The usage of ultrasounds to disintegrate escherichia coli bacteria contained in treated wastewater

• Autorzy: Hawrylik Eliza

Identyfikatory

DOI

10.21307/ACEE-2019-043

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sewage and sewage sludge is a place of the occurrence of many microorganisms, including pathogenic and relatively pathogenic bacteria. They may reach other environments, e.g. receiver waters or soil, thus creating a biological threat. The aim of this paper was to study, in laboratory conditions, the effect of low-frequency ultrasound on the disintegration of Escherichia coli bacteria present in purified wastewater. E. coli bacilli and ultrapure water were used for the study. The samples were exposed to ultrasounds at 20 and 40 kHz for variable time of sonication and at two different modes of the ultrasonic cleaner operation: continuous and pulsed. Studies have shown that ultrasound has an effective impact on E. coli bacilli. Already the 3-minute interaction of ultrasounds at 20 kHz with the pulsation mode of impact of the device caused a decrease in the number of these bacteria by over 90%. The 20-minute operation of 40 kHz ultrasound waves resulted in a decrease in the amount of bacteria by nearly 70% compared to the control. The obtained results, therefore, indicate the possibility of using the disintegration process of low frequency ultrasounds for removing Escherichia coli bacteria present in treated wastewater.

Słowa kluczowe

EN

disintegration; disinfection; low frequency ultrasound; microorganisms; treated wastewater

PL

rozpad; dezynfekcja; ultradźwięki niskiej częstotliwości; mikroorganizmy; oczyszczone ścieki

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 12, no. 3
• Strony: 131--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Hawrylik Eliza

• MSc Eng.; Faculty of Civil and Environmental Engineering, Bialystok University of Technology, Wiejska 45A, 15-351 Bialystok, Poland

Bibliografia

• [1] Butarewicz A. (2012). Dlaczego należy wprowadzić do praktyki dezynfekcję oczyszczonych ścieków? (Why is it needed to implement disinfection of treated sewage?). Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 86(6), 241-243.
• [2] Butarewicz A. (2016). Zastosowanie ultradźwięków do dezintegracji mikroorganizmów w ściekach i osadach ściekowych. (Application of ultrasounds for the disintegration of microorganisms in sewage and sewage sludge). Oficyna Wydawnicza Politechniki Białostockiej. Poland, Białystok.
• [3] GUS (2019). Bank Danych Lokalnych.(Local data bank).
• [4] Ustawa z dnia 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków (Law of 7 June 2001 on collective water supply and collective sewage disposal) (Dz.U. 2018, poz. 1152 tj.).
• [5] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (Regulation of the Minister of the Environment of 18 November 2014 on conditions to be met when introducing sewage into waters or into the ground, and on substances particularly harmful to the aquatic environment) (Dz.U. 2014, poz. 1800).
• [6] http://www.onsiteconsortium.org/glossary.html
• [7] Sperling von M. (2007). Wastewater characteristics, treatment and disposal. IWA Publishing, England, London.
• [8] Michałkiewicz M., Jeż-Walkowiak J., Dymaczewski Z., Sozański M. (2011). Dezynfekcja ścieków. (Wastewater disinfection). Inżynieria Ekologiczna, 24, 38-51.
• [9] Wiater J., Butarewicz A. (2014) Sposoby wykorzystania osadów z oczyszczalni ścieków w Białymstoku. (Ways of using sludge from sewage treatment plant in Bialystok). Inżynieria i Ochrona Środowiska, 17(2): 281-291
• [10] Kaźmierczuk M., Kalisz L. (2011). Charakterystyka mikrobiologiczna ścieków komunalnych i zagrożenia związane z obecnością w nich mikroorganizmów patogennych. (Microbiological characteristics of municipal sewage and threats related to the presence of pathogenic microorganisms in them). Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 4, 145-149.
• [11] WHO (2011) Guidelines for Drinking - water Quality. 4th ed.
• [12] Naidoo S., Olaniran A. (2014). Treated Wastewater Effluent as a Source of Microbial Pollution of Surface Water Resources. International Journal of Environmental Research and Public Health, 11(1): 249-270.
• [13] Simonetti M., Rossi G., Cabbai V., Goi D. (2014) Tests on the effect of ultrasonic treatment on two different activated sludge waste. Environment Protection Engineering, 40(1), 23-34.
• [14] Braguglia C. M., Gagliano M. C., Gallipoli A., Mannini G. (2015) The impact of sludge pretreatment for sludge anaerobic digestion: Effect of floc structure and microbial population. Bioresource Technology, 110, 43-49.
• [15] Zielewicz E., Sorys P. (2008). Ultrasonic disintegration of excess sludge before anaerobic stabilisation. Architecture, Civil Engineering, Environment, 1(1), 147-154.
• [16] Zielewicz E. (2016). Effects of ultrasonic disintegration of excess sewage sludge. Topics in Current Chemistry, 374(5), 182-189.
• [17] Rusin A., Machnicka A. (2011). Kawitacja ultradźwiękowa w higienizacji osadu czynnego nadmiernego. (Ultrasonic cavitation in the hygienization of activated sludge). Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko, Główny Instytut Górnictwa, 3, 73-80.
• [18] Nowak D. (2015). Zastosowanie ultradźwięków do odkażania osadów ściekowych. (Application of ultrasounds for sewage sludge decontamination). Inżynieria i Ochrona Środowiska, 18(4), 459-469.
• [19] Hawrylik E., Zaręba K., Butarewicz A. (2017). Wpływ ultradźwięków na przeżywalność drobnoustrojów obecnych w osadzie ściekowym. (Influence of ultrasounds on the survival of microorganisms present in sewage sludge). Inżyniera Środowiska - Młodym Okiem, Ścieki i osady ściekowe, 31, 111-123.
• [20] Butarewicz A., Wołejko E., Jabłońska-Trypuć A., Wydro U. (2017). Wykorzystanie ultradźwięków o niskiej częstotliwości do dezintegracji bakterii nitkowatych (The use of low frequency ultrasound to disintegrate filamentous bacteria). Inżynieria i Ochrona Środowiska, 20(3), 305-316.
• [21] Hawrylik E. (2018). Wpływ ultradźwięków na dezintegrację bakterii nitkowatych obecnych w osadzie czynnym. (Influence of ultrasounds on the disintegration of filamentous bacteria present in activated sludge). Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 1(92), 29-31.
• [22] Bień J., Stępniak L., Palutkiewicz J. (1995). Skuteczność dezynfekcji wody w polu ultradźwiękowym. (The effectiveness of water disinfection in the ultrasonic field). Ochrona Środowiska, 4(59).
• [23] Foladori P., Laura B., Gianni A., Giulano Z. (2007). Effects of sonication on bacteria viability in wastewater treatment plants evaluated by flow cytometryFecal indicators, wastewater and activated sludge. Water research, 41(1), 235-243.
• [24] Zupanc M., Pandur Z., Perdih T. S., Stopar D., Petkovsek M., Dular M. (2019). Effects of cavitation on different microorganisms: The current understanding of the mechanisms taking place behind the phenomenon. A review and proposals for further research. Ultrasonics Sonochemistry, 57, 147-165.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).