Diary Wastewater Treatment by Microbial Reduction of Sulfates by Desulfotomaculum Ruminis

• Autorzy: Wawrzak D.

Warianty tytułu

PL

Oczyszczanie ścieków z przemysłu mlecznego za pomocą redukcji mikrobiologicznej z użyciem Desulfotomaculum ruminis

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Presented results are a continuation of a research programme on use of different types of bacteria in water treatment of industrial wastewater. The general purpose of this study was to check the possibility of using SRB (Sulphate-Reducing Bacteria) for the process of dairy industry wastewater purification. This type of wastewater contain mainly carbohydrates, mainly lactose (30.9%), proteins (23.6%, including 80% of casein) and fats (41.4%) coming from milk and its products [2, 3]. The aim of this study is to investigate the possibility of applying sulphate respiration process to remove organic impurities in case of leakage of industrial wastewater. Conducted research concerns the reduction of sulphate to sulphide in the dairy industry wastewater using Desulfotomaculum ruminis strain of bacteria. Reported study evaluate the effect of reducing the bacterial content of the sulfur in the effluent, depending on the concentration of wastewater. The sulphate breathing process was carried at in laboratory conditions using the SRB on standing culture with modified Starkey medium containing dairy wastewaters as the unique source of carbon and energy. The study examines changes in the COD, level of sulphide content and the pH changes in the test samples. Compared samples contained 30%, 50% and 70% of the dairy effluent from the dairy. The results show the need to find the optimal ratio between the content of the effluent in the suspension being subjected to the SRB, as well as lead the process at the optimum time in order to maintain maximum results. The pH value increased in time. During the first three days the pH value was maintained at a similar level, while in fifth day its value suddenly increased. During the research reaction of tested wastewater samples pH ranged between 6.9-8.0.

PL

Zaprezentowane wyniki są kontynuacją program badań na temat użycia różnych typów bakterii w oczyszczaniu ścieków przemysłowych. Głównym celem badań było zbadanie możliwości użycia bakterii redukujących siarczany – SRB w procesie oczyszczania ścieków z przemysłu mlecznego. Ten typ ścieków zawiera głównie węglowodany, głównie laktozę (30,9%), białka (23,6%, w tym 80% kazeiny) oraz tłuszcze (41,4%) pochodzące z mleka i jego produktów [2, 3]. Celem badań jest znalezienie możliwości zastosowania procesu oddychania siarczanów aby usunąć organiczne nieczystości w przypadku wycieku ścieków przemysłowych. Przeprowadzone badania skupiały się na redukcji siarczanów do siarczków w ściekach z przemysłu mleczarskiego przy użyciu szczepu bakterii Desulfotomaculum ruminis. Badania przedstawione w raporcie oceniają efekt redukcji bakteryjnej zawartości siarki w wypływie w zależności od stężenia ścieków. Proces oddychania siarczanów został przeprowadzony w warunkach laboratoryjnych z użyciem SRB na stojącą kulturę bakterii ze zmodyfikowanym nośnikiem Starkeya zawierającym ścieki mleczarskie jako unikalne źródło węgla i energii. W pracy zbadano zmiany w COD, poziom zawartości siarczków i zmiany pH w badanych próbkach. Porównywane próbki zawierały 30%, 50% i 70% ścieku mleczarskiego. Wyniki wskazują na istnienie potrzeby znalezienia optymalnego stosunku między zawartością ścieku w zawiesinie będącej skierowaną do SRB, jak również sposobu przeprowadzania procesu w optymalnym czasie w celu uzyskania maksymalnych wyników. Wartość pH zwiększa się w czasie. Podczas pierwszych trzech dni wartości pH utrzymywały się na podobnym poziomie, podczas gdy piątego dnia wartość nagle wzrosła. Podczas badanej reakcji pH próbek przyjmowało wartości z zakresu 6,9-8,0.

Słowa kluczowe

EN

Desulfotomaculum ruminis; sulphate-reducing bacteria (SRB); dissimilatory sulfate reduction; dairy wastewater treatment

PL

Desulfotomaculum ruminis; SRB; dysymilacyjna redukcja siarczanów; oczyszczanie ścieków mleczarskich

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 2
• Strony: 147--152
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wawrzak D.

• Institute of Chemistry, Environmental Protection and Biotechnology, Jan Długosz University of Częstochowa, Waszyngtona 4/8, 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• 1. Wawrzak D.: Microbiological Reduction of Sulfates to Sulphides Used in Dairy Wastewater Treatment. Journal of the Polish Mineral Engineering Society, No 2(32), p. 109–11, 2013
• 2. Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z.: Mikrobiologia techniczna tom 2. Mikroorganizmy w biotechnologii, ochronie środowiska i produkcji żywności. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2008
• 3. Błaszczyk M. K.: Mikroorganizmy w ochronie środowiska. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
• 4. Sadecka Z., Płuciennik-Koropczuk E.: Frakcja ChZT ścieków w mechaniczno-biologicznej oczyszczalni. Rocznik Ochrony Środowiska tom 13. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, 1157-1172, 2011
• 5. Myszograj S., Sadecka Z.: Frakcje ChZT w procesach mechaniczno-biologicznego oczyszczania ścieków na przykładzie oczyszczalni cieków w Sulechowie. Rocznik Ochrony Środowiska tom 6. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, 233-243, 2004
• 6. Barton L.L., Tomei F.A.: Characteristics and activities of sulfate – reducing bacteria, Biotechnology Handbooks, Vol. 8, Sulfate – reducing Bacteria Barton L.L. (Ed.) Plenum Press, New York, London, 1995, pp. 1-22
• 7. Błaszczyk M. K.: Mikroorganizmy w ochronie środowisk. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007
• 8. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. IX Edition, Williams and Wilkins, 1994.
• 9. Jadali K.,Baldwin S.A.: The role of sulphate reducing bacteria In copper removal from Aqueous Sulphate solutions, Wat. Res., Vol. 34 (3) 2000, pp 797-806
• 10. Winfrey M.R., Zeikus J. G.: Effect of sulfate on carbon and electron flow during microbiological methanogenesis in fresh water sediment., Appl. Env. Microbiol., 1997, 33, No. 2.
• 11. Choi E., Rim J.H.: Competition and inhibition of sulfate reducers and methane producers in anaerobic treatment, Wat. Sanit. Technol., 1991, 23, 1256
• 12. Barnes L.I., Janssen F.I., Sherren I., Versteegh I.H., Koch R.O.: Simultaneous microbial removal of sulfate and heavy metals from wastewater water, Trans. Industry Metall., 101, C183-C199, 1992
• 13. Cavery A., Eyars R. et cons.; Ochrona środowiska w przemyśle mleczarskim. FAPA, Warszawa 1998
• 14. Hedrich Z., Witkowski A., Urządzenia do oczyszczania ścieków. Projektowanie, przykłady obliczeń, wyd II, Seidel- Przywecki, Warszawa 2010
• 15. Walenciak M., Domka F., Szymańska K., Głogowska L., Biological reduction of sulfates in purification of wastes from the alcohol industry, Pol. Journ. of Environ. Stud., 8(1)59, 1999
• 16. Danalewich I.R., Papagiannis T. G., Belyea R.L., Tumbleson M.E., Raskin L.: Characterization of dairy wastewater streams, current treatment practices and potential for biological nutrient removal. Water Res., 32, 3555-3568, 1998
• 17. Szymańska K., Domka F., Wójtowicz T.: Catabolic Activity of Desulfotomaculum ruminis Bacteria in a Medium Containing Fluorides. Polish Journal of Environmental Studies, Vol.13, No.1, 97-101, 2004
• 18. Burak D., Orhan Y., Turgut T. O.: Anaerobie treatment of dairy wastewaters: a review. Process Biochemistry 40, 2583-2595, 2005
• 19. Wheatley A.: Anaerobic digestion: a waste treatment technology. London and New York: Elsevier Applied Science, 1990
• 20. Moura A., Tacao M., Henriques I., Dias J., Ferreira P., Correia A.: Characterization of bacterial diversity in two aerated lagoons of a wastewater treatment plant using PCR–DGGE analysis, Microbiological Research, Volume 164, Issue 5, 29 September 2009, p. 560–569
• 21. Li D., Yu T., Zhang Y., Yang M., Liu M., Qi R.: Antibiotic resistance characteristics of environmental bacteria from an oxytetracycline production wastewater treatment plant and the receiving river, Appl. Environ. Microbiol. June 2010 vol. 76 no. 11 3444-3451
• 22. Ye L., Shao M.F., Zhang T., Tong A.H. Y., Lok S.: Analysis of the bacterial community in a laboratory-scale nitrification reactor and a wastewater treatment plant by 454-pyrosequencing, Volume 45, Issue 15, October 2011, p. 4390–4398
• 23. Christenson S., Sims R., Production and harvesting of microalgae for wastewater treatment, biofuels, and bio-products, Biotechnology Advances, Volume 29, Issue 6, November–December 2011, p. 686–702