Changes in the Structure of Activated Sludge Protozoa Community at the Different Oxygen Condition / Zmiany W Strukturze Zbiorowiska Pierwotniaków Osadu Czynnego W Zróżnicowanych Warunkach Tlenowych

• Authors: Roman Babko , Tatyana Kuzmina , Grzegorz Łagód , Katarzyna Jaromin-Gleń
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Several experiments were performed in the laboratory condition using an SBR bioreactor modelling the expected conditions, created by malfunction of certain bioreactor elements, thus the different oxygen condition. In the course of the experiments, the concentrations of ammonia nitrogen, nitrates(III), nitrates(V), TOC, and TC were systematically measured. Besides physico-chemical parameters, the structure of activated sludge community was analyzed. In the samples, the number and species composition of protozoa (ciliates) were determined. Each of the three measuring series conducted for various types of process conditions was repeated three times. The activated sludge used for inoculation of the bioreactor was sampled at Hajdow WWTP in Lublin. The results obtained are the average of three repetitions of every experimental series. On this ground, we may conclude that the number of ciliates shows a high correlation with the O2 concentration, pH and TOC.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań prowadzonych w laboratoryjnym bioreaktorze SBR, symulującym warunki występujące w przypadku awarii urządzeń stanowiących wyposażenie bioreaktora (systemu mieszania i systemu napowietrzania). Analizowano skład chemiczny ścieków, w tym stężenia związków azotu (azot amonowy, azotany(III) i azotany(V)), a także stężenia związków organicznych wyrażanych jako ogólny węgiel organiczny (OWO) i węgiel całkowity. Oprócz wskaźników chemicznych analizowany był również zespół organizmów osadu czynnego. W pobieranych próbkach określano ilość pierwotniaków (orzęski) w wymienionej grupie. Każdą z trzech serii pomiarowych prowadzonych dla różnych warunków procesowych powtarzano trzykrotnie. W eksperymencie wykorzystano osad czynny pobierany z oczyszczalni ścieków Hajdów w Lublinie. Na podstawie uzyskanych wyników badań można stwierdzić, że liczebności analizowanych zbiorowisk orzęsków wykazują związek ze stężeniem tlenu, pH oraz wartością OWO.

Keywords

EN

SBR bioreactor; activated sludge; community; protozoa; wastewater purification; oxygen concentration

PL

bioreaktor typu SBR; osad czynny; zespół organizmów; pierwotniaki; oczyszczanie ścieków; stężenie tlenu

• Publisher: De Gruyter Open
• Journal: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Year: 2014
• Volume: 19
• Issue: 1-2
• Pages: 87-95

Dates

published

1 - 12 - 2014

online

6 - 2 - 2015

Contributors

author

Roman Babko

• I.I. Schmalhausen Institute of Zoology NAS of Ukraine, B. Khmelnitsky 15, Kiev, 01601, Ukraine

author

Tatyana Kuzmina

• Sumy State University, Ukraine, Rimsky-Korsakov 2, Sumy, 40007, Ukraine

author

Grzegorz Łagód

• Faculty of Environmental Engineering, Lublin University of Technology, ul. Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin, Poland

author

Katarzyna Jaromin-Gleń

• Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences, ul. Doświadczalna 4, 20-290 Lublin, Poland

References

• [1] Zhukova V, Sabliy L, Łagód G. Biotechnology of the food industry wastewater treatment from nitrogen compounds. Proc ECOpole. 2011;5(1):133-138. http://tchie.uni.opole.pl/PECO11_1/EN/ZhukovaSabliy_PECO11_1.pdf.
• [2] Fiałkowska E, Fyda J, Pajdak-Stós A, Wiąckowski K. Osad czynny: biologia i analiza mikroskopowa. Kraków: Ofic Wyd „Impuls”; 2005.
• [3] Klimowicz H. Znaczenie mikrofauny przy oczyszczaniu ścieków osadem czynnym. Warszawa: IKS; 1983.
• [4] Madoni P, Davoli D, Gorbi G, Vescovi L. Toxic effects of heavy metals on the activated sludge protozoan community. Water Res. 1996;30:135-141. DOI: 10.1016/0043-1354(95)00124-4.[Crossref]
• [5] Abraham JV, Butler RD, Sigee DC. Ciliate populations and metals in an activated-sludge plant. Water Res. 1997;31:1103-1111. DOI: 10.1016/S0043-1354(96)00334-X.[Crossref]
• [6] Salvadò H, Gracia MP, Amigò JM. Capability of ciliated protozoa as indicators of effluent quality in activated sludge plants. Water Res. 1995;29:1041-1050.[Crossref]
• [7] Madoni P, Gorbi G, Tajé E. Toxic effect of chemical disinfection of wastewater on freshwater ciliates. Acta Protozool. 1998;37:221-225.
• [8] Salvadó H, Mas M, Menéndez S, Gracia MP. Effects of shock loads of salt on protozoan communities of activated sludge. Acta Protozool. 2001;40:177-185.
• [9] Petropoulos P, Gilbride KA. Nitrification in activated sludge batch reactors is linked to protozoan grazing of the bacterial population. Can J Microbiol. 2005;51:791-799.[PubMed][Crossref]
• [10] Nicolau A, Martins M, Mota M, Lima N. Effect of copper in the protistan community of activated sludge. Chemosphere. 2005;58:605-614. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2004.08.096.[Crossref][PubMed]
• [11] Madoni P, Romeo MG. Acute toxicity of heavy metals towards freshwater ciliated protists. Environ Pollut. 2006;141:1-7.
• [12] Papadimitriou C, Palaska G, Lazaridou M, Samaras P, Sakellaropoulos GP. The effects of toxic substances on the activated sludge microfauna. Desalination. 2007;211:177-191.[WoS][Crossref]
• [13] Pérez-Uz B, Arregui L, Calvo P, Salvadó H, Fernández N, Rodríguez E, et al. Efficiency of nitrogen removal and protist communities: the potential for introduction of novel biological index. Proceedings of the International Workshop on Integrated vision of urban and agro-industrial wastewater treatment, monitoring and reclamation: key role played by the Wastewater Treatment Plant. ISRIM/LIFE 2009:1-9.
• [14] Madoni P. Protozoa in wastewater treatment processes: A minireview. Ital J Zool. 2011;78(1):3-11. DOI: 10.1080/11250000903373797.[WoS][Crossref]
• [15] Bassin JP, Kleerebezem R, Muyzer G, Rosado AS, van Loosdrecht M, Dezotti M. Effect of different salt adaptation strategies on the microbial diversity, activity, and settling of nitrifying sludge in sequencing batch reactors. Appl Microbiol Biotechnol. 2012;93(3):1281-1294. DOI: 10.1007/s00253-011-3428-7.[WoS][Crossref][PubMed]
• [16] Verni F, Rosati G. Resting cysts: A survival strategy in Protozoa Ciliophora. Ital J Zool. 2011;78(2):134-145. DOI: 10.1080/11250003.2011.560579.[WoS][Crossref]
• [17] Sutherland EE. Berk SG. Survival of protozoa in cooling tower biocides. J Ind Microbiol. 1996;16(1):73-78.[Crossref]
• [18] Yamasaki C, Kida A, Akematsu T, Matsuoka T. Effect of components released from bacteria on encystment in ciliated protozoan Colpoda sp. Jpn J Protozool. 2004;37(2):111-117.
• [19] Weisse T. Meseres corlissi: Rare oligotrich ciliate adapted to warm water and temporary habitats. Aquat Microb Ecol. 2004;37:75-83.[Crossref]
• [20] Otani Y, Matsuoka T. Encystment-inducing factor “starvation” in ciliated protozoan Colpoda cucullus. Protistology. 2010/11;6(4):245-250.
• [21] Zaika VE. Sravnitelnaja produktivnost hydrobiontov. Kiev: Naukova Dumka; 1983.
• [22] Fenchel T. Ecology of Protozoa. Madison (Wisconsin): Springer-Verlag Science Tech Publishers; 1987.
• [23] Madoni P. A sludge biotic index (SBI) for evaluation of biological performance of activated sludge plants based on the microfauna analysis. Water Res. 1994;28(1):67-75. DOI: 10.1016/0043-1354(94)90120-1.[Crossref]
• [24] Salvadó H. Protozoos y metazoos indicadores de los parámetros operacionales. In: Microbiologia de los fangos activados. Formació Continuada, Les Heures, Universitat de Barcelona; 2000.
• [25] Curds CR, Cockburn A. Protozoa in biological sewage treatment processes. II. Protozoa as indicators in the activated sludge process. Water Res. 1970;4(3):237-249. DOI: 10.1016/0043-1354(70)90070-9.[Crossref]
• [26] AlShahwani SM, Horan NJ. The use of protozoa to indicate changes in the performance of activated sludge plants. Water Res. 1991;25(6):633-638. DOI: 10.1016/0043-1354(91)90038-R.[Crossref]
• [27] Martín-Cereceda M, Serrano S, Guinea A. A comparative study of ciliated protazoa communities in activated-sludge plants. FEMS Microbiol Ecol. 1996;21:267-276.[Crossref]
• [28] Madoni P, Ghetti PF. The structure of Ciliated Protozoa communities in biological sewage-treatment plants. Hydrobiologia. 1981;83(2):207-215. DOI: 10.1007/BF00008268.[Crossref]
• [29] Esteban G, Téllez C, Bautista LM. Dynamics of ciliated protozoa communities in activated-sludge process. Water Res. 1991;25(8):967-972. DOI: 10.1016/0043-1354(91)90145-G.[Crossref]
• [30] Jaromin K, Babko R, Łagód G. Liczebność pierwotniaków w poszczególnych urządzeniach oczyszczalni ścieków „Hajdów” na tle zmian stężeń azotu. Proc ECOpole. 2010;4(2):403-408. http://tchie.uni.opole.pl/ecoproc10b/JarominBabko_PECO10_2.pdf.
• [31] Chomczynska M, Montusiewicz A, Malicki J, Łagód G. Application of saprobes for bioindication of wastewater quality. Environ Eng Sci. 2009;26(2):289-295. DOI: 10.1089/ees.2007.0311. [Crossref]

Identifiers

DOI

10.1515/cdem-2014-0008