An overview of the utilisation of microalgae biomass derived from nutrient recycling of wet market wastewater and slaughterhouse wastewater

Microalgae have high nutritional values for aquatic organisms compared to fish meal, because microalgae cells are rich in proteins, lipids, and carbohydrates. However, the high cost for the commercial production of microalgae biomass using fresh water or artificial media limits its use as fish feed. Few studies have investigated the potential of wet market wastewater and slaughterhouse wastewater for the production of microalgae biomass. Hence, this study aims to highlight the potential of these types of wastewater as an alternative superior medium for microalgae biomass as they contain high levels of nutrients required for microalgae growth. This paper focuses on the benefits of microalgae biomass produced during the phycore-mediation of wet market wastewater and slaughterhouse wastewater as fish feed. The extraction techniques for lipids and proteins as well as the studies conducted on the use of microalgae biomass as fish feed were reviewed. The results showed that microalgae biomass can be used as fish feed due to feed utilisation efficiency, physiological activity, increased resistance for several diseases, improved stress response, and improved protein retention

Ocena toksyczności ścieków z przemysłu mięsnego oczyszczonych w procesie beztlenowym

Major pollutant components of meat processing wastewater are biodegradable organic compounds, fats and proteins in both particulate and dissolved forms. Because of the possible pollution of water sources, the efficient disposal of effluent from meat plants is important. The treatment of industrial wastewater is a highly complex process that generally involves factors associated with load fluctuations and high concentrations of organic matter. Toxic effects on aquatic organisms and plants may be caused by numerous nitrogen compounds, as well as detergents and antibiotics, in the meat industry wastewater. The aim of the research was to determine the toxicity of anaerobic treated meat industry wastewaters. The level of toxicity was determined with algae growth inhibition test and Lepidium test. The values of ErC50 (0÷96) and EbC50 of indicators were 18.4 and 8.6% respectively. TU value for ErC50 was 5.51 which meant acute toxicity of wastewater. The value of TU for EbC50 was 11.62 (high toxicity of wastewater). The values of indicators RSG (relative seed germination), RRG (relative root growth) and GI (germination index) were 92, 19.5 and 17.62% respectively. Treatment efficiency meat industry wastewater during fermentation process was very high. The COD and BOD removal efficiency were on 82.3 and 80% respectively. Effluent from ASBR reactor had following parameters: COD - 206 mg O2/dm3 and BOD - 130 mg/dm3. TOC value after anaerobic process was 75 mg C/dm3 (78.1%). The concentration of ether extract and proteins were 188 and 74 mg/dm3respectively. Generated biogas in the methane fermentation process of wastewater from meat industry plants was characterized by a high methane content (77.5% vol.). Carbon dioxide and the ballast in the analyzed biogas were 20 and 2.5% respectively. In order to enrich biomass with methane by removal of CO2 from its content, the gas generated in the anaerobic process was subjected to the processes of chemisorption and adsorption on the granulated active carbons and molecular sieve. Purification the raw biogas by a molecular sieve has contributed to the increase of methane in enriched from 77.5 to 92.6% and the removal of CO2 from 20 to 5.7%. Due to poor quality and its high toxicity, effluent from ASBR reactor can not to be discharged into natural water. In the future it is suggested to incorporate RO or UF into the technological system in order to posttreatment the wastewater.Głównymi zanieczyszczeniami obecnymi w ściekach powstających na terenie zakładu mięsnego są biodegradowalne związki organiczne, tłuszcze i białka, występujące w nich zarówno w formie cząstek stałych, jak i rozpuszczonych. Ze względu na możliwość zanieczyszczenia nimi naturalnych odbiorników ważne jest skuteczne oczyszczanie tego rodzaju ścieków poprodukcyjnych. Oczyszczanie ścieków przemysłowych jest bardzo złożonym procesem, na który wpływa wiele czynników, m.in. wysokie stężenie materii organicznej w ściekach, jak również duże ich wahania. Działanie toksyczne na organizmy wodne i rośliny może być spowodowane przez występujące w ściekach z przemysłu mięsnego związki azotu, a także detergenty i antybiotyki. Celem badań było określenie toksyczności beztlenowo oczyszczonych ścieków z przemysłu mięsnego. Poziom ich toksyczności określono za pomocą testu zahamowania wzrostu glonów oraz testu Lepidium. Wartości wskaźników ErC50 (0-96) i EbC50 wynosiły odpowiednio 18,4 i 8,6%. Wartość TU dla ErC50 wynosiła 5,51, co oznaczało ostrą toksyczność ścieków. Wartość TU dla EbC50 wynosiła 11,62 (wysoka toksyczność ścieków). Wartości wskaźników RSG (względne kiełkowanie nasion), RRG (względny wzrost korzeni) oraz GI (wskaźnik kiełkowania) wynosiły odpowiednio 92, 19,5 i 17,62%. Efektywność oczyszczania ścieków z przemysłu mięsnego w procesie fermentacji metanowej była bardzo wysoka. Stopień usunięcia ChZT i BZT5 był na poziomie odpowiednio 82,3 i 80%. Odpływ z reaktora ASBR charakteryzował się następującymi wartościami: ChZT - 206 mg/dm3 i BZT5 - 130 mg/dm3. Wartość OWO po procesie beztlenowym obniżyła się do poziomu 75 mg C/dm3 (78,1%). Stężenie ekstraktu eterowego i białek w ściekach oczyszczonych wynosiło odpowiednio 188 i 74 mg/dm3. Wytworzony w procesie fermentacji metanowej ścieków z zakładu mięsnego biogaz charakteryzował się wysoką zawartością metanu (77,5% obj.). Zawartość ditlenku węgla i balastu w analizowanym biogazie wynosiła odpowiednio 20 i 2,5%. W celu wzbogacenia biogazu w metan poprzez usunięcie z jego zawartości CO2 wytworzony w procesie beztlenowym gaz poddano procesom chemisorpcji i adsorpcji na granulowanych węglach aktywnych oraz na sicie molekularnym. Oczyszczanie surowego biogazu za pomocą sita molekularnego przyczyniło się do wzrostu zawartości metanu z 77,5 do 92,6% przy jednoczesnym usunięciu CO2 z 20 do 5,7%. Z powodu jednak złej jakości odpływu z reaktora ASBR oraz jego wysokiej toksyczności ścieki tak oczyszczone nie mogą być odprowadzane do odbiornika naturalnego. W przyszłości w celu ich doczyszczania sugeruje się włączenie procesu RO lub UF do układu technologicznego

Effect of ultrasonic field to increase the biodegradability of coke processing wastewater

Ścieki koksownicze ze względu na obecność znacznej ilości związków chemicznych wykazują wysoką toksyczność wobec organizmów żywych, w tym organizmów osadu czynnego wykorzystywanego w biologicznym oczyszczaniu ścieków przemysłowych. Fakt ten jest powodem poszukiwania sposobów mogących zmniejszyć toksyczność ścieków oraz zwiększyć ich podatność na biologiczną degradację. Obiecującymi metodami przyczyniającymi się do tego są procesy wykorzystujące zaawansowane utlenianie zanieczyszczeń. Zalicza się do nich oddziaływanie pola ultradźwiękowego na substancje zawarte w ściekach. Ma ono różnorodny charakter, a największe znaczenie odgrywają inicjowane reakcje sonochemiczne. Do najważniejszych należą reakcje utleniania zanieczyszczeń do związków prostszych, wykazujących większą podatność na biologiczną degradację. Celem omówionych badań było ustalenie wpływu amplitudy drgań oraz czasu sonifikacji na wspomaganie stopnia biodegradacji ścieków koksowniczych.Coking wastewater due to the presence of large amounts of chemical have a high toxicity to organisms especially microorganisms from activated sludge used in biological treatment of industrial wastewater. This is the reason for searching the ways that may reduce the toxicity of wastewater and increase the their biodegradability. Advanced oxidation processes involving ultrasound are an appropriate way to reduce the toxicity and improve the biodegradability. Ultrasound field affect the organic substances by the sonochemical reactions. The most important reaction is oxidation to biodegradable substances. The aim of this study was to determine the influence of amplitude and time of sonification to improving the biodegradability of coking wastewater

Neutralization of odors generated during composting of biodegradable fraction of municipal and industrial waste by biofiltration

W artykule zaprezentowano zagadnienia związane z emisją związków zapachowych podczas kompostowania bioodpadów. Ze względu na skład gazów i charakter emitowanych związków w procesie kompostowania, a także niskie koszty i łatwą eksploatację biofiltracja wydaje się jedną z korzystniejszych metod dezodoryzacji w obiektach gospodarki odpadami. Biofiltracja wpisuje się w trend rozwoju zrównoważonego w dziedzinie neutralizacji zapachów drogą biologiczną bez używania reagentów chemicznych. Proces biologiczny opiera się na zasadzie reakcji utleniania związków w obecności tlenu i mikroorganizmów, dzięki czemu powstają biomasa, woda oraz produkty mineralne. Dzięki temu procesowi można uzyskać dobre efekty usuwania typowych zanieczyszczeń emitowanych z kompostowni (siarkowodór, amoniaki i lotne związki organiczne). Skuteczność usuwania H2S i amoniaku osiąga wartości bliskie 98%. W przypadku usuwania lotnych związków organicznych efektywność biofiltrów jest niższa i wynosi średnio 50%.The paper presents the issues associated with the emission of aroma compounds during composting of biowaste. Biological methods for purification of air from volatile organic compounds such as biofiltration are effective and competitive in relation to the adsorption or absorption of thermal and catalytic combustion. This type of decontamination procedure does not require any substantial additional amounts of problematic substances and the quantities of waste generated is small. Due to the composition and nature of the gases emitted in the process of composting of the compounds, as well as low cost and easy operation of the biofiltration this method appears to be one of the more preferred ones in case of deodorization of waste management facilities. The essence of the biofilter is based on the degradation of contaminants by aerobic microorganisms contained in the filter material (biomass) disposed in the biofilter. Biological waste gas treatment is based on two main processes, which are the absorption of pollutants in water and biological decomposition of pollutants absorbed. Both processes take place at the same time and the effect of their common impact assessments is that the gases are purified by absorbing in the biological decomposition of pollutants sorbent regeneration. The purified gases might not involve inhibiting substances (including heavy metals or toxins), and their temperature must be within the range tolerated by the microorganisms colonizing the membrane biofilter filling. Decomposition of organic compounds using biofilters is carried out to CO2 and H2O with the participation of aerobic heterotrophic microorganisms. Autotrophic bacteria are capable of removing inorganic compounds from gases such as hydrogen sulfide and ammonia. Through this process you can get good results removing common pollutants emitted from the composting plant (hydrogen sulfide; ammonia and volatile organic compounds). The removal efficiency can reach 99% and 98% for hydrogen sulfide and ammonia respectively. In the case of the removal of volatile organic compounds biofilter efficiency is lower and amounts to an average of 50%

Characterization of the Organic Fraction of Pretreated Leachate from Old Landfill after Sonication Exposure

Collection of municipal waste in landfills, even properly designed and operated, is an important issue in environmental engineering. These are formed by the infiltration of rainfall through the waste bed and eluting with the organic and inorganic compounds, often toxic nature. So far, over 200, have been identified which are organic substances leachate contamination, as many as 35 belongs to the so-called “priority pollutants”. By the decrease in the concentration of organic compounds in the leachate decrease the value of biological and chemical oxygen demand which is dictated by stabilization of landfill as lengthening the time of its life. However, the indicator BOD5 decreases faster as compared to COD therefore BOD5/COD ratio is reduced to as low as 0.06. The leachate produced in mature landfills appears to be the presence of significant amounts of humic acid with very stable structure difficult to breach by bacteria. It was assumed that ultrasonic waves induce change in the structure of organic compounds and contribute to the acceleration of the biodegradability, among other substances in the effluents refractive thereby improve the efficiency of the biological purification processes. For sonification leachate used ultrasonic disintegrator type vibro goal Sonics (40 kHz). The range of vibration amplitude was varied in the range from 25 to 123 μm and exposure time (sonification of leachate) from 60 to 720 seconds. Also the measuring of the size of the energy produced during sonication sonochemical leachate was made. It was found, inter alia, that the sonification process of effluents clearly influenced the formation and release of aliphatic compounds. The –CH2 and –CH3 groups can be released from the humic compounds or aromatic combinations. It was also observed the formation of substantial amounts of compounds with the functional hydroxyl group, which might be derived from alcohols and carboxylic acids. These changes suggested a breach of the chemical structure of organic compounds contained in the leachate, so that, the chemical structure of the formed compounds was more susceptible to biodegradation. The study also determined the effect of ultrasonic field on the evolution of the BOD5 treated leachates and BOD5/COD ratio. The BOD5 sharp increase was observed at the time of sonification of leachate in the range of 60 to 300 s in the whole studied range of amplitudes. This suggests that by the action of the ultrasonic field generated in the effluents of chemical compounds had greater biodegradability.The process confirmed by the change in the ratio of BOD5/COD. The highest value of BOD5 indicator (460 mg/dm3) was at the time of subjecting the leachate impact of ultrasound using amplitude equal to the size of 25 μm and for the time of sonification equal 300 s. In this case the BOD5/COD factor increased to 0.12, and it was about 26% higher as compared to the value of this indicator for leachate no-sonificated (0.089).Gromadzenie odpadów komunalnych na składowiskach, nawet prawidłowo zaprojektowanych i eksploatowanych, jest istotnym zagadnieniem w inżynierii środowiska z uwagi na problemy ochrony wód gruntowych przed zanieczyszczeniem odciekami. Odcieki powstają w wyniku infiltracji opadów atmosferycznych przez złoże odpadów i wymywanie z niego związków organicznych i nieorganicznych, niejednokrotnie o charakterze toksycznym. Dotychczas zidentyfikowano ponad 200 substancji organicznych będących zanieczyszczeniami odcieków, z których aż 35 należy do tzw. „priority pollutants”. W miarę upływu czasu wskutek obniżania się stężenia związków organicznych w odciekach zmniejszają się wartości biologicznego i chemicznego zapotrzebowania tlenu, co związane jest ze stabilizacją składowiska w miarę wydłużania czasu jego eksploatacji. Wskaźnik BZT5 szybciej maleje w porównaniu z ChZT, w związku z czym stosunek BZT5/ChZT ulega zmniejszeniu nawet do poziomu 0,06. W odciekach powstających na „starych” składowiskach odnotowuje się obecność znacznych ilości kwasów humusowych charakteryzujących się bardzo stabilną strukturą trudną do naruszenia przez bakterie. Dlatego też efektywność ich oczyszczania metodą biologiczną osadu czynnego lub fermentacji metanowej nie jest zbyt wysoka. Założono, że fale ultradźwiękowe wywołają zmianę struktury związków organicznych i przyczynią się do przyśpieszenia biodegradowalności, między innymi substancji refrakcyjnych w odciekach, dzięki czemu wzrośnie efektywność ich oczyszczania w procesach biologicznych. Do nadźwiękawiania odcieków użyto dezintegratora ultradźwiękowego typu Sonisc vibro cel (40 kHz). Zakres wartości amplitud drgań zmienił się od 25 do 123 μm, a czas ekspozycji (nadźwiękawiania odcieków) od 60 do 720 s. Podczas sonifikacji dokonywano również pomiaru wielkości energii sonochemicznej wytwarzanej podczas nadźwiękawiania odcieków. Stwierdzono m.in., że proces sonifikacji odcieków wyraźnie wpłynął na powstawanie i uwolnienie związków alifatycznych. Grupy –CH2 i –CH3 mogły być uwalniane ze związków humusowych lub połączeń aromatycznych; zaobserwowano również powstawanie znacznych ilości związków z grupą funkcyjną –OH, które mogły być pochodnymi alkoholi i kwasów karboksylowych. Zmiany te wskazują na naruszenia struktury chemicznej związków organicznych zawartych w odciekach, wskutek czego powstawały związki o strukturze chemicznej bardziej podatnej na proces biodegradacji. W badaniach określono także wpływ pola ultradźwiękowego na zmiany wskaźnika BZT5 oczyszczanych odcieków oraz na stosunek BZT5/ChZT. Wyraźny wzrost BZT5 obserwowano w momencie nadźwiękawiania odcieków w zakresie od 60 do 300 s w całym przebadanym zakresie amplitud. Sugeruje to, że wskutek oddziaływania pola ultradźwiękowego na odcieki powstają w nich związki chemiczne o większym stopniu biodegradowalności. Zachodzący proces potwierdziła zmiana wartości stosunku BZT5/ChZT. Najwyższą wartość 460 mg/dm3 wskaźnik BZT5 przyjął w momencie poddawania odcieków oddziaływaniu ultradźwięków przy zastosowaniu wielkości amplitudy równej 25 μm i dla czasu nadźwiękawiania 300 s. Współczynnik BZT5/ChZT w tym przypadku wzrósł do poziomu 0,12 i był on o 26% wyższy w porównaniu do wartości tego wskaźnika dla odcieków nienadźwiękawianych (0,089)

Improvement of lifestock by-products anaerobic digestion by kitchen biowaste addition

Celem badań przedstawionych w artykule była intensyfikacja produkcji biogazu generowanego w procesie mezofilowej fermentacji metanowej gnojowicy świńskiej. Podjęto próby ustalenia najkorzystniejszego udziału w fermentowanej biomasie kosubstratu, którym były bioodpady kuchenne. Jako kryterium oceny prawidłowości doboru składu poszczególnych mieszanin substratów, zapewniającego optymalny przebieg procesu beztlenowego rozkładu substancji organicznych, przyjęto: sumaryczną oraz jednostkową produkcję biogazu; stopień usunięcia suchej masy organicznej oraz stabilność procesu (LKT; LKT/Zasadowości). Dodatek bioodpadów kuchennych w ilości 20÷30% s.m. wpłynął pozytywnie na ilość i jakość generowanego biogazu fermentacyjnego oraz stopnie biokonwersji materii organicznej. Dla najkorzystniejszych mieszanin kofermentacyjnych odnotowano około 26÷35% wzrost sumarycznej oraz 12÷15% wzrost jednostkowej produkcji biogazu w porównaniu do fermentacji gnojowicy bez dodatku kosubstratu.The paper contains experimental results aiming at establishing the optimal proportion of sourced-sorted kitchen biowaste as a co-substrate that can be added to the pig munure mesophilic methane fermentation. However, the addition of the co-substrate should not cause a deterioration of the digestion stability. The assessment of co-digestion mixtures composition, ensuring an appropriate course of the organic matter biodegradation, was based on the daily biogas production; biogas yield; VS reduction as well as stability parameters (VFA concentration, VFA/TA ratio). It was established that the addition of 20÷30% TS of kitchen biowaste had a positive influence on the amount of biogas produced, CH4 content as well as indices of organic matter bioconversion. As compared with the sample containing pig manure exclusively, the biogas production rate and biogas yield recorded for optimal co-digestion mixtures increased by about 26÷35 and 12÷15%, respectively

Application of polysulfone membranes for coke-making wastewater treatment

Z uwagi na złożony i zmienny skład ścieków koksowniczych strategia ich oczyszczania jest trudna do uogólnienia i wymaga prowadzenia tego procesu w układach zintegrowanych, kojarzących biologiczne i fizykochemiczne procesy jednostkowe. W artykule omówiono badania, których celem było określenie efektywności oczyszczania ścieków koksowniczych w układzie łączącym ciśnieniowe techniki membranowe, ultrafiltrację i odwróconą osmozę. W procesie niskociśnieniowej filtracji zastosowano wytwarzane w laboratorium płaskie membrany polisulfonowe różniące się zwartością struktury i porowatością.The applied more and more often in wastewater treatment technology integrated membranes system are the most often preliminary system purification and final purification. The applied in investigations process of ultarfiltration had for removal from purified coke making wastewater high-molecular organic compounds during when process of reverse osmosis had to provided removing the rest of low-molecular organic compounds and mineral substances. It was showed that direct carrying away cleaned sewages into the natural environment was impossible from the attention to higher, compared with standardized, concentration of ammonia on the level 22.4 mg + NH+4 /dm 3. The applied purification wastewater should be cleaned by ammonia stripping. From prepared ultrafiltration polysulfone membranes the most profitable showed membrane with the polymer content of 16% in solution

Methods for Elimination of Odor in the Composting Process

Composting is a process that allows the elimination of pathogenic microorganisms, and includes biological sludge stabilization in aerated heaps or in sealed chambers with the addition of supplementary substances. An organic substance that is converted into compost is a good product for soil improvement and land reclamation. Compost is a good organic fertilizer used as manure in rural agglomerations. Organic matter included in the compost affecst the properties of the soil, improves the relationship between water and air, as well as soil rich in nutrients. Compost has the additional properties for improving the structure of light and heavy soils. The temperature of the resulting compost pile can reach up to 70°C. Hight temperature affects the removal of pathogenic microorganisms. In wastewater treatment plants, where the processing of sludge includes dewatering process and fermentation composting can be used as the final sludge processing operation, which is a valuable material intended to be used in nature (assuming that it meets the requirement pertaiting to heavy metal content). Treatment processes significantly influences the type of emitted odorant. During the anareobic process different and more intense odors are produced than under aerobic conditions. Odors are often emitted furing the biological treatment processes. They may be released during storage and transportation of raw materials, during the compost and- in each phase of the composting process