Naslov
Bioremedijacijski potencijal aktivnoga mulja u obradi farmaceutske otpadne vode
(Bioremediation potential of activated sludge in pharmaceutical wastewater treatment)

Autori
Šabić Runjavec, Monika

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije

Mjesto
Zagreb

Datum
03.12

Godina
2020

Stranica
146

Mentor
Vuković Domanovac, Marija

Ključne riječi
aktivni mulj, farmaceutska otpadna voda, bioremedijacija, biosorpcija, bioaugmentacija, Aeromonas hydrophila, Pseudomonas putida, eritromicin
(activated sludge, pharmaceutical wastewater, bioremediation, biosorption, bioaugmentation, Aeromonas hydrophila, Pseudomonas putida, erythromycin)

Sažetak
Tijekom proizvodnje farmaceutskih proizvoda nastaju otpadne vode koje sadrže širok raspon specifičnih onečišćujućih tvari. Primjenom bioremedijacije može se poboljšati proces biološke obrade farmaceutske otpadne vode. U ovom radu istražen je bioremedijacijski potencijal aktivnoga mulja za obradu farmaceutske otpadne vode. Pokusom biosorpcije ispitano je vezanje prisutnih tvari u otpadnoj vodi na staničnu strukturu aktivnoga mulja. Povećanjem početnih koncentracija aktivnoga mulja povećava se specifična površina mulja što omogućava veću sorpciju sorbata. Optimalna početna koncentracija aktivnoga mulja za proces biosorpcije onečišćujućih tvari iz farmaceutske otpadne vode iznosila je 5, 12 ± 0, 13 g/L. Langmuirov model ukazuje na dobro slaganje s eksperimentalnim podacima pri čemu su se procijenjene vrijednosti qm i KL kretale od 131, 43 do 317, 29 mg/g te od 0, 002 do 0, 005 L/mg, dok je vrijednost F-testa iznosila 0, 97 ± 0, 01. Učinkovitost procesa biosorpcije je u prosjeku iznosila 25, 55 ± 10, 62 %, dok je prosječna vrijednost uklonjenih toksičnih tvari iznosila 41, 14 ± 10, 05 % unutar 30 minuta. Iz farmaceutske otpadne vode izolirane su najzastupljenije bakterijske kulture zbog prilagođenosti dostupnom supstratu, Aeromonas hydrophila i Pseudomonas putida, te su one primijenjene za bioaugmentaciju aktivnoga mulja. U pokusima bioaugmentacije provedena je kinetička analiza procesa biorazgradnje pri čemu su se procijenjene vrijednosti µmax i KS kretale od 0, 16 do 0, 92 1/h te od 53, 64 do 238, 80 g/L. Vrijednosti procijenjene za Ki i kd iznosile od 120, 45 do 186, 67 g/L i od 0, 0011 do 0, 0076 1/h, dok su procijenjene vrijednosti za m i n u prosjeku iznosile 0, 0039 ± 0, 0012 te 1, 20 ± 0, 30. Prosječna vrijednost F-testa iznosila je 0, 75 ± 0, 01. Na temelju vrijednosti procijenjenih parametara modela i ocjene prihvatljivosti modela može se zaključiti da Endo-Haldaneov model dobro opisuje ponašanje sustava u obradi farmaceutske otpadne vode. U pokusu bioaugmentacije prosječna vrijednost pH iznosila je 7, 92 ± 0, 30, koncentracija otopljenog kisika u prosjeku je iznosila 4, 06 ± 1, 97 mg/L, dok je omjer Xv/X tijekom cijelog pokusa bio konstantan te je iznosio 0, 91 ± 0, 03. Najveća učinkovitost biorazgradnje zabilježena je u pokusu s bioaugmentiranim aktivnim muljem s P. putida s prosječnom vrijednošću od 68, 78 ± 6, 69 %. Iako bioaugmentacija nije utjecala na morfologiju aktivnoga mulja, smanjeno je vrijeme obrade farmaceutske otpadne vode s bioaugmentiranim aktivnim muljem s A. hydrophila i P. putida za vremenski period do 4 i 6 h uz postizanje jednake učinkovitosti procesa i smanjeni prirast biomase između 1, 62 % i 4, 54 %. Bakterijska kultura P. putida ukazuje na otpornost prema eritromicinu, gdje se krivulja rasta P. putida u sustavu s eritromicinom može se dobro opisati Gompertzovim modelom, uz prosječnu vrijednost F-testa 0, 94 ± 0, 02. Procijenjene vrijednosti parametara modela kretale su se od 0, 17 do 0, 25 1/h za µmax, od 0, 73 do 0, 86 za konstantu b, od 0, 0572 do 0, 1096 za konstantu c te u rasponu od 0, 0017 do 0, 0049 1/h za kd. Mikroskopskom analizom utvrđeno je da pri koncentraciji eritromicina od 200 mg/L dolazi do filamentacije stanica, pri čemu su se duljine stanica kretale od 6, 86 do 19, 57 µm u eksponencijalnoj fazi do 48 sati. Najveća aktivnost od 20308, 94 U enzima esteraze postignuta je u 72. satu u sustavu bez eritromicina.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Kemijsko inženjerstvo

Napomena
Nagrada za najbolju disertaciju iz
vodnogospodarskih djelatnosti od strane Hrvatskih
voda

POVEZANOST RADA