Biological treatment of wastewaters generated by furniture industry. Part 1. Laboratory-scale process for biodegradation of recalcitrant xenobiotics

• Autorzy: Petryszak P. , Kołoczek H. , Kaszycki P.

Warianty tytułu

PL

Biologiczne oczyszczanie ścieków poprodukcyjnych przemysłu meblarskiego część 1. Proces biodegradacji uci-ążliwych ksenobiotyków w skali laboratoryjnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The possibilities and conditions for biodegradation of contaminants present in heavily-Loaded and toxic wastewaters generated by typical production plants of the furniture industry were studied on laboratory scale. The toxicity effect was suppressed upon averaging the wastewater by mixing the eff1uents generated by particular technologi-cal lines. This made it possible to undergo biological treatment with microorganisms. A complex pro- and eukaryotic biocenosis was prepared, whose activity was directed towards biological oxidation of heterogeneous xenobiotics. The active consortium consisted of methylotrophic yeasts: Hansenula polymorpha and Trichosporon sp., bacteria originating from a microbial community used for degradation of organic pollution as well as autochthonous microorganisms (bacteria and yeast) isolated from wastewater samples. In a flowless experiment, after inoculation with the elaborated biocenosis, the wastewaters could be effectively treated when the initial contaminant load, expressed as chemical oxygen demand (COD), exceeded 10000 mg O2 ź dm-3. Within 4 days the COD level was reduced to 1400 mg O2 ź dm-3. At lower starting load levels (COD of 3000 mg O2 źdm-3) and after prolonged treatment periods (16 days of retention time), the resultant COD values were equal to 330 mg O2 ź dm-3. Formaldehyde (the mean concentration value of 323 mg . dm-3) was shown to be an important factor responsible for the arduous conditions of wastewater purification. This compound was present both, in a monomeric, biodegradable state, and in a chemically-bound form, extremely resistant to biological decomposition. It is concluded that further optimization semi-technical scale-rests are required prior to implementation of the presented approach in technological practice. These tests will be aimed at shortening the retention time of treated wastewaters and removing the fractions that are difficult to biodegrade.

PL

W skali laboratoryjnej badano możliwości i warunki biodegradacji zanieczyszczeń w wysokoobciążonych i toksycznych ściekach, generowanych przez typowe zakłady produkcyjne przemysłu meblarskiego. Uśrednienie ścieku poprzez zmieszanie strumieni pochodzących z poszczególnych linii technologicznych niwelowało efekt toksyczności, stwarzając możliwość poddania go biooczyszczaniu przez drobnoustroje. Opracowano skład i wytworzono mieszaną biocenozę pro- i eukariotyczną, o aktywności ukierunkowanej na biologiczne utlenianie heterogenicznych ksenobiotyków. Skład aktywnego konsorcjum obejmował: drożdże metylotroficzne: Hansenula polymorpha i Trichosporon sp., bakterie pochodzące z biopreparatu przeznaczonego do degradacji skażeń organicznych oraz mikroorganizmy autochtoniczne (bakterie i drożdże), wyizolowane ze ścieków. W teście bezprzepływowym, po zaszczepieniu przygotowaną biocenozą, wykazano możliwość znacznego oczyszczenia ścieków o początkowym ładunku zanieczyszczeń, wyrażonym jako chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT), przekraczającym 10000 mg O2 ź dm-3. W ciągu 4 dni wartość ChZT obniżała się do około 1000 mg O2 ź dm-3. Przy mniejszym początkowym obciążeniu (ChZT około 3000 mg O2 ź dm-3) oraz wydłużonym czasie za-trzymania (16 dni) uzyskano ChZT równe 330 mg O2 ź dm-3. Stwierdzono, że obecność formaldehydu (w stężeniu, średnio, 323 mg . dm-3) była decydującym czynnikiem odpowiedzialnym za uciążliwość ścieku. Związek ten występował w formie monomerycznej (180 mg ź dm-3), poddającej się biodegradacji, oraz w postaci związanej chemicznie (ok. 140 mg ź dm-3 niezwykle opornej na rozkład biologiczny. Wykorzystanie uzyskanych wyników w praktyce oczyszczania wymaga niezbędnych prac optymalizacyjnych w skali półtechnicznej, które pozwolą skrócić czasu zatrzymania ścieków oraz usunąć frakcje trudno degradowalne.

Słowa kluczowe

EN

industrial wastewaters methylotrophic; yeasts; microbial consortia; biodegradation; formaldehyde

PL

ścieki przemysłowe; drożdże metylotroficzne; konsorcja drobnoustrojów; biodegradacja; formaldehyd

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, nr 10
• Strony: 1129--1141
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Petryszak P.

autor

Kołoczek H.

autor

Kaszycki P.

• Department of Biochemistry, University of Agriculture in Krakow, al. 29 Listopada 54, 31--425 Kraków, tel. [phone], fax [phone],

Bibliografia

• [1] Mai C., Küses U. and Mi1itz H.: Appl. Microbiol. Biotechnol., 2004, 63, 477-494.
• [2] Bardana E.J., Jr. and Montanaro A.: Ann. Allergy, 1991, 66, 441-452.
• [3] Chang C.C. and Gershwin M.E.: Regul. Toxicol. Pharmacol., 1992, 16, 150-160.
• [4] Tisler T. and Zagorc-Koncan J.: Water, Air, Soil Pollul., 1997, 97, 315-322.
• [5] Karta charakterystyki substancji niebezpiecznych nr 0014, Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa 1993.
• [6] Gonzalez-Gil G., Kleerebezem R. and Lettinga G.: Water. Sci. Technol., 2000, 42, 223-229.
• [7] Lu Z. and Hegemann W.: Water Res., 1998, 32(1), 209-215.
• [8] Apolinarski M.: Gaz, Woda Techn. Sanit., 1990, 12, 254-257.
• [9] Kaszycki P., Czechowska K., Petryszak P. and Kołoczek H.: Acta Sci. Polon. Biotechnol., 2003, 2(1-2), 91-103.
• [10] Gleeson M.A. and Sudbery P.E.: Yeast, 1988, 4, 1-15.
• [11] Tyszka M., Kaszycki P. and Kołoczek H.: Ekol. Tech., 1999, 1, 15-19.
• [12] Kaszycki P. and Kołoczek H.: Microbiol. Res., 2000, 154, 289-296.
• [13] Kaszycki P., Tyszka M., Malec P. and Kołoczek H.: Biodegradation, 2001, 12(3), 169-177.
• [14] Kaszycki P. and Kołoczek H.: Biodegradation, 2002, 13(2), 91-99.
• [15] Kaszycki P., Czechowska K., Petryszak P., Międzobrodzki J., Pawlik B. and Kołoczek H.: Acta Biochim. Polon., 2006, 53(3), 463-473.
• [16] Kaszycki P., Szumilas P. and Kołoczek H.: Inż. Ekol., 2001, 4, 15-22.
• [17] Kaszycki P., Petryszak P. and Kołoczek H.: World J. Microbiol. Biotechnol., 2009 (in press).
• [18] Oznaczanie chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) metodą dwuchromianową, Polski Komitet Normalizacji i Miar, PN-74 C-04578/03.
• [19] Oznaczanie formaldehydu na stanowiskach pracy metodą kolorymetryczną z kwasem chromotropowym, Polski Komitet Normalizacji i Miar, 1985, PN-76 Z-04045/04.
• [20] Nash T.: Biochemistry, 1953, 55, 416-421.
• [21] American Society for Testing and Materials, 1992. Proposed test method for formaldehyde in water, ASTM D-19 Proposal P 216.
• [22] Kaszycki P., Petryszak P. and Kołoczek H.: Ecol. Chem. Eng., 2008, 15(11) in press.