https://oldena.lpnu.ua/handle/ntb/56584| Title: | Chlorella Vulgaris in Wastewater Treatment Processes – Practical Experience |
| Other Titles: | CHLORELLA VULGARIS у процесах очищення стічних вод – практичний досвід |
| Authors: | Вовк, Л. І. О. О Мацієвська. Жданов, О. В. Vovk, Lesya Matsiyevska, Oksana Zhdanov, Oleh |
| Affiliation: | Національний університет “Львівська політехніка” Lviv Polytechnic National University |
| Bibliographic description (Ukraine): | Vovk L. Chlorella Vulgaris in Wastewater Treatment Processes – Practical Experience / Lesya Vovk, Oksana Matsiyevska, Oleh Zhdanov // Theory and Building Practice. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — Vol 2. — No 2. — P. 21–27. |
| Bibliographic description (International): | Vovk L. Chlorella Vulgaris in Wastewater Treatment Processes – Practical Experience / Lesya Vovk, Oksana Matsiyevska, Oleh Zhdanov // Theory and Building Practice. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — Vol 2. — No 2. — P. 21–27. |
| Is part of: | Theory and Building Practice, 2 (2), 2020 |
| Issue: | 2 |
| Issue Date: | 23-Mar-2020 |
| Publisher: | Видавництво Львівської політехніки Lviv Politechnic Publishing House |
| Place of the edition/event: | Львів Lviv |
| DOI: | doi.org/10.23939/jtbp2020.02.021 |
| Keywords: | мікроводорості очищення стічних вод біохімічние споживання кисню хімічне споживання кисню амонійний азот фосфати Microalgae Wastewater Treatment Biochemical Oxygen Demand Chemical Oxygen Demand Ammonium-Nitrogen Phosphate |
| Number of pages: | 7 |
| Page range: | 21-27 |
| Start page: | 21 |
| End page: | 27 |
| Abstract: | Стічні води від населених пунктів містять значну кількість органічних і біогенних речовин.
Недостатньо очищені стічні води, що надходять у поверхневі водойми, призводять до їхньої евтрофікації.
Очищення стічних вод з використанням мікроводоростей є новим екологічно чистим біотехнологічним методом.
Порівняно з іншими методами очищення стічних вод від біогенних елементів
застосування мікроводоростей має значні переваги. А саме: ефективне та одночасне видалення азоту
та фосфору, відсутність необхідності в реагентному господарстві, утворення кисню. Мікроводорості
добре ростуть у стічних водах, з яких поглинають забруднювальні речовини. Метою дослідження є
аналіз роботи та визначення можливості інтенсифікації каналізаційних очисних споруд міста в
західній області України з населенням близько 18,900 мешканців. Продуктивність очисних споруд – 3400 м3/добу.
Експериментальні дослідження полягали у додаванні до стічних вод, що надходять на
очисні споруди протягом травня-вересня 2019 р, концентрату живого штаму мікроводостей виду
Chlorella vulgaris. Під час досліджень використано результати аналізів стічних вод, проведених хімічною
лабораторією комунального водопровідно-каналізаційного підприємства. Результати обстеження
та аналізу роботи очисної станції міста свідчать про недостатній ступінь очищення стічних вод.
Експериментально доведено ефективність застосування Chlorella vulgaris на очисній станції. Отримано
математичні залежності ефекту очищення стічних вод (із застосуванням Chlorella vulgaris) від їх температури
за показниками: БСК5, ХСК, концентрацією амонійного азоту, фосфатів і завислих речовин.
Залежності описуються лінійною функцією, яка характеризує загальну поведінку отриманих даних.
Отримані результати дали змогу значно зменшити негативний вплив очисних споруд на довкілля. Wastewater from human settlements contains a significant amount of organic and biogenic substances. Insufficiently treated wastewater enters surface water and leads to their eutrophication. The usage of microalgae in wastewater treatment has significant advantages in comparison with other methods of removing biogenic substances. Namely: effective and simultaneous removal of nitrogen and phosphorus without reagents management facilities, oxygen formation. Using microalgae in wastewater treatment is a new environmentally friendly biotechnological method. Microalgae grow well in wastewater, from which they absorb pollutants. The purpose of the study is to analyze the work and determine the possibility of intensification of sewage treatment plants in the western region of Ukraine with a population of about 18,900 inhabitants. Productivity of treatment plant is 3400 m3/day. Experimental investigation consisted in adding a concentrate of a living microalgae strain of the species Chlorella vulgaris to the wastewater that was entered to the treatment plant during May September 2019. During the research, the results of wastewater analyzes conducted by the chemical laboratory of the municipal water supply and sewerage company were used. The results of the survey and analysis of the city's treatment plant indicate an insufficient degree of wastewater treatment. The effectiveness of Chlorella vulgaris at the treatment plant has been experimentally proven. Mathematical dependences of the effect of wastewater treatment (using Chlorella vulgaris) on their temperature according to the indicators: BOD5, COD, concentration of ammonium nitrogen, phosphates and suspended solids were obtained. Dependencies are described by a linear function that characterizes the general behavior of the obtained data. The obtained results made it possible to significantly reduce the negative impact of treatment plants on the environment. |
| URI: | https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/56584 |
| Copyright owner: | © Національний університет “Львівська політехніка”, 2020 © Vovk L., Matsiyevska O., Zhdanov O., 2020 |
| URL for reference material: | https://doi.org/10.3390/ijms20081978 https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2012.04.005 https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00042 https://doi.org/10.3390/biology7010012 https://doi.org/10.3390/ijerph16111910 https://doi.org/10.1007/s11356-019-05162-6 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225458 https://doi.org/10.3390/ijms17111926 https://doi.org/10.1007/s13762-014-0700-2 https://doi.org/10.1007/978-94-007-5479-9_1 https://doi.org/10.1155/2014/210504 |
| References (Ukraine): | Beuckels, A., Smolders, E., Muylaert, K. (2014) Nitrogen availability influences phosphorus removal in microalgae-based wastewater treatment. Water Research, 77, 98–106. doi: 10.1016/j.watres.2015.03.018 Gómez-Guzmán, A., Jiménez-Magaña, S., Guerra-Rentería, A. S., Gómez-Hermosillo, C., Parra-Rodríguez, F. J., Velázquez, S., Aguilar-Uscanga, B. R., Solis-Pacheco, J., González-Reynoso, O.: Evaluation of nutrients removal (NO3-N, NH3-N and PO4-P) with Chlorella vulgaris, Pseudomonas putida, Bacillus cereus and a consortium of these microorganisms in the treatment of wastewater effluents. Water Sci. Technol., 76, 49–56 (2017). doi: 10.2166/wst.2017.175 Guerra-Renteria, A. S., García-Ramírez, M. A., Gómez-Hermosillo, C., Gómez-Guzmán, A., González García, Y., & González-Reynoso, O. (2019) Metabolic Pathway Analysis of Nitrogen and Phosphorus Uptake by the Consortium between C. Vulgaris and P. aeruginosa. International journal of molecular sciences, 20(8), 1978. https://doi.org/10.3390/ijms20081978 Abdel-Raouf, N., Al-Homaidan, A. A., Ibraheem, I. B. M. (2012) Microalgae and wastewater treatment. Saudi J. Biol. Sci., 19(3), 257–275. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2012.04.005 Molazadeh, M., Ahmadzadeh, H., Pourianfar, H. R., Lyon, S., Rampelotto, P. H.: The Use of Microalgae for Coupling Wastewater Treatment With CO2 Biofixation. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 7, 42 (2019). https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00042 Mayhead, E., Silkina, A., Llewellyn, C. A., Fuentes-Grünewald, C. (2018) Comparing Nutrient Removal from Membrane Filtered and Unfiltered Domestic Wastewater Using Chlorella vulgaris. Biology, 7(1), 12. https://doi.org/10.3390/biology7010012 Amenorfenyo, D. K., Huang, X., Zhang, Y., Zeng, Q., Zhang, N., Ren, J., Huang, Q. (2019) Microalgae Brewery Wastewater Treatment: Potentials, Benefits and the Challenges. International journal of environmental research and public health, 16(11), 1910. https://doi.org/10.3390/ijerph16111910 Szwarc, K., Szwarc, D., Zieliński, M. (2020) Removal of biogenic compounds from the post-fermentation effluent in a culture of Chlorella vulgaris. Environmental science and pollution research international, 27(1), 111–117. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05162-6 Khalekuzzaman, M., Alamgir, M., Islam, M. B., Hasan, M. (2019) A simplistic approach of algal biofuels production from wastewater using a Hybrid Anaerobic Baffled Reactor and Photobioreactor (HABR-PBR) System. PloS one, 14(12), e0225458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225458 Pereira, S. F. L., Gonçalves, A. L., Moreira, F. C., Silva, T. F. C. V., Vilar, V. J. P., Pires, J. C. M. (2016) Nitrogen Removal from Landfill Leachate by Microalgae. Int. J. Mol. Sci., 17(11), 1926. https://doi.org/10.3390/ijms17111926 Muylaert, K., Beuckels, A., Depraetere, O., Foubert, I., Markou, G, Vandamme, D. (2015) Wastewater as a Source of Nutrients for Microalgae Biomass Production. In.: Moheimani, N.R., McHenry, M.P., de Boer, K., Bahri, P. (Eds.). Biomass and Biofuels from Microalgae: Advances in Engineering and Biology. Springer, Cham, pp. 75–94. doi:10.1007/978-3-319-16640-7_5 Wang, Z., Gao, M., Wei, J., M,a K., Zhang, J., Yang, Y., Yu, S. (2016) Extracellular polymeric substances, microbial activity and microbial community of biofilm and suspended sludge at different divalent cadmium concentrations. Bioresour. Technol., 205, 213–221. doi: 10.1016/j.biortech.2016.01.067 Wang, J. H., Zhang, T. Y., Dao, G. H., Xu, X. Q., Wang, X. X., Hu, H. Y. (2017) Microalgae-based advanced municipal wastewater treatment for reuse in water bodies. Applied microbiology and biotechnology, 101(7), 2659–2675 (2017). doi:10.1007/s00253-017-8184-x Renuka, N., Sood, A., Prasanna, R., Ahluwalia, A. S. (2015) Phycoremediation of wastewaters: a synergistic approach using microalgae for bioremediation and biomass generation. Int. J. Environ. Sci. Technol., 12, 1443–1460. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0700-2 Borowitzka, M. A. (2013) Energy from Microalgae: A Short History. In: Borowitzka, M., Moheimani, N. (eds.) Algae for Biofuels and Energy. Developments in Applied Phycology, vol 5. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5479-9_1 Bhatt, N. C., Panwar, A., Bisht, T. S., Tamta, S. (2014) Coupling of algal biofuel production with wastewater. The Scientific World Journal, 2014, Article ID 210504. https://doi.org/10.1155/2014/210504 Olguín EJ. (2012) Dual purpose microalgae-bacteria-based systems that treat wastewater and produce biodiesel and chemical products within a biorefinery. Biotechnol Adv., 30(5), 1031-10462012. doi:10.1016/j.biotechadv.2012.05.001 |
| References (International): | Beuckels, A., Smolders, E., Muylaert, K. (2014) Nitrogen availability influences phosphorus removal in microalgae-based wastewater treatment. Water Research, 77, 98–106. doi: 10.1016/j.watres.2015.03.018 Gómez-Guzmán, A., Jiménez-Magaña, S., Guerra-Rentería, A. S., Gómez-Hermosillo, C., Parra-Rodríguez, F. J., Velázquez, S., Aguilar-Uscanga, B. R., Solis-Pacheco, J., González-Reynoso, O., Evaluation of nutrients removal (NO3-N, NH3-N and PO4-P) with Chlorella vulgaris, Pseudomonas putida, Bacillus cereus and a consortium of these microorganisms in the treatment of wastewater effluents. Water Sci. Technol., 76, 49–56 (2017). doi: 10.2166/wst.2017.175 Guerra-Renteria, A. S., García-Ramírez, M. A., Gómez-Hermosillo, C., Gómez-Guzmán, A., González García, Y., & González-Reynoso, O. (2019) Metabolic Pathway Analysis of Nitrogen and Phosphorus Uptake by the Consortium between C. Vulgaris and P. aeruginosa. International journal of molecular sciences, 20(8), 1978. https://doi.org/10.3390/ijms20081978 Abdel-Raouf, N., Al-Homaidan, A. A., Ibraheem, I. B. M. (2012) Microalgae and wastewater treatment. Saudi J. Biol. Sci., 19(3), 257–275. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2012.04.005 Molazadeh, M., Ahmadzadeh, H., Pourianfar, H. R., Lyon, S., Rampelotto, P. H., The Use of Microalgae for Coupling Wastewater Treatment With CO2 Biofixation. Frontiers in bioengineering and biotechnology, 7, 42 (2019). https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00042 Mayhead, E., Silkina, A., Llewellyn, C. A., Fuentes-Grünewald, C. (2018) Comparing Nutrient Removal from Membrane Filtered and Unfiltered Domestic Wastewater Using Chlorella vulgaris. Biology, 7(1), 12. https://doi.org/10.3390/biology7010012 Amenorfenyo, D. K., Huang, X., Zhang, Y., Zeng, Q., Zhang, N., Ren, J., Huang, Q. (2019) Microalgae Brewery Wastewater Treatment: Potentials, Benefits and the Challenges. International journal of environmental research and public health, 16(11), 1910. https://doi.org/10.3390/ijerph16111910 Szwarc, K., Szwarc, D., Zieliński, M. (2020) Removal of biogenic compounds from the post-fermentation effluent in a culture of Chlorella vulgaris. Environmental science and pollution research international, 27(1), 111–117. https://doi.org/10.1007/s11356-019-05162-6 Khalekuzzaman, M., Alamgir, M., Islam, M. B., Hasan, M. (2019) A simplistic approach of algal biofuels production from wastewater using a Hybrid Anaerobic Baffled Reactor and Photobioreactor (HABR-PBR) System. PloS one, 14(12), e0225458. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0225458 Pereira, S. F. L., Gonçalves, A. L., Moreira, F. C., Silva, T. F. C. V., Vilar, V. J. P., Pires, J. C. M. (2016) Nitrogen Removal from Landfill Leachate by Microalgae. Int. J. Mol. Sci., 17(11), 1926. https://doi.org/10.3390/ijms17111926 Muylaert, K., Beuckels, A., Depraetere, O., Foubert, I., Markou, G, Vandamme, D. (2015) Wastewater as a Source of Nutrients for Microalgae Biomass Production. In., Moheimani, N.R., McHenry, M.P., de Boer, K., Bahri, P. (Eds.). Biomass and Biofuels from Microalgae: Advances in Engineering and Biology. Springer, Cham, pp. 75–94. doi:10.1007/978-3-319-16640-7_5 Wang, Z., Gao, M., Wei, J., M,a K., Zhang, J., Yang, Y., Yu, S. (2016) Extracellular polymeric substances, microbial activity and microbial community of biofilm and suspended sludge at different divalent cadmium concentrations. Bioresour. Technol., 205, 213–221. doi: 10.1016/j.biortech.2016.01.067 Wang, J. H., Zhang, T. Y., Dao, G. H., Xu, X. Q., Wang, X. X., Hu, H. Y. (2017) Microalgae-based advanced municipal wastewater treatment for reuse in water bodies. Applied microbiology and biotechnology, 101(7), 2659–2675 (2017). doi:10.1007/s00253-017-8184-x Renuka, N., Sood, A., Prasanna, R., Ahluwalia, A. S. (2015) Phycoremediation of wastewaters: a synergistic approach using microalgae for bioremediation and biomass generation. Int. J. Environ. Sci. Technol., 12, 1443–1460. https://doi.org/10.1007/s13762-014-0700-2 Borowitzka, M. A. (2013) Energy from Microalgae: A Short History. In: Borowitzka, M., Moheimani, N. (eds.) Algae for Biofuels and Energy. Developments in Applied Phycology, vol 5. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5479-9_1 Bhatt, N. C., Panwar, A., Bisht, T. S., Tamta, S. (2014) Coupling of algal biofuel production with wastewater. The Scientific World Journal, 2014, Article ID 210504. https://doi.org/10.1155/2014/210504 Olguín EJ. (2012) Dual purpose microalgae-bacteria-based systems that treat wastewater and produce biodiesel and chemical products within a biorefinery. Biotechnol Adv., 30(5), 1031-10462012. doi:10.1016/j.biotechadv.2012.05.001 |
| Content type: | Article |
| Appears in Collections: | Theory and Building Practice. – 2020. – Vol. 2, No. 2 |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 2020v2n2_Vovk_L-Chlorella_Vulgaris_in_Wastewater_21-27.pdf | 427.98 kB | Adobe PDF | View/Open | |
| 2020v2n2_Vovk_L-Chlorella_Vulgaris_in_Wastewater_21-27__COVER.png | 414.99 kB | image/png | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.