Mycological studies of the activated sludge from MBRs related to the biological activity of fungi in raw wastewater treatment

Mykologische Untersuchungen von Belebtschlamm aus MBRs in Bezug auf die biologische Aktivität von Pilzen in raw Abwasserbehandlung

  • Das Ziel dieser Studie war in zwei Teile geteilt und können wie folgt angeordnet werden: • Hundert und acht Arten von 40 Gattungen wurden in der gegenwärtigen Untersuchung aus 36 Proben isoliert. Diese Proben bestanden sowohl aus aerobem als auch anoxischem Belebtschlamm, der aus zwei Kläranlagen in Berlin innerhalb von zehn Monaten entnommen wurde. Fünf Isolationsmedien wurden angewendet bei 30°C ein bis zwei Wochen lang angewendet. • Einundzwanzig Isolate wurden von Belebtschlamm aus dem MBR iDas Ziel dieser Studie war in zwei Teile geteilt und können wie folgt angeordnet werden: • Hundert und acht Arten von 40 Gattungen wurden in der gegenwärtigen Untersuchung aus 36 Proben isoliert. Diese Proben bestanden sowohl aus aerobem als auch anoxischem Belebtschlamm, der aus zwei Kläranlagen in Berlin innerhalb von zehn Monaten entnommen wurde. Fünf Isolationsmedien wurden angewendet bei 30°C ein bis zwei Wochen lang angewendet. • Einundzwanzig Isolate wurden von Belebtschlamm aus dem MBR isoliert und auf Eliminierung von Stickstoff und Phosphor von unbehandeltem Abwasser in Schüttelkolben überprüft. Nach einer Inkubationszeit von 15 Tagen waren nur zwei Pilz-Isolate geeignet als Wachstumsparameter und für die Eliminierung von TN, PO4, NH4, NO3 und CSB von unbehandeltem Abwasser. Diese waren Aspergillus niger und Trichoderma viride. Die Eliminierungswerte von Stickstoff waren 86,3 % und 88,5 % und die von Phosphor 95,0% und 96,3% für jeweils Aspergillus niger und Trichderma viride. Die Fähigkeit der anderen Isolate, Stickstoff und Phosphor zu eliminieren, war jedoch niedrig. Die besten Umgebungsbedingungen für Trockensubstanz, Eiweißgehalt und Eliminierung von Verbindungen aus unbehandeltem Abwasser durch Aspergillus niger in shacked Kolben wurden wie folgt: pH-Optimum, 4,5 bis 6,0; 30 oC und Inkubationszeit 6 Tage für trockene Materie, 7 Tage für Eiweißgehalt, 3 Tage für die Eliminierung von PO4, 4-5 Tage für NH3, TN, NO4 und COD. Während der optimale pH-Wert, 4,5; 25 bis 30 oC und 4-7 Tage für Wachstum und Abbau von Verbindungen durch Trichoderma viride. Pilzwachstum und beseitigen diese Verbindungen aus dem ungeklärten Abwasser in 2L Batch-Reaktor unter aeroben und anaeroben Bedingungen untersucht worden. Die höchste Eliminationsrate von Verbindungen aus dem ungeklärten Abwasser durch Aspergillus niger und Trichoderma viride unter aeroben Bedingungen wurde nach 3-4 und 2-5 Tage besucht, jeweils. Das Myzel Trockenmasse und Eiweißgehalt von Aspergillus niger nach 15 Tagen wurden (5030.0 mg/L und 5080.0 mg/L) und (253,0 mg/L und 265,0 mg/L), bzw. Doch die beste Trockenmasse und Eiweißgehalt von Trichoderma viride nach 15 Tagen wurden (7010.0 mg/L und 7050.0 mg/L) und (311,5 mg/L und 280,0 mg/L), bzw. Unter anaeroben Bedingungen die höchste Eliminationsrate von Verbindungen, die durch Aspergillus niger und Trichoderma viride wurden nach 5-8 und 3-5 Tagen erreicht, bzw.. Das Myzel Trockenmasse und Eiweißgehalt von Aspergillus niger und Trichoderma viride wurden (3040 mg/L und 217,5 mg/L) und (4080 mg/L und 263,8 mg/L), bzw. Der vom MBR produzierte Belebtschlamm ist reich an cycloheximidresistenten keratinophilischen Pilzen und anderen Dermatophyten. Die meisten in dieser Untersuchung gewonnenen Pilzarten können als potentielle Pathogene bezeichnet werden, einige dieser Pilzarten produzieren auch Mykotoxin. Aus diesem Grunde sollten alle Arbeitskräfte im Bereich Belebtschlammverarbeitung, Abwasserbehandlung und Landwirtschaft Pilzinfektionen entgegenwirken. Auch sollte der Produktionsbereich so konzipiert sein, dass die Ausbreitung von Pilzkrankheitserregern in das Umfeld kontrolliert werden kann. Bei Pilzen wurde nachgewiesen, dass ein Potential für die Abwasserbehandlung unter bestimmten Laborbedingungen wie ein niedriger pH-Wert, Temperatur und Belüftung besteht. Wegen seines hohen Proteingehalts könnte Pilzbiomasse auch als Nahrungsquelle für Tier oder Mensch dienen.show moreshow less
  • The objective of this study was divided into two major parts and can be arranged as follow: • One hundred-eight species belonging to 40 genera were isolated in the present investigation from 36 samples of each aerobic and anoxic activated sludge were collected from 2 wastewater treatment plants in Berlin during 10 months. Five isolation media were used at 30 oC for 1-2 weeks. • Twenty-one isolates were screened for elimination of compounds from raw wastewater in shaker flasks at 30 oC for 15 dayThe objective of this study was divided into two major parts and can be arranged as follow: • One hundred-eight species belonging to 40 genera were isolated in the present investigation from 36 samples of each aerobic and anoxic activated sludge were collected from 2 wastewater treatment plants in Berlin during 10 months. Five isolation media were used at 30 oC for 1-2 weeks. • Twenty-one isolates were screened for elimination of compounds from raw wastewater in shaker flasks at 30 oC for 15 days. Two isolates were the best for growth parameters and elimination of TN, PO4, NH4, NO3, and COD from raw wastewater. These were Aspergillus niger and Trichoderma viride. The elimination values of nitrogen were (86.3 % and 88.5 %) and phosphorous (95.0 % and 96.3 %) for Aspergillus niger and Trichoderma viride, respectively. While the ability of other isolates for elimination of nitrogen and phosphorous were low. Thus in the following section, these isolates were selected to examine their activity under different conditions. The best environmental conditions for dry matter, protein content and elimination of compounds from raw wastewater by Aspergillus niger in shacked flasks were as follows: optimum pH, 4.5 - 6.0; 30 oC and incubation period, 6 days for dry matter, 7 days for protein content, 3 days for elimination of PO4, 4-5 days for NH3, 4 for TN, NO4 and 4 days for COD. Whilst the optimum pH, 4.5; 25 - 30 oC and 4 -7days for growth and elimination of compounds by Trichoderma viride. Fungal growth and eliminate these compounds from raw wastewater in 2L Batch reactor under aerobic and anaerobic conditions has been studied. The highest elimination rate of compounds from raw wastewater by Aspergillus niger and Trichoderma viride under aerobic condition was attended after 3-4 and 2-5 days, respectively. The mycelium dry matter and protein content of Aspergillus niger after 15 days were (5030 mg/L and 5080 mg/L) and (253.0 mg/L and 265.0 mg/L), respectively. However the best dry matter and protein content of Trichoderma viride after 15 days were (7010.0 mg/L and 7050.0 mg/L) and (311.5 mg/L and 280.0 mg/L), respectively. Under anaerobic conditions the highest elimination rate of compounds by Aspergillus niger and Trichoderma viride were attained after 5-8 and 3-5 days, respectively. The mycelium dry matter and protein content of Aspergillus niger and Trichoderma viride were (3040.0 mg/L and 217.5 mg/L) and (4080.0 mg/L and 263.8 mg/L), respectively. Most fungi recovered in the present investigation can be considered as potential pathogens and some of these fungi also produce mycotoxins. Therefore, all workers in the field of activated sludge process, wastewater treatment and farm operation should be careful to avoid mycotic infections and the productions must be adapted to control the spread of pathogenic fungi in the environment. Also these experiments illustrate the possible health risk problems that may arise in the use of sludge for land reclamation and fertilization. Fungi were proved to have potential for wastewater treatment under special laboratory conditions such as low pH, temperature and aeration. Also fungal biomass produced could be used as a source of food for animal or human consumption, due to its high protein content.show moreshow less

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Metadaten
Author: Mohamed Fadl Allah Abdel-Latef Awad
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-32495
Advisor:Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraume
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2011/11/03
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Date of final exam:2011/09/29
Release Date:2011/11/03
Tag:Abwasser; Belebtschlamm; Pilze
Activated sludge; Fungi; Membrane bioreactors; Wastewater
Institutes:Institut für Verfahrenstechnik
Dewey Decimal Classification:570 Biowissenschaften; Biologie
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