Wpływ polimerów zewnątrzkomórkowych na granulację osadu czynnego w warunkach tlenowych

• Autorzy: Kończak B. , Miksch K.

Warianty tytułu

EN

Influence of extracellular polymeric substances on aerobic granulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badano wpływ polimerów zewnątrzkomórkowych na proces biogranulacji. Po 7 dnia trwania eksperymentu obserwowano pojawianie się tlenowych biogranul osadu czynnego, Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem produkcji substancji EPS następował wzrost średnic granul. Dominującym składnikiem substancji EPS w granulach były białka. W porównaniu do luźno związanych substancji EPS (LB-EPS), mocno związane EPS (TB-EPS) miały znaczący udział w formowaniu się granul. Wykazano, że polisacharydy stanowią ważny składnik strukturalny granul.

EN

In this study the influence of extracellular polymeric substances on biogranulation process was investigated. Aerobic biogranules were emerged from floc sludge on day 7 of operation. The average diameter of biogranules increase due to EPS production. It has been found that the predominat component of EPS are proteins. Compared to loosely bound EPS (LB-EPS), tighly bound EPS (TB-EPS) showed more significant role in granules formation. It has been shown that polysaccharides are an important structural component of granules.

Słowa kluczowe

PL

polimer zewnątrzkomórkowy; tlenowa granulacja; tlenowe granule

EN

extracellular polymeric substances; aerobic granulation; aerobic granules

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 25, No. 4
• Strony: 425--432
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Kończak B.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Ochrony Wód, 40-166 Katowice, Plac Gwarków 1, Poland

autor

Miksch K.

• Politechnika Śląska, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Katedra Biotechnologii Środowiskowej, 44-100 Gliwice, ul. Akademicka 2, Poland

Bibliografia

• Adav, S.S., Lee, D.J. i Tay, J.H. (2008). Extracellular polymeric substances and structural stability of aerobic granule. Water Research, 42, 1644-1650.
• Alleoni, C.A.C. (2006). Albumen protein and functional properties of gelation and foaming. Scientia Agricola (Piracicaba, Braz), 63 (3), 291-298.
• Beun, J.J., Hendriks, A., Van Loosdrecht, M.C. M., Morgenroth, E., Wilderer, P.A. i Heijnen, J.J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, 33, 2283-2290.
• Burdman, S., Jurkevitsch, E., Diaz, M., Gil-Serrano, A. i Okon, Y. (2000a). Extracellular polysaccharide composition of Azospirillum brasilense and its relation with cell aggregation. FEMS Microbiology Letters, 189, 259-264.
• Burdman, S., Okon, Y. i Jurkevitsch, E. (2000b). Surface characteristics of Azospirillum brasilense in relation to cell aggregation and attachment to plant roots. Critical Reviews in Microbiology, 26 (2), 91-110.
• Chen, M.Y., Lee, D J. i Tay, J H. (2007). Distribution of extracellular polymeric substances in aerobic granules. Applied Microbiology and Biotechnology, 73, 1463-1469.
• Clesceri, L.S., Greenberg, A.E. i Eaton, A.D. (1998). Standard methods for the examination of water and wastewater. Pobrano z lokalizacji: http://www.standardmethods.org/
• Dubois, M.K., Gilles, J.K., Hamilton, J.K., Rebers, P.A. i Smith, F. (1956). Pfizer flocon 4800 procedure-phenol/sulfuric acid method. Analytical Chemistry, 28, 350-352.
• Fang, H.H.P., Liu, H. i Zhang, T. (2002). Characterization of hydrogen-producing granular sludge. Biotechnology and Bioengineering, 78 (1), 44-52. doi:10.1002/bit.10174.
• Flemming, H.C. i Wingender, J. (2001). Relevance of microbial extracellular polymeric substance (EPSs) – Part I: Structural and ecological aspects. Extracellular Polymeric Substances – the Construction Material of Biofilms, 43, 1-8.
• Frølund, B., Palmgren, R., Keiding, K. i Nielsen, P.H. (1996). Extraction of extracellular polymers form activated sludge using a cation exchange resin. Applied Mirobioogy and Biotechnology, 30, 1749-1758. doi:10.1016/0043-1354(95)00323-1.
• Li, X.F., Li, Y.J., Hua, Z.Z., Du, G.C. i Chen, J. (2008). Correlation between extracellular polymeric substances and aerobic biogranulation in membrane bioreactor. Separation and Purification Technology, 59, 26-33.
• Lin, H., Zhang, M., Wang, F., Meng, F., Liao, B.-Q., Huachang, H. i Gao, W. (2014). A critical review of extracellular polymeric substances (EPSs) in membrane bioreactors: Characteristics, roles in membrane fouling and control strategies. Journal of Membrane Science, 460 (15), 110-125. doi:10.1016/j.memsci.2014.02.034.
• McSwain, B.S., Irvine, R.L., Hausner, M. i Wilderer, P.A. (2005). Composition and distribution of extracellular polymeric substances in aerobic flocs and granular sludge. Applied and Environmental Microbiology, 71 (2), 1051-1057. doi:10.1128/AEM.71.2.1051- 1057.2005.
• Miksch, K. i Kończak, B. (2012). Distribution of extracellular polymeric substances and their role in aerobic granule formation. Chemical Engineering and Processing, 33 (4), 679-688. doi:10.2478/v10176-012-0057-3.
• Park, C.H., Novak, J.T., Helm, R.F., Ahn, Y.O. i Esen, A. (2008). Evaluation of the extracellular proteins in full-scale activated sludges. Water Research, 42, 3879-3889. doi:10.1016/j.watres.2008.05.014.
• Sheng, G.P., Yu, H.Q. i Li, X.Y. (2010). Extracellular polymeric substances (EPS) of microbial aggregates in biological wastewater treatment systems: a review. Biotechnology Advances, 28 (6), 882-894. doi:10.1016/j.bi otechadv.2010.08.001.
• Shin, H.S., Kang, S.K. i Nam, S.J. (2000). Effect of carbohydrates to protein ration in EPS on sludge settling characteristic. Biotechnology Bioprocess Engineering, 5, 460-464. doi:10.1007/bf02931948.
• Sutherland, I.W. (1999). Polysaccharases for microbial exopolysaccharides. Carbohydrate Polymers, 39, 319-328.
• Tay, J.H., Liu, Q.S. i Liu, Y. (2001). The role of cellular polysaccharides in the formation and stability of aerobic granules. Letters in Applied Microbiology, 33, 222-226. doi:10.1046/j.1472-765x.2001.00986.
• Tian, Y. (2008). Behaviour of bacterial extracellular polymeric substances from activated substances from activated sludge: a review. International Journal of Environment and Pollution, 32 (1), 78-79. doi:10.1504/ /IJEP.2008.0169.
• Tu, X., Su, B.S., Li, X.N. i Zhu, J.R. (2010). Characteristics of extracellular fluorescent substances of aerobic granular sludge in pilot-scale sequencing batch reactor. Journal of Central South University of Technology, 17 (3), 522-528. doi:10.1007/s11771-010-0517-1.
• Wang, Z., Liu, L., Yao, J. i Cai, W. (2006). Effects of extracellular polymeric substances on aerobic granulation in sequencing batch reactors. Chemosphere, 63, 1728-1735. doi:10.1016/j.chemosphere.2005.09.018.
• Weber, S.D., Ludwig, W., Schliefer, K.H. i Fried, J. (2007). Microbial Composition and Structure of Aerobic Granular Sewage Biofilms. Applied Environmental Microbiology, 73 (19), 6233-6240. doi:10.1128/AEM.01002-07.
• Yu, G.H., Yuang, Y.C.H., Lee, D.J., He, P.J. i Shao, L. M. (2009). Enhanced aerobic granulation with extracellular polymeric substances (EPS)-free pellets. Bioresource Technology, 100, 4611-4615.
• Zhang, P., Shen, Y., Guo, J.S., Li, C.H., Wang, H., Chen, Y.P., ... i Fang, F. (2015). Extracellular protein analysis of activated sludge and their functions in wastewater treatment plant by shotgun proteomics. Scientific Reports, 5, 120-141. doi:10.1038/srep12041

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).