Zespoły mikroorganizmów w procesach beztlenowej stabilizacji osadów

• Autorzy: Worwąg M. , Bień J. , Zawieja I.

Warianty tytułu

EN

Complexes of microorganisms in the oxygen-free stabilization processes of sewage sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Fermentacja metanowa jest to złożony proces przebiegający przy udziale zróżnicowanych populacji drobnoustrojów pod względem pokarmowym, ale synergistycznie zależnych od siebie. Związki makromolekularne rozkładane są do związków prostych, stanowiących substrat dla bakterii fermentacji metanowej, które następnie produkują wodór, alkohole oraz lotne kwasy tłuszczowe (LKT). LKT są zużywane przez bakterie syntroficzne z wytworzeniem octanu i wodoru. Octan może być także produkowany z wodoru i ditlenku węgla przez niektóre bakterie homoacetogenne oraz bakterie redukujące siarczany czy inne mikroorganizmy beztlenowe. Wodór, octan i inne składniki wykorzystywane są przez bakterie metanogenne do produkcji metanu. Charakterystyka zbiorowisk mikroorganizmów fermentacji metanowej pozwala na prześledzenie zmian i aktywności populacji drobnoustrojów. Substratem do badań był nadmierny osad czynny pochodzący z Koniecpolskich Zakładów Płyt Pilśniowych „Koniecpol“ S.A., zaszczepiony osadem przefermentowanym, pobranym z komunalnej oczyszczalni ścieków „WARTA” w Częstochowie. Mieszaninę poddano 25-dniowej mezofilowej fermentacji metanowej. Badania prowadzono w kolbach laboratoryjnych umieszczonych w stacji do hodowli beztlenowych BACTRON w temperaturze 37ºC. Zawartość badanych kolb mieszano co kilka godzin ręcznie. W celu poznania zakresu zmian liczbowychzbiorowisk mikroorganizmów, biorących udział w beztlenowej stabilizacji osadów ściekowych, w trakcie trwania procesu, codziennie dokonywano oznaczeń biologicznych na podłożu selektywnym, a także pomiaru odczynu pH mieszaniny osadów ściekowych wewnątrz stacji BACTRON w warunkach beztlenowych. W zakresie analiz mikrobiologicznych przeprowadzono również obserwacje mikroskopowe za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego. Przed oraz po fermentacji metanowej dokonywano analizy fizyczno-chemicznej mieszaniny, mianowicie: suchej masy, suchej masy organicznej i mineralnej, zasadowości ogólnej, ChZT, LKT, azotu Kjeldahla, azotu amonowego, węgla ogólnego.

EN

The methane fermentation is a sophisticated process which takes place with the participation of various populations of microorganisms in respect of culture, however, they depend on each other in a synergistic way. The macromolecular compounds are resolved into simple compounds, which are the substrates for bacteria of methane fermentation and then they produce hydrogen, alcohol, volatile fatty acids (VFA). VFA are used by syntrophic bacteria with the production of acetate and hydrogen. Acetate can also be produced from hydrogen and carbon dioxide by some homoacetogenic bacteria and by bacteria which reduce sulfates or by other oxygen-free microorganisms. Hydrogen, acetate and other components are used to produce methane by methanogenic bacteria. The characteristics of microorganisms populations of methane fermentation allows to observe the changes and the activities of the microorganisms populations. The substrate of the research was the excessive activated sludge coming from Koniecpol Fibreboard Factory “Koniecpol” S.A. inoculated by fermented sludge, taken from the municipal sewage treatment plant: WARTA in Częstochowa. The mixture was later put to the 25-day mesophile methane fermentation. The research was made in the laboratory flasks, put into the oxygen-free cultures station called BACTRON in the temperature of 37ºC. The content of the examined flasks was mixed every few hours by hand. In order to find out the range of the numerical changes of the microorganism complexes, taking place in oxygen-free stabilization of sewage sludge, during the process, there were made every day: the biological determinations on the selective base and the measurement of pH reaction of the mixture of sewage sludge inside the BACTRON station in oxygen-free conditions. Within the range of microbiological analyses there were also made the microscopic observations by mean of a fluorescent microscope. Before and after the methane fermentation there were made the physical and chemical analysis of the mixture, which includes the parameters: dry matter, dry organic and mineral matter, general alkalinity, COD (chemical oxygen demand), Kjeldahl nitrogen, ammonium nitrogen, general carbon.

Słowa kluczowe

PL

stabilizacja beztlenowa; mikroorganizmy beztlenowe; osady ściekowe

EN

oxygen-free stabilization; oxygen-free microorganisms; sewage sludge

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 4, No. 2
• Strony: 515--522
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Worwąg M.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

autor

Bień J.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

autor

Zawieja I.

• Instytut Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii i Ochrony Środowiska, Politechnika Częstochowska, ul. Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Skalmowski K.: Poradnik gospodarowania odpadami. Wyd. VERLAG DASHOFER, Warszawa 1999.
• [2] Sadecka Z.: Toksyczność i biodegradacja insektycydów w procesie fermentacji metanowej osadów ściekowych. Uniwersytet Zielonogórski, Zielona Góra 2002.
• [3] Heinrich Z. i Nieścier A.: Stabilizacja beztlenowa osadów ściekowych, monografie nr 4: Wodociągi i kanalizacja. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Warszawa 1999.
• [4] Bień J.: Osady ściekowe - teoria i praktyka. Wyd. Polit. Częstochowskiej, Częstochowa 2007.
• [5] Bień J., Matysiak B. i Wystalska K.: Stabilizacja i odwadnianie osadów ściekowych. Wyd. Polit. Częstochowskiej, Częstochowa 1999.
• [6] Choromański P. i Łebkowska M.: Badania mikrobiologiczne w procesie fermentacji metanowej. Gaz, Woda i Techn. Sanit. 2008, (11), 19-23.
• [7] Polskie Normy (PN-91/C-04540/05), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [8] Polskie Normy (PN-EN-12879), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [9] Polskie Normy (PN-75/C-04616/04), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [10] Polskie Normy (PN-74/C-04540/00), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [11] Polskie Normy (PN-74/C-04540/00), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [12] Polskie Normy (PN- 74/C-04578/03), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [13] Polskie Normy (PN-ISO 5664:2002), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.
• [14] Polskie Normy (PN-73/C-04576/14), Wyd. Normalizacyjne, Warszawa.