Fractionation, characterization and C-, N-disinfection byproduct formation of soluble microbial products in MBR processes

Ma, Defang; Meng, Yingjie; Xia, Chufan; Gao, Baoyu; Wang, Yan

doi:10.1016/j.biortech.2015.09.043

Cited by 34 publications

(8 citation statements)

References 24 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…SMP have many different origins, e.g., they can be part of the debris of ruptured/hydrolysed cells during the cell lysis process, directly secreted by the microorganisms, or even provided by the feed substrate. SMP are generally classified into two categories: Utilization Associated Products (UAP), which derive from the biodegradation of original substrates during the microbial growth phase, and Biomass-Associated Products (BAP), which are released during biomass decay in the endogenous phase [19].…”

Section: Major Biomass Characteristics Which Affect Membrane Foulingmentioning

confidence: 99%

Biomass Characteristics and Their Effect on Membrane Bioreactor Fouling

Gkotsis

Zouboulis

2019

Molecules

View full text Add to dashboard Cite

Biomass characteristics are regarded as particularly influential for fouling in Membrane Bio-Reactors (MBRs). They primarily include the Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS), the colloids and the Extracellular Polymeric Substances (EPS). Among them, the soluble part of EPS, which is also known as Soluble Microbial Products (SMP), is the most significant foulant, i.e., it is principally responsible for membrane fouling and affects all fundamental fouling indices, such as the Trans-Membrane Pressure (TMP) and the membrane resistance and permeability. Recent research in the field of MBRs, tends to consider the carbohydrate fraction of SMP (SMPc) the most important characteristic for fouling, mainly due to the hydrophilic and gelling properties, which are exhibited by polysaccharides and allow them to be easily attached on the membrane surface. Other wastewater and biomass characteristics, which affect indirectly membrane fouling, include temperature, viscosity, dissolved oxygen (DO), foaming, hydrophobicity and surface charge. The main methods employed for the characterization and assessment of biomass quality, in terms of filterability and fouling potential, can be divided into direct (such as FDT, SFI, TTF100, MFI, DFCM) or indirect (such as CST, TOC, PSA, RH) methods, and they are shortly presented in this review.

show abstract

Section: Major Biomass Characteristics Which Affect Membrane Foulingmentioning

confidence: 99%

Biomass Characteristics and Their Effect on Membrane Bioreactor Fouling

Gkotsis

Zouboulis

2019

Molecules

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Post-ozonation can break high-molecular-weight refractory dissolved organic matters and produce low-molecularweight oxygen-containing compounds, including aldehydes, ketones, carboxylic acids and keto acids, all of which are easily biodegradable [1, 6-8, 39, 47]. On the other hand, chlorination can produce halogenated compounds, including trihalomethanes (THMs), haloacetic acids (HAAs), haloketones (HKs), and haloacetonitrils (HANs) [12,48]. These halogenated by-products are less biodegradable than ozonated by-products although some of them can be easily biodegraded [12].…”

Section: Factors Influencing the Bacterial Community Structure Of Biomentioning

confidence: 99%

“…Attached bacteria can produce biopolymers such as polysaccharide and proteins, and develop biofilm that is an assemblage of those EPS and microbial cells [48,63]. Especially, Bradyrhizobium, which was abundant in the BAC filters, is known to produce significant quantities of EPS [64].…”

Section: Filling Materials (Media)mentioning

confidence: 99%

“…Especially, Bradyrhizobium, which was abundant in the BAC filters, is known to produce significant quantities of EPS [64]. Therefore, the higher biomass of attached bacteria in the BAC filters could be another source of biopolymers due to the detached biofilm and the excretion of metabolites by the bacteria [27,39,48]. The increased biopolymers could result in the growth of polymer-utilizing bacteria in the BAC filter.…”

Section: Filling Materials (Media)mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Characteristics of Bacterial Communities in Biological Filters of Full-Scale Drinking Water Treatment Plants

Choi¹,

Cha²,

Kim³

2019

Journal of Microbiology and Biotechnology

View full text Add to dashboard Cite

Biological filtration refers to the process of removing both particulate matter and biodegradable organic matter (BOM) from water [1]. Biological filters can remove organic compounds through the fixed biofilm that develops on various media such as sand, anthracite, granular activated carbon (GAC), or membranes [2]. The biologically active rapid filter and the biological activated carbon (BAC) filter have been widely used for decades in drinking water treatment plants [1-3]. The rapid filter is usually filled with sand or anthracite, and is considered the most economical way to remove particles and BOM with the same filter unit [1]. However, many previous studies have demonstrated that the BAC filter is a more appropriate process to remove BOM than the rapid filter [4, 5]. Generally, the combination of ozonation and GAC filter is referred to as the BAC process [3]. Ozonation converts high-molecular-weight refractory organic matter into low-molecular-weight BOM, and this increased BOM can be effectively removed by the bacteria attached to the BAC filter [1, 4, 6-8]. Biological filtration has many advantages for drinking water treatments. First of all, it is important to increase the biostability of drinking water by reducing the quantity of BOM which can cause bacterial regrowth in distribution systems [1, 3-5]. It can reduce the disinfection by-product

show abstract

“…Τα τελευταία, αν και βρίσκονται σε μικρότερο ποσοστό σε σχέση με τα tb-EPS, θεωρείται από πολλούς ότι συμβάλλουν περισσότερο στην έμφραξη. Τα διαλυτά EPS είναι γνωστά και ως διαλυτά (Utilization-Associated Products)(Ma et al, 2015). Σχήμα 3.8.…”

unclassified

Μελέτη Της Έμφραξης Μεμβρανών Σε Πιλοτική Μονάδα Βιοαντιδραστήρα

Gkotsis¹,

Γκότσης²

View full text Add to dashboard Cite

Ο Βιοαντιδραστήρας Μεμβρανών (Membrane Bio-Reactor, MBR) είναι μια σύγχρονη τεχνολογία που εφαρμόζεται τόσο στην επεξεργασία αστικών λυμάτων και βιομηχανικών υγρών αποβλήτων, όσο και σε εφαρμογές επαναχρησιμοποίησης του νερού. Αν και παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τη συμβατική μέθοδο ενεργού ιλύος, όπως είναι η καλύτερη ποιότητα εκροής, η μείωση του απαιτούμενου χώρου και η μικρότερη περίσσεια ιλύος, η έμφραξη των μεμβρανών παραμένει το μεγαλύτερο μειονέκτημά της. Η χρήση προσθέτων στη βιομάζα αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο που εφαρμόζεται με σκοπό τη μείωση της έμφραξης, καθώς επιτυγχάνει συνήθως την τροποποίηση των χαρακτηριστικών της βιομάζας, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της διήθησης και την αύξηση του χρόνου αποδοτικής λειτουργίας της μεμβράνης. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η αντιμετώπιση και ο έλεγχος της έμφραξης με τη χρήση κροκιδωτικών ουσιών, κονιοποιημένου ενεργού άνθρακα (PAC) και βιοφορέων, ως πρόσθετα στη βιομάζα ενός αερόβιου συστήματος MBR. Τα πειράματα έλαβαν χώρα σε μια πλήρως αυτοματοποιημένη πιλοτική μονάδα MBR με εμβαπτισμένη επίπεδη μεμβράνη μικροδιήθησης. Η βελτιστοποίηση των κυριότερων λειτουργικών παραμέτρων του συστήματος ως προς την έμφραξη χωρίς να χρησιμοποιηθεί κάποιο πρόσθετο στο βιοαντιδραστήρα, έδειξε ότι οι δείκτες έμφραξης αυξήθηκαν με την ελάττωση του χρόνου παραμονής στερεών (SRT) και του υδραυλικού χρόνου παραμονής (HRT). Όσον αφορά τη γενική λειτουργία και απόδοση του συστήματος, το pH, η θερμοκρασία και η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου στο βιοαντιδραστήρα ήταν σε ικανοποιητικά επίπεδα, ενώ η ποιότητα εκροής της μονάδας κρίνεται ιδιαίτερα υψηλή για τη διάθεση σε υδάτινους αποδέκτες, με τις συγκεντρώσεις COD και BOD5 στην εκροή της να είναι σταθερά χαμηλές και να πληρούν τα ανώτατα επιτρεπτά όρια. Η ασυνεχής προσθήκη κροκιδωτικών και PAC ελάττωσε τη συγκέντρωση του κλάσματος υδατανθράκων των διαλυτών μικροβιακών προïόντων (SMPc) και βελτίωσε τη διηθησιμότητα της ιλύος σε όλες τις συγκεντρώσεις που δοκιμάστηκαν. Η εφαρμογή του ισοζυγίου μάζας που προτείνεται κατά τη συνεχή προσθήκη των κροκιδωτικών έδειξε ότι οι δόσεις τους στο εισερχόμενο απόβλητο ήταν 40 φορές μικρότερες από τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις ισορροπίας τους στο βιοαντιδραστήρα. Η συνεχής προσθήκη των κατιονικών πολυηλεκτρολυτών μείωσε τη συγκέντρωση των SMPc, βελτίωσε τη διηθησιμότητα της ιλύος και αύξησε το χρόνο αποδοτικής λειτουργίας της μεμβράνης. Αντίθετα, η μείωση της έμφραξης που παρατηρήθηκε κατά τη συνεχή προσθήκη PAC ήταν πολύ μικρή. Τέλος, η προσθήκη των βιοφορέων δεν επηρέασε ιδιαίτερα το προφίλ εξέλιξης της TMP, τη συγκέντρωση των SMPc και τη διηθησιμότητα της ιλύος.

show abstract

Fractionation, characterization and C-, N-disinfection byproduct formation of soluble microbial products in MBR processes

Cited by 34 publications

References 24 publications

Biomass Characteristics and Their Effect on Membrane Bioreactor Fouling

Biomass Characteristics and Their Effect on Membrane Bioreactor Fouling

Characteristics of Bacterial Communities in Biological Filters of Full-Scale Drinking Water Treatment Plants

Μελέτη Της Έμφραξης Μεμβρανών Σε Πιλοτική Μονάδα Βιοαντιδραστήρα

Contact Info

Product

Resources

About