DIVERSITY AND CHANGEABILITY OF ACTIVATED SLUDGE BACTERIA IN TWO STAGE NITRITATION-ANAMMOX MEMBRANE BIOREACTOR TREATING COKE WASTEWATER

A b s t r a c t Coke is a highly combustible fuel derived from coal distillation, during which a large amount of wastewater, toxic to the environ ment, is produced. Except harmful compounds, the wastewater contains also high load of nitrogen so it seems to be interesting type of wastewater for Anammox (Anaerobic Ammonia Oxidation) – an ammonia nitrogen removal process cheaper and more effective than traditional combination of nitrification and denitrification. Anammox bacteria are present in technological systems and they are linked ecologically with the other prokaryotes, so the analysis on the bacterial communities performed in technological systems dedicated for Anammox bacteria is relevant. In this experiment we used two stage nitritation-Anammox MBRs treating synthetic coke wastewater. Thus, it is known that the wastewater treatment effectiveness depends on biodiversity level and activated sludge composition the aim of the work was to monitor the changeability and diversity of activated sludge biocenoses in both MBRs. The research revealed that the lab-scale activated sludge community composition differ from technological scale, which is linked with the bioreactors volume and type of feeding medium. GC-rich genotypes dominate in the system during adaptation phase in oxic MBR, while anoxic MBR biocenosis seemed to be less variable. Biodiversity index is slightly lower in oxic MBRA, probably due to its buffering role in the oxic-anoxic system, but it increased in the end of the experiment, most likely because of the nitrogen removal effectiveness increase. DNA fragment of 16S rRNA gene for precise identifications need to be at least 300 bp long. S t r e s z c z e n i e Koks jest wysokoenergetycznym paliwem, powstającym w procesach destylacji wegla kamiennego, podczas ktorych produkowane są znaczne ilości wysoce niebezpiecznych dla środowiska ściekow. Poza substancjami niebezpiecznymi zawierają one rowniez wysoki ladunek azotu, co powoduje, ze są typem ściekow, w ktorym mozna wykorzystac proces Anammox (Anaerobic Ammonia Oxidation) – beztlenowe utlenianie amoniaku, tansze i efektywniejsze od tradycyjnej kombinacji nitryfikacji i denitryfikacji. Proces ten prowadz ony jest przez bakterie obecne w systemach oczyszczania ściekow w ścislym powiązaniu z innymi bakteriami osad czynnego, stąd analizy prowadzone na biocenozach bakteryjnych w ukladach technologicznych, w ktorych wypracowuje sie Anammox wydają sie byc sluszne. W tym eksperymencie wykorzystano dwustopniowy uklad membranowy, pracujący w systemie skroconej nitryfikacjiAnammox, oczyszczający syntetyczne ścieki koksownicze. Poniewaz wiadomo, ze efektywnośc oczyszczania ściekow w duzej mierze zalezy od roznorodności biocenozy osadu czynnego, celem niniejszej pracy byl monitoring zmienności i roznorodności zbiorowisk bakteryjnych dwoch reaktorow membranowych w tym ukladzie. Stwierdzono, ze sklad jakościowy biocenozy reaktorow laboratoryjnych rozni sie znacznie od skladu biocenozy technologicznej, co zalezy od objetości reaktorow i skladu pozywki zasilającej. Bogate w pary GC genotypy dominują w reaktorze tlenowym w fazie adaptacji, a sama biocenoza jest bardziej zmienna, niz ta w reaktorze anoksycznym. Poziom bioroznorodności jest nieco nizszy w warunkach tlenowych, prawdopodobnie ze wzgledu na zastosowanie reaktora tlenowego jako swoistego buforu chroniącego reaktor anoksyczny, w ktorym docelowo miala byc wpracowana biocenoza Anammox. Wzrost bioroznorodności w reaktorze tlenowym na koncu eksperymentu jest związany w glownej mierze ze wzrostem efektywności jego pracy. Wykazano, ze do identyfikacji genotypow dominujących niezbedne są fragmenty genu kodującego 16S rRNA o dlugości przynajmniej 300 pz.