل الوحدة النمطية لمدة ثلاثة اشهر بصورة متواصلة و تم الحصول على 55 مجموعة من البيانات اليومية. واوضحت النتائج أن معدلات النيتروجين (76 ملج/لتر) و الفسفور (29 ملج/لتر) في المياه العادمة قد تم تخفيضها بنسبة 76% و 86% على التوالي. وبذلك يصبح تركيز النيتروجين الكلى و الفسفور الكلى في المياه الناتجة من المعالجة 13.9 ملج/لتر و 3.3 ملج/لتر على التوالي. وانتهت الدراسة بالتوصيه باستخدام هذه العملية لمعالجة المياه العادمة الناتجة عن عمليات معالجة مياه الصرف الصحي بالتناضح العكسي.

This project addresses the problem of high concentrations of nitrogen and phosphorus in RO reject-wastewater deficient in carbon to levels acceptable for safe disposal and/or reuse. Three promising biological processes A. Up-flow sludge blanket filtration process; B. Cascaded aerator system with partial anaerobic condition and C. Denitrifing process with bacterial growth on fixed anaerobic porous media followed by algae pond have been tested at bench scale utilizing synthetic RO reject water for observing their performances. The tests results indicated that a process C can successfully reduce total nitrogen and total phosphorus to levels of 0.3-7 mg/l and 0.7-1.2 mg/l respectively when their concentrations in inflow varied within the ranges of 21-53 mg/l and 7-21 mg/l respectively. Out of three external sources of carbon supply (methanol, glucose and acetate) to make up for carbon deficiency, acetate appeared to be more effective. Various concentrations of this carbon sources were tried separately in 79 test cases. Process with denitrification and algae appeared to be the best in removing total nitrogen and phosphate at ranges of 81-85% and 87-92%, respectively. The process C was tested at pilot scale using actual RO reject wastewater at 1 m3/d transported from an advanced wastewater treatment plant in Kuwait. Three months continuous operation generated 55 sets of daily data. The results indicated that in average total nitrogen and total phosphorus concentrations of 76 mg/l and 29 mg/l in RO reject wastewater can be removed by average of 76% and 86%, respectively. Average concentration of total nitrogen and total phosphorus in the final effluent remained at 13.9 mg/l and 3.3 mg/l respectively. The process is recommended for possible implementation in treating RO reject wastewater.