Dynamika ilościowa AOB w procesie biologicznego oczyszczania odcieków składowiskowych w warunkach beztlenowych

Składowanie odpadów, nawet na obiektach prawidłowo zaprojektowanych i eksploatowanych może stwarzać wiele zagrożeń dla środowiska. Jednym z najpoważniejszych jest powstawanie w obrębie składowiska odcieków, charakteryzujących się między innymi dużymi stężeniami azotu amonowego oraz znaczną zawartością trudno rozkładalnych związków organicznych. Podstawową metodą unieszkodliwiania odcieków składowiskowych jest ich oczyszczanie w reaktorach biologicznych. U podstaw tego procesu leży biochemiczny rozkład azotu amonowego przez mikroorganizmy wykazujące ekspresję genu monooksygenazy amoniaku, a jednym ze sposobów zwiększenia jego efektywności jest stosowanie różnych typów nośników stwarzających tym mikroorganizmom optymalne warunki życia. Odcieki wykorzystane w badaniach pochodziły ze składowiska odpadów komunalnych w Kozodrzy (woj. podkarpackie). Badania prowadzono w trzech sekwencyjnych reaktorach biologicznych o pojemności 2 l (SBR 1-3), w warunkach beztlenowych, w temperaturze 42°C i przy stałym czasie zatrzymania wynoszącym 6 d. SBR 1 pracował tylko z osadem czynnym zawieszonym, natomiast SBR 2 i 3 zostały wyposażone w wypełnienia z PCV o różnej średnicy porów (odpowiednio 2 ÷ 3 oraz 4 ÷ 5 mm). W pobranych z reaktorów próbkach osadu badano, za pomocą techniki ilościowej łańcuchowej reakcji polimerazy (Q-PCR), zawartość kopii genu 16S rRNA o sekwencji charakterystycznej dla wszystkich znanych β-proteobakterii mających zdolność do utleniania amoniaku. Porównując w badanych próbkach dynamikę ilości badanego genu, stwierdzono, że wypełnienie zastosowane w SBR 2 powodowało najmniejsze wahania liczebności bakterii w procesie ich adaptacji do warunków technologicznych. Efektywność usuwania azotu amonowego we wszystkich reaktorach miała związek z ilością kopii badanego genu.

Waste disposal, even on properly designed and operated landfills may be environmentally hazardous. One of the most onerous aspects of landfilling is formation of the leachate, characterized by high concentrations of ammonia nitrogen and organic compounds. One of the most common method applied for nitrogen neutralization in landfill leachate is biological treatment based on biochemical decomposition of an ammonia by micro-organisms expressing gene of ammonia monooxygenase. The way to increasing efficiency of this process is the application of different types of fillings creating optimal conditions for microorganisms life. Leachate used in the study came from a large scale municipal waste landfill in Kozodrza (podkarpackie province, Poland). The research was conducted in three sequential batch reactors of 2 l (SBR 1-3), in anaerobic conditions, high temperature (42°C) and a constant HRT of 6 d. SBR 1 ran with suspended activated sludge, while the SBR 2 and 3 were equipped with PVC filling of different pore diameters (respectively 2 ÷ 3 and 4 ÷ 5 mm). The samples of sludge were examined for number of 16S rDNA copies characterized for ammonia oxidizing β-proteobacteria. Comparing the quantitative dynamics of 16S rRNA gene in samples it was found that fillings used in the SBR 2 resulted in slightest hesitation of the number of bacteria during the process of their adaptation to technological conditions. The ammonia nitrogen removal efficiency in all reactors was related to the number of 16S rRNA gene copies.