Application of a saprobiontic microorganisms community analysis in the calibration of a model description of sewage self-purification in sewer systems

• Autorzy: Łagód G. , Sobczuk H. , Suchorab Z.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie analizy zbiorowiska mikroorganizmów saprobiontycznych osadu czynne-go do kalibracji modelu samooczyszczania się ścieków w systemach kanalizacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Interceptor of urban wastewater should be treated as a collector and transporter of sewage and also as a hybrid of an aerobic and anaerobic bioreactor with a permanent washing out of biomass without recirculation. The sewage parameters can be established by the routi-ne physico-chcmical analyses. Analyses can also be based on the communities of saprobiontic microfauna representatives living in sewage systems and using sewage as a source of nourishment. The highest absolute values of the correlation index with the highest probability relation are obtained between the structure of the examined communities and sewer pollution expressed as BODs when Shannon-Wiener index is calculated based on abundances of morphological-functional groups. This index can be used to calibrate the model containing stoichiometric and kinetic parameters of self-purification regarding living microfauna of saprobionts as a biological processing factor and a precursor of activated sewage sludge in the sewage treatment plant.

PL

W systemach kanalizacyjnych ma miejsce wiele procesów. Sumarycznym efektem jednostkowych procesów, fizycznych oraz biochemicznych, zachodzących w kolektorach kanalizacyjnych przy obecności narastającej biomasy mikroorganizmów heterotroficznych, jest samooczyszczanie się ścieków, będące w swej istocie rzeczywistym ubytkiem ładunku zanieczyszczeń z przepływających ścieków, a nie jedynie efektem rozcieńczania wodami infiltracyjnymi. Na podstawie wieloletnich badań można przyjąć, iż kolektor grawitacyjny ścieków miejskich powinien być traktowany zarówno jako urządzenie do zbierania i transportu ścieków, jak i jako hybrydowy, tlenowo-beztlenowy reaktor biologiczny z ciągłym wymywaniem biomasy, bez jej recyrkulacji. Parametry ścieków można określać na podstawie rutynowo wykonywanych analiz fizykochemicznych. Można także wyznaczać je na podstawie analizy zbiorowisk przedstawicieli mikrofauny - organizmów saprobiontycznych - zasiedlającej systemy kanalizacyjne i wykorzystującej składniki ścieków jako źródło pokarmu. Tego typu pomiary są stosunkowo szybkie i proste, nie wymagają skomplikowanego sprzętu i odczynników chemicznych. Wystarcza zwykły mikroskop optyczny oraz możliwa do szybkiego przeprowadzenia, ilościowo-jakościowa, analiza obrazu mikroskopowego. Badania pilotażowe, a także obliczenia przeprowadzone, korzystając z publikacji Klimowicza [16] wykazały, iż największe (bezwzględne) wartości wskaźnika korelacji, przy najwyższym prawdopodobieństwie zależności pomiędzy strukturą badanych zbiorowisk a zanieczyszczeniem ścieków wyrażanym jako BZT5, uzyskuje się, gdy indeks Shannona-Wienera obliczany jest dla grup morfologiczno-funkcjonalnych. Przewiduje się wykorzystanie tego właśnie wskaźnika struktury zbiorowiska do skalibrowania modelu zawierającego stechiometryczne i kinetyczne parametry procesu samooczyszczania się ścieków. Model ten uwzględnia bytującą w kolektorach kanalizacyjnych mikrofaunę saprobiontów jako biologiczny czynnik procesowy i prekursor osadu czynnego w oczyszczalni ścieków z częścią biologiczną. Model taki pomocny będzie przy określaniu dynamiki zmian ładunków zanieczyszczeń dopływających do oczyszczalni poprzez kolektory systemu kanalizacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

sewer systems; physical-chemical sewage parameters; bioindication; microbial transformation modelling; sewer self-purification in sewage systems; heterotrophic biomass

PL

system kanalizacji; fizykochemiczne parametry ścieków; bioindykacja; modelowanie procesów biochemicznych; samooczyszczanie ścieków; mikroorganizmy heterotroficzne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, nr 3-4
• Strony: 265--275
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., 5 rys., 2 tab.

Twórcy

autor

Łagód G.

autor

Sobczuk H.

autor

Suchorab Z.

• Institute of Environmental Protection Engineering, Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 40, 20-618 Lublin, tcl: [phone],

Bibliografia

• [1] Abdul-Talib S., Ujang l., Vollertsen J.and Hvitved-Jacobsen T.: Sewer networks as bio-reactors extending the transport function of sewers, Conference on Water and Drainage 2003, Kuala Lumpur, Malaysia, 28-29 Apr 2003.
• [2] Hvitved-Jacobsen T.: SEWER PROCESSES Microbial and Chemical Process Enginee-ring of Sewer Net-works, CRC PRESS, Boca Raton, London, New York Washington, D.C., 2002.
• [3] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J. and Tanaka N.: Wastewater quality challges during transport in sewers - an integrated aerobic and anaerobic model concept for carbon and sulfur microbial transformations, Water Sci. Technol., 1998, 38, 257-264.
• [4] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J. and Tanaka N.: Wastewater Transformations in Sewer Systems traditional and recent understanding of problems, Congress on Water Management in Conurbations, Bottrop, Germany, June 19-20, 1997. Emscher-genossenschaft: Materialien zum Umbau des Em¬scher-Systems, 1997, 9, 15-25.
• [5] Hvitved-Jacobsen T, Vollertsen J. and Nielsen P.H.: A process and model concept for microbial wastewater transformations in gravity sewers, Water Sci. Technol., 1998, 37, 233-241.
• [6] Hvitved-Jacobsen T., Vollertsen J. and Nielsen P.H.: Koncepcja procesu i modelu dla przemian mikrobiologicznych zachodząch w ściekach w kanalizacjach grawitacyjnych, [in:] Materiały Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej pt: Usuwanie związków biogennych ze Scieków, Kraków 1997, 227-239.
• [7] Vollertsen J. and Hvitved-Jacobscn T.: Aerobic microbial transformations of resus-pended sediments in combined sewers - a conceptual model, Watcr Sci. Technol., 1998, 37, 69-76.
• [8] Vollertsen J. and Hvitved-Jacobsen T.: Stoichiometric and kinetic model parameters for microbial transformations of suspended solids in combined sewer systems, Water Res., 1999, 33, 3127-3141.
• [9] Łgód G., Malicki J., Montusicwicz A. and Chomczyńska M.: Wykorzystanie mikrofa-uny saprobiontów do bioindykacji jakości ścieków w systemach kanalizacyjnych, Arch. Environ. Protect./Arch. Ochr. Środow., 2004, 30(3), 3-12.
• [10] Łagód G., Suchorab Z. and Bober D.: Stabilność współczynników bioróżnorodności w systemach kanalizacyjnych - podstawy teoretyczne. [in:] Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN. 1 Kongres Inżynierii Środowiska w Lublinie, 2002, 11, 401--405
• [11] Stelmach K., Malicki J. and Bonetyński K.: Kolektory-rozcieńczanie czy redukcja BZT5 i biogenów, [in:] Materiały Mitędzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej pt.: Współczesnc problemy gospodarki wodno-ściekowej, Wyd. Uczelniane WSI Koszalin, Koszalin-Kolobrzeg 1995, 429--434.
• [12] Stelmach K.: Charakterystyka przemian BZT5 i związków fosforu w sieci kanalizacji sanitarnej, [in:] II Ogólnopolska Konferencja "Chemia w ochronie Środowiska", Wyd. Uczelniane Politechniki Lubelskicj, Lublin 1993, 173-177.
• [13] Stelmach K, Pawłowski L., Malicki J. et at.: Analiza i skutki fluktuacji w obciążeniach ładunkami zanieczyszczeń miejskiej oczyszczalni ścieków w Lublinie, [in:] II Ogólnopolska Konferencja "Chemia w ochronie Środowiska", Wyd. Uczelniane Politechniki Lubclskiej, Lublin 1993, 141-147.
• [14] Błaszczyk W., Roman M. and Stomatello H.: Kanalizacja, Tom 1. Arkady, Warszawa 1974.
• [15] Henze M., Harremoes P., la Cour Jansen J. and Arvin E.: Oczyszcznie ścieków. Procesy biologiczne i che¬miczne, Politechnika Świętokrzyska, Kielce 2000.
• [16] Klimowicz H.: Znaczenie mikrofauny przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym, Wyd. Katalogów i Cenników, Warszawa 1977.
• [17] Zgierski A. and Gondko R.: Obliczenia biochemiczne, PWN, Warszawa 1983.
• [18] Turoboyski L.: Hydrobiologia techniczna, PWN, Warszawa 1979.