PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Impact of flowback water on activated sludge biocenosis during municipal wastewater treatment

Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Wpływ wód po szczelinowaniu hydraulicznym na biocenozę osadu czynnego podczas oczyszczania ścieków miejskich
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The aim of this study was to determine the effect of flowback water on an activated sludge biocenosis during municipal wastewater treatment in the sequencing batch reactors (SBRs). Two series were performed. In series 1, only municipal wastewater was treated, whereas in series 2, municipal wastewater with pre-treated flowback water was used. Flowback water constituted 3-5% of the influent and was introduced to the SBRs twice per week. Introducing flowback water did not decrease the quality of effluent from the SBRs. However, the composition of the activated sludge biocenosis differed between series, ie the biodiversity of protozoa and the relative abundance of microfauna in functional groups changed after flowback water addition. Polymerase chain reaction - denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) showed that the ammonia oxidizers community responded faster to flowback water addition than the total bacterial community and remained relatively stable during treatment. However, after 9 weeks of exposure to flowback water, ammonia oxidizing bacteria (AOB) biodiversity decreased. This suggests that prolonged exposure could cause nitrification problems, leading to deterioration in effluent quality
PL
Celem badań była ocena wpływu wód po szczelinowaniu hydraulicznym na biocenozę osadu czynnego podczas oczyszczania ścieków miejskich w reaktorach SBR. Przeprowadzono 2 serie badawcze. W serii 1, kontrolnej, oczyszczano ścieki miejskie, w serii 2 - ścieki miejskie z dodatkiem wód po szczelinowaniu. Udział wód, które wprowadzano dwa razy w tygodniu, stanowił 3-5% objętości doprowadzanych ścieków. Wykazano, że wprowadzenie wód nie miało wpływu na jakość ścieków oczyszczonych, ale spowodowało spadek różnorodności biologicznej pierwotniaków i zmiany w strukturze dominacji grup funkcyjnych. Zastosowanie metody PCR-DGGE pozwoliło na wykazanie, że struktura genotypowa zbiorowiska bakterii nitryfikacyjnych I fazy zmieniała się szybciej niż całość biocenozy bakteryjnej osadu czynnego i była stosunkowo stała w trakcie trwania eksperymentu. Odnotowano, że po 9 tygodniach eksperymentu nastąpiło zubożenie różnorodności bakterii nitryfikacyjnych I fazy. Uzyskane wyniki sugerują, że dłuższa ekspozycja mikroorganizmów osadu czynnego na wody po szczelinowaniu hydraulicznym może prowadzić do obniżenia efektywności nitryfikacji, a w dalszej konsekwencji do pogorszenia jakości odpływu.
Rocznik
Strony
611--624
Opis fizyczny
Bibliogr. 28 poz., wykr., rys., tab.
Twórcy
  • Environmental Biotechnology Department, Silesian University of Technology, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland, phone +48 32 237 26 94; fax +48 32 237 29 46
autor
  • Department of Tourism, Recreation and Ecology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Oczapowskiego 5, 10-957 Olsztyn, Poland, phone +48 89 524 51 07, fax +48 89 523 32 90
  • Department of Environmental Biotechnology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Słoneczna 45G, 10-718 Olsztyn, Poland, phone/fax +48 89 523 41 45
Bibliografia
  • [1] Vidic RD, Brantley SL, Vandenbossche JM, Yoxtheimer D, Abad JD. Impact of shale gas development on regional water quality. Science. 2013;340:6134. DOI: 10.1126/science.1235009.
  • [2] Waxman HA, Markey EJ, DeGette D. Chemicals used in Hydraulic Fracturing House of Representatives Committee of Energy and Commerce Minority Staff U.S.; 2011. http://conservationco.org/admin/wp-content/uploads/2013/02/Final-Rebuttal-Exhibits.pdf-Adobe-Acrobat-Pro.pdf
  • [3] Colborn T, Kwiatkowski C, Schultz K., Bachran M. Natural gas operations from a public health perspective. Hum Ecol Risk Asses. 2011;17:1039-1056. DOI: 10.1080/10807039.2011.605662.
  • [4] Olsson O, Weichgrebe D, Rosenwinkel K-H. Hydraulic fracturing wastewater in Germany: composition, treatment, concerns. Environ Earth Sci. 2013;70:3895-3906. DOI: 10.1007/s12665-013-2535-4.
  • [5] Fakhru’l-Razi A, Pendashteh A, Abdullah LC, Biak DRA, Madeani SS, Abidin ZZ. Review of technologies for oil and gas produced water treatment. J Hazard Mater. 2009;170/2:530-551. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.05.044.
  • [6] Liu J, Yang M, Qi R, An W, Zhou J. Comparative study of protozoan communities in full-scale MWTPs in Beijing related to treatment processes. Water Res. 2008;42:1907-1918. DOI:10.1016/j.watres.2007.11.020.
  • [7] Jiang Q, Rentschler J, Perrone R, Liu K. Application of ceramic membrane and ion-exchange for the treatment of the flowback water from Marcellus shale gas production. J Membrane Sci. 2013;431:55-61. DOI: 10.1016/j.memsci.2012.12.030.
  • [8] Greenberg AE, Clesceri LS, Eaton AD, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington: APHA; 1992.
  • [9] Foissner W, Berger H, A user-friendly guide to the Ciliates (Protozoa, Cliophora) commonly used by hydrobiologists as bioindicators in rivers, lakes, and waste waters, with notes on their ecology. Freshwater Biol. 1996;35:375-482. DOI: 10.1111/j.1365-2427.1996.tb01775.x
  • [10] Curds CR, Warren A, Salvado Cabre H, Roberts D. An Atlas of Ciliated Protozoa Commonly Found in Aerobic Sewage-Treatment Processes. An Aid to Monitor Treatment-Plant Performance. London: Natural History Museum; 2008.
  • [11] Madoni P. A sludge biotic index (SBI) for the evaluation of the biological performance of activated sludge plants based on microfauna analysis. Water Res. 1994;28:67-75. DOI: 10.1016/0043-1354(94)90120-1.
  • [12] Muyzer G, De Waal EC, Uitierlinden AG. Profiling of complex microbial populations by denaturing gradient gel electrophoresis analysis of polymerase chain reaction-amplified genes coding for 16S rRNA. Appl Environ Microbiol. 1993;59:695-700. DOI: 0099-2240/93/030695-0602.00/0.
  • [13] Rotthauwe JH, Witzel KP, Liesack W. The ammonia monooxygenase structural gene amoA as a functional marker: molecular fine-scale analysis of natural ammonia-oxidizing populations. Appl Environ Microbiol. 1997;63:4704-4712. DOI: 0099-2240/97/04.00.
  • [14] Ziembińska A, Ciesielski S, Miksch K. Ammonia oxidizing bacteria community in activated sludge monitored by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), J Gen Appl Microbiol. 2009;55:375-380. DOI:10.2323/jgam.55.373.
  • [15] Magurran AE. Ecological Diversity and its Measurement. Cambrige: University Press; 1988.
  • [16] Olsson O, Weichgrebe D, Rosenwinkel KH. Hydraulic fracturing: Zusammensetzung und entsorgung anfallender abwässer (Hydraulic fracturing: composition and disposal of incurred wastewater). Wasser Abfall. 2012;14(9):10-15. DOI: 10.1007/s12665-013-2535-4.
  • [17] Jiang Q, Rentschler J, Perrone R, Liu K. Application of ceramic membrane and ion-exchange for the treatment of the flowback water from Marcellus shale gas production. J Membrane Sci. 2013;431:55-61. DOI: 10.1016/j.memsci.2012.12.030.
  • [18] Miller DJ, Huang X, Li H, Kasemset S, Lee A, Agnihotri D, et al. Fouling-resistant membranes for the treatment of flowback water from hydraulic shale fracturing: A pilot study. J Membrane Sci. 2013;437:265-275. DOI: 10.1016/j.memsci.2013.03.019.
  • [19] Zdybek I. Wpływ jonów chlorkowych na efektywność biologicznej defosfatacji ścieków. (Effect of chloride ions on the efficiency of enhanced biological phosphorus removal from wastewater) Ochr Środow. 2005;27(2):13-17.
  • [20] Uygur A, Kargi F. Salt inhibition on biological nutrient removal from saline wastewater in a sequencing batch reactor. Enzyme Microb Technol. 2004;34:313-318. DOI: 10.1016/j.enzmictec.2003.11.010.
  • [21] Drzewicki A, Kulikowska, D. Limitation of sludge biotic index application for control of wastewater treatment plant working with shock organic and ammonium loadings. Eur J Protistol 2011;47:287-294. DOI: 10.1016/j.ejop.2011.06.001.
  • [22] Pérez-Uz B, Arregui L, Calvo P, Salvadó H, Fernández N, Rodríguez E, et al. Assessment of plausible bioindicators for plant performance in advanced wastewater treatment systems. Water Res. 2010;44:5059-5069. DOI: 10.1016/j.watres.2010.07.024.
  • [23] Zhou K, Xu M, Liu B, Cao H. Characteristics of microfauna and their relationships with the performance of an activated sludge plant in China. J Environ Sci. 2008;20:482-486. DOI:10.1016/S1001-0742(08)62083-5.
  • [24] Tyagi VK, Subramaniyan, S, Kazmi AA, Chopra AK., Microbial community in conventional and extended aeration sludge plants in India. Ecol Ind. 2008;8:550-554. DOI: 10.1016/j.ecolind.2007.07.002.
  • [25] Chen S, Xu M, Cao H, Zhu J, Zhou K, Xu J, et al. The activated sludge fauna and performance of five sewage treatment plants in Beijing, China. Eur J Protistol. 2004;40:147-152. DOI: 10.1016/j.ejop.2004.01.003.
  • [26] Lee S, Basu S, Tyler CW, Wei IW. Ciliate populations as bio-indicators at Deer Island treatment plant. Adv Environ Res. 2004;8:371-378. DOI: 10.1016/S1093-0191(02)00118-1.
  • [27] Madoni P., Protozoa in wastewater treatment processes: A mini review. Ital J Zool. 2011;78:3-11. DOI:10.1080/11250000903373797.
  • [28] Tocchi C, Federici E, Fidati L, Manzi R, Vincigurerra V. Aerobic treatment of dairy wastewater in an industrial three-reactor plant: Effect of aeration regime on performances and protozoan and bacterial communities. Water Res. 2012;46:3334-3344. DOI: 10.1016/j.watres.2012.03.032.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-88ca3f5a-9da7-4e16-85e0-62fb91166270
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.