Kawitacja ultradźwiękowa w higienizacji osadu czynnego nadmiernego

• Autorzy: Rusin A. , Machnicka A.

Warianty tytułu

EN

Ultrasonic cavitation in hygienization surplus activated sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Skuteczność procesu dezintegracji wynika z fizycznych lub chemicznych metod destrukcji ściany komórkowej, co w konsekwencji prowadzi do jej fragmentacji i uwalniania wewnątrzkomórkowych substancji do otaczającej fazy płynnej. W technologii osadów ściekowych pozytywne efekty dezintegracji uzyskuje się przez stosowanie: mechanicznej destrukcji, ultradźwięków, obróbki cieplnej, dodawania enzymów, ozonowania, chemicznego rozkładu przez zakwaszanie lub hydrolizę alkaliczną. Celem wykonanych badań było wykazanie możliwości zastosowania ultradźwięków do bakteriologicznej higienizacji osadu czynnego nadmiernego. Potwierdzeniem skuteczności bakteriobójczego działania kawitacji ultradźwiękowej była liczba bakterii rosnących na agarach przed i po procesie higienizacji. Do badań zostały użyte podłoża podstawowe i selektywne. Hodowla kultur bakteryjnych twała 24 i 48 godzin. Po czasie inkubacji kultury zostały policzone i poddane wstępnej identyfikacji. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzono redukcję ogólnej liczby bakterii i patogennych bakterii należących do rodziny Enterobacteriaceae i chorobotwórczych z rodzaju Staphylococcus. Przy częstotliwości fali ultradźwiękowej 40 kHz redukcja bakterii Salmonella wynosiła 94 procent, a przy 25 kHz 89 procent. W przeprowadzonych procesach została potwierdzona dyspersja fazy stałej i zniszczenie komórek bakterii patogennych.

EN

The success of an effective process of disintegration is the application of physical or chemical methods of the destruction of the celi wali which conseąuently becomes fragmented and the intracellular matters are released into the surrounding liquid. From the used methods of disintegration in the technology of sewage sludge positive results are achieved by: mechanical destructions, ultrasounds, heat treatments, adding of enzymes, ozone treatment, chemical dissolution by acidification or alkaline hydrolysis. The purpose of the conducted experiments was to demonstrate possibilities of application of the ultrasonic in the bacteriological hygienisation of surplus activated sludge. The confirmation of the effectiveness of the bactericidal activity of ultrasonic cavitation was the number of bacteria grown on agars before and after hygienisation process. Selcctive and basie beddings have been used in the research. The bacterial culture has lasted approximately 24 to 48 hours. After the period of ineubation the colonies produced have been counted and initially identified. Based on the microbiological analyses a significant reduction in an overall number of bacteria and pathogenic bacteria belonging to the family Enterobacteriaceae and to the pathogenic species Staphylococcus has been noticed. Reducing the number of Salmonella bacteria was 94 per cent at a frequency ultrasonic waves of 40 kHz and 89 per cent at 25 kHz. In the conducted processes of disintegration the dispersion of a solid phase of the sediment and also the destruction of pathogenic bacteria cells has been confirmed.

Słowa kluczowe

PL

kawitacja ultradźwiękowa; osad czynny; higienizacja osadu nadmiernego

EN

ultrasonic cavitation; activated sludge; hyginization surpus activated

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 3
• Strony: 73--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Rusin A.

autor

Machnicka A.

• Śląskie Środowiskowe Studium Doktoranckie,

Bibliografia

• 1. Bień J. (2007): Osady ściekowe. Teoria i praktyka. Częstochowa, Wydaw. Politechniki Częstochowskiej.
• 2. Bębenek B, Bębenek H. (1987): Straty energii w przepływach płynów. Skrypt Politechniki Krakowskiej, 1.1. Kraków, Politechnika Krakowska.
• 3. Burka E.S. (2001): Zagadnienia fizyki kawitacji. Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budowa i Eksploatacja Maszyn nr 8, s. 43-50.
• 4. Dobrzański W.T. [red.] (1980): Zarys mikrobiologii dla farmaceutów. Warszawa, PZWL.
• 5. Grubel K., Machnicka A. (2009): The use hydrodynamic disintegration to accelerate anae-robic digestion of surplus activated sludge. Water Environment Research No 81, s. 1-7.
• 6. Holt J.G., Krieg N.R., Sneath P.H.A., Stanley J.T.W. (1994): Bergey's Manuał of Determinative Bacteriology, 9th ed. Tokyo, Williams and Wilkins.
• 7. Kennedy K.J., Thibault G., Droste R.L. (2007): Microwave enhanced digestion of aerobic SBR sludge. Water SA Vol. 33, No 2, s. 261-270.
• 8. Klimiuk E., Łebkowska M. (2004): Biotechnologia w ochronie środowiska. Warszawa, PWN.
• 9. Kotełko K., Siedlaczek L., Lachowicz T.M. (1984): Biologia bakterii. Warszawa, PWN.
• 10. Machnicka A., Grubel K., Suschka J. (2009): The use hydrodynamic disintegration as means to improve anaerobic digestion of activated sludge. Water SA No 35, s. 129-132.
• 11. Mitosek M. (2002): Zjawisko kawitacji zaczątkowej. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska nr 42, s. 31-42.
• 12. Miksch K. [red.] (2000): Biotechnologia ścieków. Gliwice, Politechnika Śląska.
• 13. Milller J. (2000): Disintegration as key-stop in sewage sludge treatment. Water Science and Technology Vol. 41, s. 123-139.
• 14. Onyeche T.I, Schlafer O., Bormann H., Schröder C, Sievers M. (2002): Ultrasonic celi disruption of stabilised sludge with subseąuent anaerobic digestion. Ultrasonics Vol. 40, s. 31-35.
• 15. PN-86/H-04426 Erozja kawitacyjna - Nazwy, określenia i symbole.
• 16. Roman H.J., Burgess J.E., Pletschke B.I. (2006): Enzyme treatment to decrease solids and improve digestion of primary sewage sludge. African Journal of Biotechnology Vol. 5, s. 963-967.
• 17. Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 13 lipca 2010 r. w sprawie komunalnych osadów ściekowych. Dz.U. Nr 137, poz. 924.
• 18. Schlafer O., Onyeche T., Bormann H., Schreder C, Sievers M. (2002): Ultrasound stimulation of microorganisms for enhanced biodegradation. Ultrasonic Vol. 40(1-8), 25-29.
• 19. Wang F., Lu S., Ji M. (2006): Components of released liquid from ultrasonic waste acti-vated sludge disintegration. Ultrasonics Sonochemistry Vo. 13, s. 334-338.
• 20. Weemaes M., Grootaerd H., Simoens F., Verstraete W. (2000): Anaerobic digestion of ozonized biosolids. Water Research Vol. 34, s. 2330-2336.
• 21. Wolny L., Kamizela T. (2003): Technika dezintegracji ultradźwiękowej w technologii ścieków i osadów ściekowych. Ekologia i Technika nr 11(1), s. 3-7.
• 22. Zielewicz E. (2007): Dezintegracja ultradźwiękowa osadu nadmiernego w pozyskiwaniu lotnych kwasów tłuszczowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej. Inżynieria Środowiska z. 58, s. 1773.
• 23. Zhang P., Zhang G., Wang W. (2007): Ultrasonic treatment of biological sludge: Floc disintegration, celi lysis and inactivation. Bioresource Technology Vol. 98, s. 207-210.
• 24. Żeglin-Kurbiel K., Banaś J., Cimochowicz-Rybicka M. (2003): Nowe biotechnologie i kontrola osadów ściekowych do spełnienia wymagań przepisów Unii Europejskiej. Czasopismo Techniczne nr 4-Ś, s. 113—126.