Modeling Nonsteady‐State Conditions and Kinetics of Mass Transport for Hydrophobic Compounds in Activated‐Sludge Treatment

Abstract

A new model that describes the fate of hydrophobic and volatile organic compounds in activated‐sludge treatment includes two novel features. First, all of the mass balances are nonsteady state, which allows the model to describe the effects of transients in loading, temperature, or operation. Second, the model describes the mass transfer of hydrophobic compounds with kinetics, not equilibrium. A series of examples demonstrate the new features of the model and how they can be important. When the kinetics of mass transfer are not fast, hydrophobic compounds remain significantly out of equilibrium, even when the system is operating at steady state. When the loading of a hydrophobic compound increases, its aqueous‐phase concentration approaches (but does not quite reach) its steady‐state concentration much more rapidly than does the density of the adsorbed hydrophobic compound. Finally, the importance of mass‐transport kinetics between the aqueous and sorbed phases suggests that research should be focused on this poorly understood mechanism in activated sludge.

A Dual-Growth Kinetic Model for Biological Wastewater Reactors

“…Trickling filters and rotating biological contactors are the two better known examples of attached-growth reactors (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10). Appropriate kinetic expressions for biomass accumulation and substrate utilization are then used to calculate the key design parameters for the reactor, such as the loading, suspension volume, and surface area for biomass attachment required for achieving the desired treatment efficiency (1,2,5,(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18). For decades, kinetic descriptions of wastewater reactors have been based on neglecting cell growth on surfaces (suspension cultures) or in suspension (biofilm reactors).…”

“…The processes involved in development of biofilm, viz., cell adhesion to surfaces, growth of surface-attached cells, and detachment, death and lysis of these, have been considered in detail in only very few studies (21,(25)(26)(27). In recent years, experimental and theoretical investigations of both attached and suspended-growth processes have been actively pursued, with a broad array of waste remediation/treatment applications (5,6,9,14,15,(28)(29)(30)(31)(32)(33)(34).…”

Theoretical and Experimental Analysis of the Role of Sludge Age on the Removal of Adsorbed Micropollutants in Activated Sludge Processes

“…The effect of sludge age on removal of adsorbable micropollutants in activated sludge processes is controversial. Theoretical analysis for continuous-flow activated sludge processes with biomass recycle , shows that the removal by adsorption of a substance should decrease at increasing sludge age, due to the reduced sludge production. Thus, activated sludge processes with high sludge age should have a poor removal of those micropollutants which are mainly removed by adsorption on activated sludge flocs.…”

Tratabilidade de águas residuárias de indústrias petroquímicas - estudo de caso.

“…O mesmo pode-se dizer de compostos como os éteres glicólicos, que conforme literatura estudada são conhecidos por produzir metabólitos tóxicos durante a biodegradação. Para futuras pesquisas, recomenda-se a elaboração de ensaios de toxicidade crônica após os tratamentos sugeridos.Recomenda-se para futuras pesquisas envolvendo águas residuárias similares, o emprego de modelos dinâmicos como os Bruce Rittmann e colaboradores(RITTMANN et al, 2003), para a determinação das taxas de remoção de poluentes específicos pelos diversos mecanismos de sorção, biodegradação e volatilização. O emprego de traçadores para a caracterização do comportamento hidráulico dos reatores biológicos e de equalização se faz necessário.Apesar dos benefícios que puderam ser constatados com o emprego do carvão ativado em pó para tratamento dos efluentes da indústria estudada, os seguintes pontos não puderam ser verificados em função do curto espaço de tempo dos testes com CAP, e são recomendados como objeto de futuras Para a análise da tratabilidade de efluentes submetidos a constantes cargas de choque e para a correta operação do sistema de lodos ativados, com a determinação da necessidade de desvios para um tanque de contenção, é necessário o emprego de respirômetros e analisadores de carga orgânica em linha; por este motivo, recomenda-se o seu emprego em futuras pesquisas em plantas piloto do mesmo tipo.A ecotoxicologia é a ciência preocupada com os efeitos tóxicos de agentes químicos e físicos sobre organismos vivos, especialmente sobre populações e comunidades dentro de ecossistemas definidos, incluindo os destinos e interações desses agentes no ambiente.Neste trabalho, objetiva-se comparar a toxicidade final de efluentes tratados em dois casos distintos: Efluente do clarificador secundário da unidade piloto, sem adição de CAP no reator Efluente do clarificador secundário da unidade piloto com adição de CAP no reator Os testes seguiram a metodologia da Norma ABNT -NBR 13373, 2005 -Testes de toxicidade crônica com Ceriodaphnia Dúbia.O objetivo dos testes foi estabelecer a toxicidade crônica das amostras de águas residuárias com base nos efeitos sobre a sobrevivência e reprodução de Ceriodaphnia Dúbia.…”