Wykorzystanie ultradźwięków o niskiej częstotliwości do dezintegracji bakterii nitkowatych

• Autorzy: Butarewicz A. , Wołejko E. , Jabłońska-Trypuć A. , Wydro U.

Identyfikatory

DOI

10.17512/ios.2017.3.3

Warianty tytułu

EN

The use of low frequency ultrasound to disintegrate filamentous bacteria

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przyrost liczebności bakterii nitkowatych w osadzie czynnym powoduje komplikacje w funkcjonowaniu oczyszczalni ścieków. W pracy przedstawiono wyniki badań osadu czynnego pochodzącego z dwóch oczyszczalni ścieków - komunalnej i przemysłowej. W obu oczyszczalniach stwierdzono wzrost liczebności bakterii nitkowatych w okresie zimowym. W celu ograniczenia liczebności bakterii nitkowatych w osadzie czynnym próbki osadu poddano dezintegracji ultradźwiękami o częstotliwości 40 kHz w czasie 1, 2, 3, 5, 10 i 20 minut. Zastosowanie ultradźwięków o niskiej częstotliwości przyczyniło się do defragmentacji i zniszczenia większości obecnych w osadach bakterii nitkowatych po czasie 10 min. Do całkowitej defragmentacji bakterii nitkowatych niezbędny jest czas powyżej 20 min.

EN

The increase in the number of filamentous bacteria in activated sludge causes complications in the functioning of the sewage treatment plant. The paper presents the results of investigation of activated sludge coming from two sewage treatment plants - municipal and industrial. In both treatment plants the increase in the number of filamentous bacteria in winter has been noticed. In order to reduce the number of filamentous bacteria in activated sludge, the sludge samples were subjected to ultrasonic disintegration at a frequency of 40 kHz at 1, 2, 3, 5, 10 and 20 minutes. The use of low frequency ultrasounds has contributed to the defragmentation and destruction of most filamentous bacteria in activated sludge after 10 minutes of their operation. Necessary time to almost complete defragmentation of filamentous bacteria is more than 20 minutes.

Słowa kluczowe

PL

osad czynny; bakterie nitkowate; dezintegracja bakterii nitkowatych; ultradźwięki

EN

activated sludge; filamentous bacteria; disintegration of filamentous bacteria; ultrasounds

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 20, nr 3
• Strony: 305--316
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., fot. kolor.

Twórcy

autor

Butarewicz A.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Chemii, Biologii i Biotechnologii, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

autor

Wołejko E.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Chemii, Biologii i Biotechnologii, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

autor

Jabłońska-Trypuć A.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Chemii, Biologii i Biotechnologii, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

autor

Wydro U.

• Politechnika Białostocka, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Chemii, Biologii i Biotechnologii, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok

Bibliografia

• [1] Hii K., Baroutain S., Parthasarathy R., Daniel J.G., Eshtiaghi N., A review of wet air oxidation and thermal hydrolysis technologies in sludge treatment, Bioresource Technology 2014, 155, 289-299.
• [2] Kocwa-Haluch R., Woźniakiewicz T., Analiza mikroskopowa osadu czynnego i jej rola w kontroli procesu technologicznego oczyszczania ścieków, Czasopismo Techniczne Technical Transactions 2011, 2-Ś, zeszyt 6, rok 108, 142-162.
• [3] Eikelboom D.H., van Buijsen H.J.J., Podręcznik mikroskopowego badania osadu czynnego, Wyd. Seidel-Przywecki, Szczecin 1999.
• [4] Fijałkowska E., Fyda J., Pajdak-Stós A.,Wiąckowski K., Osad czynny: biologia i analiza mikroskopowa, Oficyna Wydawnicza „Impuls”, Kraków 2005.
• [5] Fiałkowska E., Pajdak-Stós A., Identyfikacja organizmów nitkowatych, [w:] E. Fiałkowska, J. Fyda, A. Pajdak-Stós, K. Wiąckowski, Osad czynny: biologia i analiza mikroskopowa, Wyd. Seidel-Przywecki, Piaseczno 2010.
• [6] Chu C.P., Chang B.V., Liao G.S., Jean D.S., Lee D., Observations on changes in ultrasonically treated waste activated sludge, Water Research 2001, 35, 1038-1046.
• [7] Chu C.P., Lee D. J., Bea-Ven Chang C.S.Y.,Tay J.H., “Weak” ultrasonic pre-treatment on aerobic digestion of flocculated activated biosolids, Water Research 2002, 35, 2681-2688.
• [8] Braguglia C.M., Gagliano M.C., Rossetti S., High frequncy ultrasound pretreatment for sludge anaerobic digestion: Effect of floc structure and microbial population, Bioresource Technology 2012, 110, 43-49.
• [9] Alfaro N., Cano R., Fdz-Polanco F., Effect of thermal hydrolysis and ultrasound pretreatments on foamiming in anaerobic digesters, Bioresource Technology 2014, 170, 477-482.
• [10] Butarewicz A., Zastosowanie ultradźwięków do dezintegracji mikroorganizmów w ściekach i osadach ściekowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej, Białystok 2016.
• [11] Bień J.B., Osady ściekowe - teoria i praktyka, Wyd. Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2002.
• [12] Kavitha S., Yukesh Kannah R., Yeom I.T., Uan D.K., Rajesh Banu J., Combined thermochemosonic disintegration of waste activated sludge for biogas production, Bioresource Technology 2015, 197, 383-392.
• [13] Braguglia C.M., Mininni G., Tomei M.C., Rolle E., Effect of feed/ inoculum ratio on anaerobic digestion of sonicated sludge, Water Science and Technology 2006, 54(5), 77-84.
• [14] Show K.Y., Mao T.H., Lee D.J., Optimisation of sludge disruption by soncation, Water Research 2007, 41, 4741-4747.
• [15] Feng X., Deng J.C., Yu Q., Li H.L., Phisical and chemical characteristics of waste activated sludge treated ultrasonically, Chemical Engineering Process 2009, 48, 187-194.
• [16] Wolski P., Wolny L., Zawieja I., Kondycjonowanie osadów nadmiernych poddanych stabilizacji a ich odwadnialność, Inżynieria i Ochrona Środowiska 2010, 13(1), 67-77.
• [17] Ek A., Ultrasonic treatment of sewage sludge in order to increase biogas production, http://liu.diva-portal.org/smash/get/diva2:20645/FULLTEXT01.pdf.
• [18] Luste S., Heinonen-Tanski H., Luostarinen S., Co-digestion of dairy cattle slurry and industrial meat-processing by - products-effect of ultrasound and hygienization pre-treatments, Bioresource Technology 2012, 104, 195-201.
• [19] Quiroga G., Castrillón L., Fernadez-Nava Y., Maranon E., Nergal L., Rodriguez-Iglesias J., Ormaechea P., Effect of ultrasound pre-treatment in the anaerobic co-digestion of cattle manure with food waste and sludge, Bioresource Technology 2014, 154, 74-79.
• [20] Andreasen K., Nielsen P.H., Growth of Microthrix parvicella in nutrient removal activated sludge plants: studies of in situ physiology, Water Research 2000, 34, 1559-1569.
• [21] Rossetti S., Tomei M.C., Levantesi C., Ramadori R., Tandoi V., “Microthrix parvicella”: a new approach for kinetic and physiological characterization, Water Science and Technology 2002, 46, 1-2, 65-75.
• [22] Kalisz L., Piana biologiczna. Przyczyny powstawania i możliwości kontroli, Instytut Ochrony Środowiska - Państwowy Instytut Badawczy, Warszawa 2011.
• [23] Marmottant P., Versluis M., de Jong N., Hilgenfeldt S., Lohse D., High - speed imaging of an ultrasound-driven bubble in contact with a wall: “Narcissus” effect and resolved acoustic streaming, Experiments in Fluids 2006, 41, 147-153.
• [24] Kuznetsova L.A., Coakley W.T., Applications of ultrasound streaming and radiation force in biosensors, Biosensors and Bioelectronics 2007, 22, 1567-1577.
• [25] Mahulkar A.V., Riedel C., Gogate P.R., Neis U., Pandit A.B., Effect of dissolved gas on efficacy of sonochemical reactors for microbial cell disruption: Experimental and numerical analysis, Ultrasonics Sonochemistry 2009, 16, 635-643.
• [26] Kumar A., Gogate P.R., Pandit A.B., Mapping the efficacy of the new designs for large scale sonochemical reactors, Ultrasonics Sonochemistry 2007, 14, 538-544.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).