Application of selective and porous materials for the removal of biogenic compounds and indicator bacteria from domestic wastewater

• Autorzy: Dacewicz E.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie materiałów selektywnych i porowatych do usuwania związków biogennych i bakterii wskaźnikowych ze ścieków bytowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper we present the evaluation of the effectiveness of the removal of biogenic compounds and indicator bacteria from domestic sewage in a vertical flow filter with a variety of fillings. The research was carried out on expanded clay, zeolite, calcined siliceous limestone, and crushed PET flakes. Based on the study of raw and treated wastewater, the effectiveness of removal of ammonium nitrogen, orthophosphates, Escherichia coli, and coliform bacteria was determined according to the selectivity, porosity and grain size of the fill. In the case of removing biogenic compounds, the most effective fillers were found to be of natural porous selective materials, such as zeolite and calcined siliceous limestone. They produced a very high removal rate of ammonium and orthophosphate, amounting to 75.34%, and over 79%, respectively. It has been demonstrated that the filter that was filled with natural porous material of fine particle size (the zeolite) was the most suitable for the removal of indicator bacteria. A very high degree of the Escherichia coli (99.98%) and coliform bacteria (99.94%) reduction was obtained.

PL

W artykule przedstawiono ocenę skuteczności usuwania związków biogennych oraz bakterii wskaźnikowych ze ścieków bytowych w filtrach pionowych o zróżnicowanym wypełnieniu. Analizie poddano keramzyt, zeolit, wyprażaną opokę oraz rozdrobnione płatki PET. W oparciu o badania ścieków surowych i oczyszczonych określono efektywność usuwania azotu amonowego, ortofosforanów oraz bakterii Escherichia coli i bakterii grupy coli w zależności od selektywności, porowatości oraz wielkości uziarnienia wypełnienia. W przypadku usuwania związków biogennych najskuteczniejszym wypełnieniem okazały się naturalne materiały selektywne porowate, tj. zeolit i wyprażana opoka. Stwierdzono na nich bardzo wysoki stopień usunięcia odpowiednio jonów amonowych na poziomie 75,34% oraz ortofosforanowych powyżej 79%. Wykazano, że filtr zasypany naturalnym materiałem porowatym o drobnym uziarnieniu okazał się najbardziej odpowiedni do usunięcia bakterii wskaźnikowych. Stopień eliminacji bakterii grupy coli wyniósł 99,94%, a bakterii Escherichia coli 99,98%.

Słowa kluczowe

EN

porous material; selective material; biogenic compound; indicator bacteria; household sewage; removal

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.47-55,fig.,ref.

Twórcy

autor

Dacewicz E.

• Department of Sanitary Engineering and Water Management, Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, University of Agriculture in Krakow, al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow

Bibliografia

• Bellamy, W.D, Hendricks, D.W, Logsdon, G.S. (1985). Slow sand filtration: influences of selected process variables. J. Am. Water Well Assoc., 12, 62–6.
• Budzińska, K., Berleć, K., Traczykowski, A., Pawlak, P. (2007). Ocena skuteczności usuwania zanieczyszczeń mikrobiologicznych ze ścieków z zastosowaniem drenażu rozsączającego. VIII Ogólnopolska Konferencja Naukowa Kompleksowe i szczegółowe problemy inżynierii środowiska. Darłówko.
• Chmielowski, K., Ślizowski, R. (2008a). Defining the optimal range of a filter bed’s d(10) replacement diameter in vertical flow sand filters. Environ. Protect. Engineer., 34(3), 35–42.
• Chmielowski, K., Ślizowski, R. (2008b). Effect of grain-size distribution of sand on the filtrate quality in verticalflow filters. Przemysł Chemiczny, 87(5), 432–434.
• Chmielowski, K. (2013). Skuteczność oczyszczania ścieków w przydomowej oczyszczalni z wykorzystaniem zmodyfikowanego filtru żwirowo-piaskowego, Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 1(I), 1–225.
• Dacewicz, E., Chmielowski, K. (2018). The importance of media in wastewater treatment. w: Sewage, pod red. Ivana Zhu. IntechOpen, Rijeka, Croatia (in print).
• Dacewicz, E., Chmielowski, K., Bedla, D., Mazur, R. (2018). Zastosowanie odpadów z tworzyw sztucznych w biofiltrach do oczyszczania ścieków bytowych. Przemysł Chemiczny (in review).
• Dębska, A., Jóźwiakowski, K., Gizińska-Górna, M., Pytka, A., Marzec, M., Sosnowska, B., Pieńko, A. (2015). The efficiency of pollution removal from domestic wastewater in constructed wetland systems with vertical flow with common reed and Glyceria Maxima. J. Ecol. Engineer., 16(5), 110–118.
• Elliott, M., Stauber, C.E., DiGiano, F.A., Fabiszewski de Aceituno, A., Sobsey, M.D. (2015). Investigation of E. coli and Virus Reductions Using Replicate, Bench-Scale Biosand Filter Columns and Two Filter Media, Int. J. Environ. Res. Public Health, 12, 10276–10299.
• Foppen, J.W., Liem, Y., Schijven, J. (2008). Effect of humic acid on the attachment of Escherichia coli in columns of goethite-coated sand. Water Res., 42, 211–219.
• Jenkins, M.W, Tiwari, S.K, Darby, J. (2011). Bacterial, viral and turbidity removal by intermittent slow sand filtration for household use in developing countries: experimental investigation and modeling. Water Res., 45(18), 6227–6239.
• Jóźwiakowski, K. (2012). Badania skuteczności oczyszczania ścieków w wybranych systemach gruntowo-roślinnych. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 1(I), 5–232.
• Kaczor, G. (2009). Stężenia zanieczyszczeń w ściekach odprowadzanych z wiejskich systemów kanalizacyjnych województwa małopolskiego. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 9, 97–104.
• Kaczor, G., Bugajski, P. (2006). Usuwanie związków biogennych w przydomowych oczyszczalniach ścieków typu Turbojet i Biocompact. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 2(2), 65–75.
• Kalenik, M. (2014). Skuteczność oczyszczania ścieków w gruncie piaszczystym z warstwą naturalnego klinoptylolitu. Ochr. Sr., 36(3), 43–48.
• Kalenik, M., Wancerz, M. (2013). Badania oczyszczania ścieków w piasku średnim z warstwą wspomagającą z chalcedonitu – skala laboratoryjna. Infrastr. Ekol. Ter. Wiej., 3(I), 163–173.
• Langenbach, K., Kuschk, P., Horn, H., Kästner, M. (2009). Slow sand filtration of secondary clarifier effluent for wastewater reuse. Environ. Sci. Technol., 43(15), 5896–901.
• Langenbach, K., Kuschk, P., Horn, H., Kästner, M. (2010). Modeling of slow sand filtration for disinfection of secondary clarifier effluent. Water Res. 44(1), 159–66.
• Lukasik, J., Cheng, Y.-F., Lu, F., Tamplin, M., Farrah, S.R. (1999). Removal of microorganisms from water by columns containing sand coated with ferric and aluminum hydroxides. Water Res. 33, 769–777.
• Michałkiewicz, M., Jeż-Walkowiak, J., Dymaczewski, Z., Sozański, M.M. (2011). Dezynfekcja ścieków. Inżyn. Ekol., 24, 38–51.
• Obarska-Pempkowiak, H., Kołecka, K., Gajewska, M., Wojciechowska, E., Ostojski, A. (2015). Zrównoważone gospodarowanie ściekami na przykładzie obszarów wiejskich, Rocz. Ochr. Środ., 17, 585–602.
• Olańczuk-Neyman, K., Bray, R., Fudala-Książek, S., Jankowska, K., Kulbat, E., Łuczkiewicz, A., Quant, B., Sokołowska, A. (2012). Wybrane, mikrobiologiczne aspekty dezynfekcji ścieków oczyszczonych. Technol. Wody, 3(17), 38–45.
• Olańczuk-Neyman, K., Quant, B. (2015). Dezynfekcja ścieków. Seidel-Przywecki, Warszawa.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2014 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz.U. z 2014 r., poz. 1800.
• StatSoft 2017. Internetowy Podręcznik Statystyki PL. Kraków http://www.statsoft.pl/textbook/stathome.html [dostęp: 15.06.2017].
• Stevik, T.K., Kari, A, Ausland, G., Hanssen, J.F. (2004). Retention and removal of pathogenic bacteria in wastewater percolating through porous media: a review. Water Res., 38, 1355–1367.
• Truesdail, S., Lukasik, J., Farrah, S., Shah, D., Dickinson, R. (1998). Analysis of Bacterial Deposition on Metal (Hydr)oxide-Coated Sand Filter Media. J. Colloid Interface Sci., 203, 369–378.
• Wąsik, E., Chmielowski, K. (2017a). Ammonia and indicator bacteria removal from domestic sewage in a vertical flow filter filled with plastic material. Ecol Engineer., 106(2017).
• Wąsik E., Chmielowski K., 2017b. Effectiveness of indicator bacteria removal in vertical flow filters filled with natural materials. Environ. Prot. Engineer. (accepted to print).
• Wąsik E., Bugajski P., Chmielowski K., Nowak A., Mazur R., 2017. Krystalizacja struwitu i hydroksyapatytu w procesie usuwania związków biogennych na złożu filtracyjnym. Przemysł Chemiczny, 96(8), 1739–1743.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2018.17.2.47