SMOOTH TEMPERATURE DECREASING FOR NITROGEN REMOVAL IN COLD (9-15° C) ANAMMOX BIOFILM REACTOR TESTS

For N-rich wastewater treatment the anaerobic ammonium oxidation (anammox) and nitritation-anammox (deammonification) processes are widely used. In a deammonification moving bed biofilm reactor (MBBR) a maximum total nitrogen removal rate (TNRR) of 1.5 g N m-2d-1(0.6 kg N m-3d-1) was achieved. During biofilm cultivation, temperature was gradually lowered by 0.5° C per week, and a similar TNRR was sustained at 15° C. qPCR analysis showed an increase in Candidatus Brocadia quantities from 5×103 to 1×107 anammox gene copies g-1 TSS despite temperature lowered to 15° C. Fluctuations in TNRR were rather related to changes in influent NH4+ concentration. To study the short-term effect of temperature on the TNRR, a series of batch-scale experiments were performed which showed sufficient TNRRs even at 9-15° C (4.3-5.4 mg N L-1 h-1, respectively) with anammox temperature constants ranging 1.3-1.6. After biomass was adapted to 15° C, the decrease in TNRR in batch tests at 9° C was lower (15-20%) than for biomass adapted to 17-18° C. Our experiments show that a biofilm of a deammonification reactor adapted to 15° C successfully tolerates shortterm cold shocks down to 9° C retaining a high TNRR

Atmospheric chamber study of oil shale fly ash particles from circulating fluidized bed and pulverized firing processes

Oil shale combustion fly ash collected to electric precipitators from pulverized firing (PF) and circulating fluidized bed combustion (CFB) processes was investigated in atmospheric chamber experiments. The aim of the work was to detect differences in the atmospheric behaviour of the fine particles from CFB and PF boilers of the Estonian Power Plant (PP), located close to Narva, Estonia. One series of experiments was performed in a dual outdoor Teflon film smog chamber (270 m3) at the University of North Carolina at Chapel Hill (USA) under normal weather conditions (temperature, humidity, sunlight). Parallel tests were carried out in an outdoor smog chamber (108 m3) at Tuulna, Harju County, Estonia, where the experiment was made under meteorological conditions similar to those at the location of the PP. The size distribution and number concentration of particles in the chamber were monitored during the experiment. The fractional distribution results demonstrate that the CFB aerosol in the chamber air had more fine particles than the PF aerosol. Approximately 2 h after injection the fly ash particles larger than 4 μm had settled out from both samples. The initial fly ash aerosol had a trimodal fractional distribution. Both PF and CFB fly ash formed stable aerosols 1–3 μm in diameter during the 6 h experiment and are therefore prone to long-range transport

Reoveepuhastuse käsiraamat

Vett vajavad eluks kõik meie planeedil elavad organismid, sh inimesed. Eestis kasutatakse olmes ja tootmises nii pinna- kui ka põhjavett. Suur osa sellest jõuab kanalisatsiooni ning tuleb enne loodusesse tagasi juhtimist või taaskasutamist puhastada. Seda tehakse reoveepuhastis, milles kulgevate keerukate protsesside rakendamiseks on vaja mitmesuguseid seadmeid ning haritud insenere ja töömehi. Aegade jooksul on Eestis välja antud palju juhendeid ning mõni kanalisatsiooni ja veekaitset käsitleva õpikki, aga kõiki reovee puhastamisega seotud aspekte ühiste kaante vahel varem käsitletud ei ole. Ometi on meil olemas hulk spetsialiste, kes oma lausa legendaarsetelt vanema põlvkonna õpetlastelt ja inseneridelt saadud erialateadmisi järjepidevalt täiendavad ja edasi annavad. Reoveekäitlus on kallis ning selle areng sai Eestis suure tõuke käesoleva sajandi alguses, mil tekkis võimalus kasutada Keskkonnainvesteeringute Keskuse (SA KIK) ja Euroopa Liidu tugiprogrammide toetusi. Kuigi veevarustuse ja kanalisatsiooni suuremad projektid on tänaseks lõppenud ning veevarustus- ja kanalisatsioonitööde hüppelist kasvu ei ole ette näha, tuleb neid süsteeme siiski käigus hoida, arendada ja optimeerida. Keskkonnaministeerium on aastaid korraldanud hankeid reoveepuhastite operaatorite koolitamiseks. Alates 2017. aastast on võimalik Järvamaa Kusehariduskeskuses omandada veekäitlusoperaatori kutse ning Tallinna Tehnikaülikoolis, Eesti Maaülikoolis ja Tartu Ülikoolis koolitatakse reoveekäitluse insenere ja tehnolooge. Kuigi reoveekäitluse eriala on võimalik õppida erineva taseme (kutse- või kõrghariduse vormis) õppekavade järgi, on puudu tänapäevasel tasemel õppekirjandusest, sest viimased põhjalikumad eestikeelsed õpikud pärinevad 1980-ndate esimesest poolest. Nagu muudki majandusvaldkonnad, areneb reovee puhastamine tänapäeval väga kiiresti. Täienevad standardid ning õigusaktidki. Et ajaga kaasas käia, peavad vee- ja reoveevaldkonnas tegutsejad end pidevalt täiendama: lugema erialaõpikuid, tuhlama internetis, külastama reoveepuhasteid ja messe ning tundma huvi selle vastu, mida teevad erialaorganisatsioonid. Meie vee puhtus põhineb ju erialasel pädevusel. Käesolev käsiraamat on valminud projekti LIFE IP CleanEST raames, mida rahastavad Euroopa Komisjoni LIFE-programm ja Eesti riik. Raamatu koostamisel püüti olla nii põhjalik, et seda saaks kasutada kutse- ja kõrgkoolis õpetamisel, oleks aga arusaadav ka neile veemajanduse valdkonna inimestele, kelle töökohustuste hulka reovee puhastamine ei kuulu. Et reoveekäitlus on väga lai ning kiiresti arenev valdkond, ei pruugi raamatus olla kajastatud kõik puhastustehnoloogiad ja -võtted, ent 4 andsime endast parima, et peamine käsitletud saaks. Kuigi raamatu kirjutamisel tugineti suuresti erialastandarditele (peamiselt Saksa normidele) ning välismaistele kõrgkooliõpikutele, arvestati ka teadusuuringute tulemusi, milles on varasemaid teadmisi oluliselt täpsustatud või lausa ümber kujundatud. Erilist rõhku on pööratud eestikeelsele oskussõnavarale, et aidata ühtlustada eri erialade inimeste keelepruuki. Eestikeelsed terminid seoti peamiselt maailma teaduskeele lingua franca'ks kujunenud inglise keelega, ent ka vene keelega, sest arvestatav osa reoveepuhastite operaatoritest on venekeelsed. Oskussõnavalimiku koostasid Aleksander Maastik, Raili Kärmas, Karin Pachel, Vallo Kõrgmaa, Mait Kriipsalu ja Vjačeslav Mutavči, tuginedes peamiselt standardile EVS-EN 16323. Käsiraamatu koostasid Eesti juhtivad teadlased ja erialaspetsialistid, kelle põhitöökohaks on mõni Eesti õppeasutus või projekteerimis- ja konsultatsiooniettevõte. Raamat valmis tänu nende inimeste pikaajalisele ja heale koostööle. Suur tänu kõigile, kes oma pingelise töö kõrvalt leidsid piisavalt aega peatükkide kirjutamiseks ja/või kolleegide kirjutatu retsenseerimiseks. Avaldame siirast tänu emeriitprofessor Aleksander Maastikule, kes ühtlustas autorite esialgsed tekstid lihtsamini loetavaks. Illustreerivad fotod püüdsime valida autorite isiklikest arhiividest ning valdav osa skeemidest on autorite koostatud. Muude autorite jooniseid on vajadusel eestindanud või kohandanud. Kasutatud allikatele on viidatud õpiku põhijaotiste kaupa. Lugeja peab silmas pidama, et viidatud on õigusaktide 2023. aastal kehtivale versioonile, ning et alati on vaja kontrollida, ega seda muudetud ole. Head lugemist! Vallo Kõrgmaa ja Mait KriipsaluKäsiraamat on valminud LIFE IP CleanEST projekti raames, mida rahastavad Euroopa Komisjoni LIFE programm ja Eesti riik. LIFE programmi rahastusleping nr LIFE17 IPE/EE/000007. Käsiraamat kajastab autorite seisukohti ja Euroopa Komisjon ei vastuta sisu kasutamise eest.Käsiraamat on valminud LIFE IP CleanEST projekti raames, mida rahastavad Euroopa Komisjoni LIFE programm ja Eesti riik. LIFE programmi rahastusleping nr LIFE17 IPE/EE/000007. Käsiraamat kajastab autorite seisukohti ja Euroopa Komisjon ei vastuta sisu kasutamise eest

Accelerating effect of hydroxylamine and hydrazine on nitrogen removal rate in moving bed biofilm reactor

In biological nitrogen removal, application of the autotrophic anammox process is gaining ground worldwide. Although this field has been widely researched in last years, some aspects as the accelerating effect of putative intermediates (mainly N2H4 and NH2OH) need more specific investigation. In the current study, experiments in a moving bed biofilm reactor (MBBR) and batch tests were performed to evaluate the optimum concentrations of anammox process intermediates that accelerate the autotrophic nitrogen removal and mitigate a decrease in the anammox bacteria activity using anammox (anaerobic ammonium oxidation) biomass enriched on ring-shaped biofilm carriers. Anammox biomass was previously grown on blank biofilm carriers for 450 days at moderate temperature 26.0 (+/- 0.5) A degrees C by using sludge reject water as seeding material. FISH analysis revealed that anammox microorganisms were located in clusters in the biofilm. With addition of 1.27 and 1.31 mg N L-1 of each NH2OH and N2H4, respectively, into the MBBR total nitrogen (TN) removal efficiency was rapidly restored after inhibitions by NO2 (-). Various combinations of N2H4, NH2OH, NH4 (+), and NO2 (-) were used as batch substrates. The highest total nitrogen (TN) removal rate with the optimum N2H4 concentration (4.38 mg N L-1) present in these batches was 5.43 mg N g(-1) TSS h(-1), whereas equimolar concentrations of N2H4 and NH2OH added together showed lower TN removal rates. Intermediates could be applied in practice to contribute to the recovery of inhibition-damaged wastewater treatment facilities using anammox technology