The leachate influence on nutrients and organics removal efficiency, structure and composition of the microfauna in activated sludge treating municipal wastewater

• Autorzy: Kulikowska D. , Klimiuk E. , Drzewicki A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ odcieków na efektywność usuwania związków organicznych i biogennych oraz skład i strukturę mikrofauny w osadzie czynnym oczyszczającym ścieki komunalne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In present study the effect of leachate on wastewater treatment efficiency and the microfauna of activated sludge were investigated. Experiments were carried out in four SBR reactors. The reactors were supplied with wastewater (control sample) and wastewater with 10, 20 and 40% of the landfill leachate portion. The leachate composition was the following: BOD₅ - 248 mg O₂/dm³, COD - 685 mg O₂/dm³, total nitrogen - 308 mg N/dm3 and total phosphorus -1.4 mg P/dm³. The addition of leachate slightly influenced BOD₅ and COD values in the influent and caused significant increase in the ammonium concentration. Correspondingly with the increase in leachate portion the increase in organic substances (COD) and the nitrate concentrations in the effluent were observed. The ammonium concentration did not exceed 0.1 mg N-NH₄/dm³. The increase of leachate percentage in wastewater caused decrease of the taxons number, the microfauna abundance and the domination of the microfauna keygroups in activated sludge, Correspondingly with the increase of the leachate in wastewater, ciliates such as Opercularia spp. were dominating in activated sludge, however the number of attached ciliates, crawling ciliates and shelled amoebae dropped. Correlation between the number of shelled amoebae, crawling ciliates, attached ciliates, Opercularia spp. and rotifers in activated sludge and COD concentration in the effluent was observed. It indicates bioindical value of these taxons.

PL

W pracy badano wpływ odcieków na efektywność oczyszczania ścieków komunalnych oraz kształtowanie się biocenozy osadu czynnego. Badania prowadzono w czterech reaktorach SBR, do których doprowadzano ścieki komunalne (próba kontrolna) oraz ścieki komunalne z udziałem 10, 20 i 40% odcieków z wysypiska odpadów komunalnych. Stężenia podstawowych wskaźników zanieczyszczeń w odciekach wynosiły: BZT₅ - 248 mg O₂/dm³ ChZT - 685 mg O2/dm3, azot ogólny - 308 mg N/dm3 oraz fosfor ogólny -1,4 mg P/dm³. Wprowadzenie odcieków w niewielkim stopniu wpłynęło na zawartość związków organicznych w dopływie do reaktorów SBR, spowodowało natomiast znaczny wzrost stężenia azotu amonowego. W odpływie, wraz ze wzrostem udziału odcieków, odnotowano silny wzrost stężenia substancji organicznych (ChZT) oraz azotanów. Stężenie azotu amonowego we wszystkich reaktorach nie przekroczyło wartości 0,1 mg N-NH₄/dm³ Obecność odcieków spowodowała spadek liczby taksonów oraz ogólnej liczebności zbiorowisk mikrofauny. Wraz ze wzrostem udziału odcieków umacniała się dominacja orzęsków z rodzaju Opercularia kosztem udziału orzęsków osiadłych, pełzających i korzenionóżek domkowych. Wykazano korelacje pomiędzy liczebnością korzenionóżek domkowych, orzęsków pełzających, orzęsków osiadłych, Opercularia spp. oraz wrotków w osadzie czynnym a stężeniem ChZT w ściekach oczyszczonych, co potwierdza wartość bioindykacyjną tych taksonów.

Słowa kluczowe

EN

landfill leachates; municipal wastewater; organics; nutrients; microfauna in activated sludge; Sludge Biotic Index (SBI)

PL

odcieki; ścieki komunalne; substancja biogenna; związki organiczne; mikrofauna w osadzie czynnym

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 31, no. 1
• Strony: 43--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kulikowska D.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Biotechnology, ul. Oczapowskiego 5, 10-900 Olsztyn-Kortowo

autor

Klimiuk E.

• University of Warmia and Mazury, Department of Environmental Biotechnology, ul. Oczapowskiego 5, 10-900 Olsztyn-Kortowo

autor

Drzewicki A.

• University of Warmia and Mazury, Department of Evolutionary Ecology, ul. Oczapowskiego 5, 10-900 Olsztyn-Kortowo

Bibliografia

• [1]. Aescht E., W. Foissner: Biology of high-rate activated sludge plant of pharmaceutical company, Arch. Hydrobiol./Suppl., 90. 207-251 (1992).
• [2]. [Al-Shahwani S.M., N.J. Horan: The use of protozoa to indicated changes in the performance of activated sludge plants, Wat. Res., 25, 633-638 (1991).
• [3]. Amann R., H. Lemmer, M. Wagner: Monitoring the community structure of wastewater treatment plants: a comparison of old and new techniques, FEMS Microbiology Ecology, 25, 205-215 (1998).
• [4]. Becares E., S. Romo, A. Vega: Organic pollutants and microfauna in an industrial wastewater treatment system, Verh. Internat. Verein. Limnol., 25, 2051-2054 (1994).
• [5]. Benfenati E., G. Facchini, P Pierucci, R. Fanelli: Identification of organic contaminants in leachates from industrial waste landfills, Trends in analytical chemistry, 15, 305-310 (1996).
• [6]. Bernard C., P. Guido, J. Colin, A. Le Dii-Delepierre: Estimation of the hazard of landfills throughout toxicity testing of leachates I Determination of leachate toxicity with a battery of acute testes, Chemosphere, 33, 2303-2320 (1996).
• [7]. Bozkurt S., L. Moreno, I. Neretnieks: Long-term fate of organics in waste deposits and its effect on metal release. The Science of the Total Environment, 228, 135-152 (1999).
• [8]. Cereceda M.M., S. Serrano, A. Guinea: A comparative study of ciliated protozoa communities in activated-sludge plants, FEMS Microbiol. Ecol., 21, 267-276 (1996).
• [9]. Cichowicz M.: Organizmy osadu czynnego, PWN, Warszawa 1995.
• [10]. Curds C.R., A. Cockburn: Protozoa in biological sewage - treatment processes. 1. A survey of the protozoan fauna of British percolating filters and activated sludge of sewage and waste treatment plants, Wat. Res., 4, 225-236 (1970).
• [11]. Curds C.R., A. Cockburn: Protozoa in biological sewage-treatment processes. II. Protozoa as indicators in the activated sludge processes, Wat. Res., 4, 237-249 (1970).
• [12]. Curds C.R., A. Cockburn, J.M. Vandyke: An experimental study of the role of the ciliated protozoa in the activated sludge process, Wat. Pollut. Control, 67, 312-329 (1968).
• [13]. Cyrus Z., V. Sladećek: Určovaci alias organizmu z ćistiren odpadnich vod, [w:] Vyzkumny Ustav Vodohospodarsky, Praha 1973.
• [14]. Czapik A.: Podstawy protozoologii, PWN, Warszawa 1992.
• [15]. El-Fadel M., E. Bou-Zeid, W. Chahine, B. Alayli: Temporal variation of leachate quality from pre-sorted and baled municipal solid waste with high organic and moisture content, Waste Management, 22, 269-282 (2002).
• [16]. Esteban G., C. Tėllez, L.M. Bautista: Effects of habitat quality on ciliated protozoa communities in sewage treatment plants, Environ. Tech., 12, 381-386 (1990).
• [17]. Esteban G., C. Tėllez, L.M. Bautista: Dynamics of ciliated protozoa communities in activated- sludge process, Wat. Res., 25, 967-972 (1991).
• [18]. Foissner W., H. Berger, H. Blatterer, F. Kohmann: Taxonomische und ökologische Revision der Cilialen des Saprobiensystems - Band IV Gymnostomatea, Loxodes, Suctoria, [w:] Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/95 (1995).
• [19]. Foissner W., H. Berger, F. Kohmann: Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band II. Peritricha, Heterotrichida. Odontostomatid, [w:] Informations berichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/92 (1992).
• [20]. Foissner W., H. Berger, F. Kohmann: Taxonomische und ökologische Revision der Ciliaten des Saprobiensystems - Band III: Hymenostomata, Prostomatida, Nassulida, [w:] Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/94 (1994).
• [21]. Foissner W., H. Blatterer, H. Berger, F. Kohmann: Taxonomische und ökologische Revision der Cilialen des Saprobiensystems - Band I: Cyrlophorida. Oligotrichida. Hypotrichida, Colpodea. [w:] Informationsberichte des Bayer. Landesamtes für Wasserwirtschaft, Heft 1/91 (1991).
• [22]. Hermanowicz W., W. Dożańska, J. Dojlido, B. Koziorowski: Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.
• [23]. Hui M., B. Szczerbowska: Mikrofauna a obciążenie osadu czynnego, Acta Acad. Agricult. Tcchn. Olst., 16, 113-123 (1988).
• [24]. Isidori M., M. Lavorgna, A. Nardelli, A. Parrella: Toxicity identification evaluation of leachtes from municipal solid waste landfills: a multispecies approach, Chemosphere, 1/52, 85-9 (2003)
• [25]. Kahl A.: Die Tierwelt Deutschland, Wimpertiere oder Ciliata, G. Fischer Verlag, Jena 1930-1935.
• [26]. Kańska Z.: Badania nad wpływem obciążenia osadu czynnego na kształtowanie się biocenozy w procesie oczyszczania ścieków przemysłowych, Prace Naukowe Budownictwo, Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 22, 1-121 (1973).
• [27]. Klimowicz H.: Microfauna of activated sludge. Part I. Assemblage of microfauna in laboratory models of activated sludge, Acta Hydrobiol., 12, 357-376 (1970).
• [28]. Klimowicz H.: Znaczenie mikrofauny przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym. Instytut Kształtowania Środowiska, Wyd. Katalogów i Cenników, Warszawa 1983.
• [29]. Kulikowska D.: Efektywność oczyszczania odcieków z wysypisk odpadów komunalnych w reaktorach SBR, Praca doktorska, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska 2002.
• [30]. Kutikova L.A.: Fauna aerotenkov, Nauka, Leningrad 1984.
• [31]. Madoni P.: Role of protozoans and their indicator value in the activated sludge process, [w:] Biological Approach to Sewage Treatment Process: Current Status and Perspectives, Ed.: Madoni, Centro Bazzucchi, Perugia, 21-27 (1991).
• [32]. Madoni P.: A sludge biotic index (SB/) for the evaluation of the biological performance of activated sludge plants based on microfauna analysis, Wat. Res., 28, 67-75 (1994).
• [33]. Madoni P., D. Davoli, E. Chierici: Comparative analysis of the activated sludge microfauna in several sewage treatment works, Wat. Res., 27, 1485-1491 (1993).
• [34]. Madoni P., D. Davoli, G. Gorbi, L. Vescovi: Toxic effect of heavy metals on the activated sludge protozoan community, Wat. Res., 30, 135-14] (1996).
• [35]. Marttinen S.K., R.H. Kettunen, K.M. Sormunen, R.M. Soimasuo, J.A. Rintala: Screening of physical- chemical methods for removal of organic material, nitrogen and toxicity from low strength landfill leachates, Chemosphere, 46, 851-858 (2002).
• [36]. Poole J.E.: A study of the relationship between the mixed liquor fauna and plant performance for a variety of activated sludge sewage treatment works, Wat. Res., 18, 281-287 (1984).
• [37]. Salvado H.: Effect of mean cellular retention time on ciliated protozoan populations in urban wastewater plants based on proposed model, Wat. Res., 28, 1315-1321 (1994).
• [38]. Salvado H., M.P. Gracia: Determination of organic loading rate of activated sludge plants based on protozoa analysis, Wat. Res., 27, 891-895 (1993).
• [39]. Salvado H., M.P. Gracia, J.M. Amigó: Capability of ciliated protozoa as indicators of effluent quality in activated sludge plants, Wat. Res., 29, 1041 — 1050 (1995).
• [40]. Silva A.C., M. Dezotti, G.L. Sant'Anna Jr: Treatment and detoxification of a sanitary landfill leachate, Chemosphere, 11/55, 207-214 (2004).
• [41]. Sladka A., V. Sladećek: Určovaci atlas organizmu z ćistiren odpadnich vod, [w:] Vyzkumny Ustav Vodohospodarsky, Praha 1985.