Estimation of the impact of anionic surfactants on activated sludge flocs morphology in a batch system

• Autorzy: Liwarska-Bizukojc E. , Bizukojc M.

Warianty tytułu

PL

Określenie wpływu anionowych surfaktanow na morfologię kłaczków osadu czynnego w układzie okresowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study the effect of anionie surfactants on the morphology of activated sludge floes and biomass activity is quantitatively described. Three anionie surfactants: sodium dodecyl sulphate, sodium alkylbenzene sulphonate and sodium alkyltrioxyethylene sulphate were tested. The batch experiments were performed for a wide range of initial concentrations of anionics in wastewater from 2.5 to 2500 mg-dnr'. In spite of different chemical structure the action of all tested anionie surfactants resulted in the decrease of activated sludge floes dimensions ai the similar level. It occurred that in the range of anionics concentrations, which are typical for domestic wastewater (2.5-25 mg-dnr'), they contributed to the decrease of mean projected area of floes by about 30%, whereas at the concentrations of 250 and 2500 mg-dnr1 mean projected area decreased usually by 50-60%. Sodium alkylbenzene sulphonate exerted the strongest inhibition etTect on dehydrogenase activity of activated sludge biomass. This effect coincided with the decreased degrees of removal for this surfactant and its biodegradation products, especially at its lower initial concentrations in wastewater.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono w ujęciu ilościowym wpływ anionowych środków powierzchniowo czynnych (ASPC) na morfologię kłaczków osadu czynnego i aktywność biomasy. Obiekt badań stanowiły trzy anionowe surfaktanty: dodecylosiarczan sodu, alkilobenzenosulfonian sodu i alkilotrioksyetylenosiarczan sodu. Doświadczenia przeprowadzono w układzie okresowym w szerokim zakresie stężeń ASPC w ściekach od 2,5 do 2500 mg dm'. Wszystkie trzy badane surfaktanty przyczyniały się do zmniejszenia wielkości kłaczków osadu czynnego na podobnym poziomie, pomimo odmiennej budowy chemicznej. Średnia powierzchnia rzutu kłaczków zmniejszała się pod wpływem surfaktantów o około 30%, kiedy stężenie ASPC w ściekach wynosiło od 2,5 do 25 mgdm' i o 50-60% przy stężeniu ASPC w ściekach 250-2500 mgdnr3. Alkilobenzenosulfonian sodu najsilniej inhibitował aktywność dehydrogenazową biomasy osadu czynnego. Towarzyszył temu niższy, w porównaniu do pozostałych badanych ASPC, stopień usunięcia lego surfaktanta i produktów jego rozkładu ze ścieków, zwłaszcza w niższym zakresie jego początkowych stężeń w ściekach.

Słowa kluczowe

EN

activated sludge; anionie surfactants; biodegradation; floes morphology

PL

osad czynny; morfologia kłaczków; anionowe środki powierzchniowo czynne; biodegradacja

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Environmental Protection
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, no. 4
• Strony: 25--34
• Opis fizyczny: bibliogr. 20 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Liwarska-Bizukojc E.

• Technical University of Łódź, Department of Environmental Engineering al. Politechniki 6, 90-924 Łódź, Poland

autor

Bizukojc M.

• Technical University of Łódź, Department of Environmental Engineering al. Politechniki 6, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] APHA-AWWA-WPCF: Standard methods for the examination of water and wastewater, 19' ed., American Public Health Association. Washington DC, 1995.
• [2] Contreras E.M., L. Gianuzzi, N.E. Zaritzky: Use of image analysis in the study of competition between filamentous and non-filamentous bacteria. Water Research, 38, 2621-2630 (2004).
• [3] Cserhati T, E. Forgacs, G. Oroś: Biological activity and environmental impact of anionie surfactants. Environment International, 28, 337-348 (2002).
• [4] Da Motta M., M.-N. Pons, N. Roche, H. Vivien Characterisation of activated sludge by automated image analysis. Biochemical Engineering Journal, 9, 165-173 (2001).
• [5] Eikelboom, D.H., H.J.J. van Buijsen: Handbuchfiir die mikrobiologische Schlammuntersuchung, F. Hirt-hammer Verlag GmbH, Munich 1983.
• [6] Fauser P., J. Vikelsoe, P.B. Sorensen, L. Carlsen: Phthalates, nonylphenols and LAS in an alternately operated waste-water treatment plant -fate modelling based on measured concentrations in waslewater and sludge, Water Research, 37, 1288-1295 (2003).
• [7] Grijspeerdt K., W. Verstraete: Image analysis to estimate the settleability and concentration of activated sludge, Water Research, 31, 1126-1134 (1997)
• [8] Henze M., P. Harremoes, J. la Cour Jansen, E. Arvin: Wastewater treatment. Biological and chemical processes, 3rh ed.. Springer, Berlin 2002.
• [9] Laspidou C.S., B.E. Ritmann: Non-steady state modeling of extracellular polymeric substances, soluble microbial products, and active and inert biomass, Water Research, 36, 1983-1992 (2002).
• [10] Liwarska-Bizukojc E., M. Bizukojc Digital image analysis to estimate the influence of sodium dodecyl sulphate on activated sludge floes, Process Biochemistry, 40, 2067 - 2072 (2005).
• [11] Liwarska-Bizukojc E., M. Urbaniak: Influence of selected anionie surfactants on sludge properties, Environmental Engineering, Taylor & Francis Group, London 2007, pp. 289-294.
• [12] Liwarska-Bizukojc E., M. Bizukojc: Effect of selected anionie surfactants on activated sludge floes, Enzyme and Microbial Technology, 39, 660-668 (2006).
• [13] Miksch K.: Auswahl einer optimalen Methodik fiir die Aktivitatsbestimmung des Belebtschlammes mit Hilfe des TTC-testes, Vom Wasser, 64, 187-198 (1985).
• [14] Paul G.C., C.R. Thomas: Characterisation of mycelial morphology using image analysis, Advances in Biochemical Engineering/Biotechnology, 60, 2-59 (1998).
• [15] Petrovic M., D. Barceló. Fate and removal of surfactants and related compounds in wastewater and sludges,. The Handbook of Environmental Chemistry, 51, 1-28 (2004).
• [16] Prats D., F. Ruiz, B. Vazquez, M. Rodriguez-Pastor: Removal of anionie and nonionic surfactants in a wastewater treatment plant with anaerobic digestion. A comparative study, Water Research, 31, 1925-1930 (1997).
• [17] Russ J.C.: Computer assisted microscopy: the measurement and analysis of images, l!Yed., Plenum Press, New York 1990.
• [18] Wilen B.-M., B. Jin, P. Lant: Impact of structural characteristics on activated sludge floe stability, Water Research, 37, 3632-3645 (2003).
• [19] YingG.-G.,Fate, behaviour and effects of surfactants and their degradation products in the environment, Environment International, 32, 417-431 (2006).
• [20] Zhang C, K.T. Valsaraj, W.D. Constant, D. Roy: Aerobic biodegradation kinetics of four anionie and nonionic surfactants at sub- and supra-critical micelle concentrations (CMCs). Water Research, 33, 115-124(1999).