Activity of nitrifying biofilm in the process of water treatment in diatomite bed

• Autorzy: Zamorska, J. , Papciak, D.

Warianty tytułu

PL

Aktywność biofilmu nitryfikacyjnego w procesie uzdatniania wody na złożu diatomitowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study deals with the efficiency of removing ammonium nitrogen from water in biofiltration process. For the research purposes diatomite was used as packing of biological reactor. As a biofilter filler, diatomite was simultaneously the sorbent, the culture medium and the carrier of microorganisms. The biological activity of the bed was assessed taking account of the effectiveness of removing ammonia nitrogen in the process of nitrification and the time of biofilm formation. Diatomite stimulates the growth of biomass and the process of effective removal of ammonia nitrogen, reaching even 100%. SEM image proved that the surfaces of diatomite bed grains were overgrown with microorganisms. The biofilm structure was loose and porous, being characteristic of aerobic biofilm. The biofilm covered the entire grain surface.

PL

Zbadano efektywność usuwania azotu amonowego podczas biofiltracji. Jako wypełnienie reaktora biologicznego zastosowano diatomit, który pełnił rolę sorbentu, pożywki i nośnika mikroorganizmów. Oszacowano biologiczną aktywność złoża w powiązaniu zarówno z efektywnością usuwania azotu amonowego w procesie nitryfikacji, jak i tworzeniem się biofilmu. Diatomit stymuluje rozwój biomasy, dlatego usuwanie azotu amonowego z wody przebiegało z dużą efektywnością, osiągającą wartość 100%. Obraz z mikroskopu skaningowego potwierdził, że mikroorganizmy porosły powierzchnię ziaren. Biofilm miał luźną i porowatą strukturę charakterystyczną dla biofilmu aerobowego i pokrywał całą powierzchnię ziarna.

Słowa kluczowe

PL

biofilm; bioaktywność; oczyszczanie wody; biofiltracja; nitryfikacja; azot amonowy; diatomit

EN

biofilm; bioactivity; water treatment; biofiltration; nitrification; ammonia; diatomite

• Czasopismo: Environment Protection Engineering
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 34, nr 1
• Strony: 37-52
• Opis fizyczny: bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Zamorska, J.

autor

Papciak, D.

• Department of Water Protection and Purification, Technical University of Rzeszow, Powstańców Warszawy Ave. 6, 35-959 Rzeszów,

Bibliografia

• [1] FDZ-POLANCO F., MENDEZ E., VILLAVERDE S., Study of nitrifying biofilms in submerged biofilters by experimental design methods, Wat. Sci. Tech., 1995, 32(8), 227–233.
• [2] SANDU S.I., BOARDMAN G.D., WATTEN B.J., BRAZIL B.L., Factors influencing the nitrification efficiency of fluidized bed filter with a plastic bead medium, Aquacultural Engineering, 2002, 26, 41–59.
• [3] GRAAF VAN DE A.A., MULDER A., BRUIJN DE P., JETTEN M.S.M., KUENEN J.G., Anaerobic oxidation of ammonium is a biologically mediated process, Appl. Environ. Microbiol., 1995, 53, 754–760.
• [4] BOCK E., WILDERER P.A., FREITAG A., Growth of Nitrobacter in the absence of dissolved oxygen, Wat. Res., 1988, 22, 245–250.
• [5] CHADRAN K., SMETS B.F., Optimizing experimental design to estimate ammonia and nitrite oxidation biokinetic parameters from batch respirograms, Wat. Res., 2005, 39, 4969–4978.
• [6] VILLAVERDE S., FDZ-POLANCO F., GARCIA P.A., Nitrifying biofilm acclimation to free ammonia in submerged biofilters. Start-up influence, Wat. Res., 2000, 34(2), 602–610.
• [7] NIJHOF M., KLAPWIJK A., Diffusional transport mechanism and biofilm nitrification characteristics influencing nitrite levels in nitrifying trickling filter effluents, Wat. Res., 1995, 29(10), 2287–2292.
• [8] FDZ-POLANCO F., GARCIA P., VILLAVERDE S., Temperature effect over nitrifying bacteria activity in biofilters: activation and free ammonia inhibition, Wat. Sci. Tech., 1994, 30(11), 121–130.
• [9] ANDERSON A., LAURENT P., KIHN A., PREVOST M., SERVAIS P., Impact of temperature on nitrification in biological activated carbon (BAC) filters used for drinking water treatment, Wat. Res., 2001, 50 (12), 2923–2934.
• [10] PUJOL R., HAMON M., KANDEL X., LEMMEL H., Biofilters: flexible, reliable biological reactors, Wat. Sci. Tech., 1994, 29(10–11), 33–38.
• [11] MENOUD P., WONG C.H., ROBINSON H.A., FARQUHAR A., BARFORD J.P., BARTON G.W., Simultaneous nitrification and denitrification using Siporax packing, Wat. Sci. Tech., 1999, 40 (4–5), 153–160.
• [12] LIU Y., CAPDEVILLE B., Specific activity of nitrifying biofilm in water nitrification process, Wat. Res., 1996, 30(7), 1645–1650.
• [13] ŁOMOTOWSKI J., HALINIAK J., Usuwanie azotu amonowego z wód podziemnych na złożach biologicznych, Ochrona Środowiska, 3(66), 15–17.
• [14] MOŁCZAN M., Usuwanie domieszek organicznych z wody na węglach aktywnych w procesach adsorpcji i biodegradacji, Ochrona Środowiska, 1999, 3(74), 19–25.
• [15] GREEN M., MELS A., LAHAV O., TARRE S., Biological-ion exchange process for ammonium removal from secondary effluent, Wat. Sci. Tech., 1996, 34(1–2), 449–458.
• [16] Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, ed. by American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation – Washington DC, 17-th ed., 1989.
• [17] FALKUS B., HANDZLIK A., KAJDAS E., Liczebność mikroorganizmów zasiedlających złoża filtrów węglowych w ZPW „Dziećkowice”, Ochrona Środowiska, 1999, 2(73), 29–34.
• [18] ŁEBKOWSKA M., WĄSOWSKI J., WOJSA-ŁUGOWSKA U., Zastosowanie analizy mikrobiologicznej do oceny biologicznej aktywności węgli aktywnych, Ochrona Środowiska, 1999, 3(66), 43–46.
• [19] RECZEK L., Oznaczanie liczebności i aktywności enzymatycznej mikroorganizmów zasiedlających granulowane węgle aktywne stosowane w procesie uzdatniania wody, IV Międzynarodowa Konferencja Zaopatrzenie w wodę, jakość i ochrona wód, Kraków, 2000, 509–518.
• [20] Order of the Minister of Health from the 29th March 2007 on the requirements for potable water (Official Gazette Dz.U. No. 61, item 417).
• [21] PRUSS A., Badania wpływu zmian grubości błony biologicznej na ziarnach złoża filtracyjnego na zużycie tlenu podczas usuwania azotu amonowego z wody, Ochrona Środowiska, 2007, 1, 35–39.
• [22] WANG J.Z., SUMMERS R.S., MILTNER R.J., Biofiltration performance. Part 1. Relationship to biomass, Journal AWWA, 1995, 87(12), 55–63.
• [23] OLAŃCZUK-NEYMAN K., BRAY R., Mikrobiologiczne aspekty usuwania manganu i azotu amonowego z wód podziemnych na wpracowanych złożach piaskowych, I Kongres Biotechnologii, Wrocław, 1999, 155–166.
• [24] YUN M., YEON K., PARK J., LEE C., CHUN J., LIM D.J., Characterization of biofilm structure and its effect on membrane permeability in MBR for dye wastewater treatment, Wat. Res., 2006, 40, 45–52.
• [25] VENTRESQUE C., DAGOIS D.G., PILLARD M., DELKOMINETTE A., BABLON G., Comparing two GACs for adsorption and biostabilization, Journal AWWA, 1994, 86(3), 91–102.
• [26] MOŁCZAN M., Podstawy modelowania matematycznego procesu adsorpcji–biodegradacji w biologicznie aktywnych złożach granulowanych węgli aktywnych, Ochrona Środowiska, 28(3), 9–13, 2006.