07. Investigating the treatment of high dissolved organic water by using the combination of microorganisms - microalgae - biochar and Fe - Mn/AC nano material

Cúc Nguyễn Thị Kim, Thu Ngô Thị Hoài, Hồng Đặng Diễm

Abstract

The technology of using microorganisms - microalgae biofilm in combination with nano-sized materials has been considered as an optimal technology for effective treatment of organically rich (polluted) water. This study isolated and cultured three strains of microalgae (Chlorella sp., Scenedesmus sp. and Spirulina sp.) and three strains of microorganisms (Bacillus sp., Aeromonas sp. and Pseudomonas sp.) which are capable in forming biofilms and treatment of high dissolved organic water. They were combined with the carrier as Fe - Mn/AC activated carbon nanomaterials to perform an experimental treatment model of water collected from the Bac Hung Hai irrigation system. The microalgae - microorganism mixture was enriched for 5 days and cultured in a medium containing the Fe - Mn/AC activated carbon nanomaterials for 3 days before using in the treatment model. After 6 days of experiment, formula CT4 with a mixture of wastewater, microalgae - microorganisms and Fe - Mn/AC activated carbon nanomaterials gave the highest treatment efficiency: BOD5 decreased to 5.47 mg/L (42 %), total nitrogen and total phosphorus were 7.01 mg/L (75 % reduction) and 0.25 mg/L (63 % reduction), respectively. Treated water meets the national standards for water quality used for irrigation (QCVN 08-MT:2015/BTNMT - column B1). In addition to the high treatment efficiency, compared with the results of previous publications and in the optimal time (06 days), another advantage of this model is that there is no odor during the treatment process.

Full text article

Generated from XML file

References

[1]. Baniamerian, H.; Isfahani, P. G.; Tsapekos, P.; Alvarado-Morales, M.; Shahrokhi, M.; Vossoughi, M.; Angelidaki, I. (2019). Application of nano - structured materials in anaerobic digestion: Current status and perspectives. Chemosphere, 229, 188 - 199.
[2]. Colak, O., Kaya, Z. (1988). A study on the possibilities of biological wastewater treatment using algae. Doga Biyolji Serisi 12 (1), 18 - 29.
[3]. Đặng Diễm Hồng (2019). Nuôi trồng vi tảo giàu dinh dưỡng làm thực phẩm chức năng cho người và động vật nuôi ở Việt Nam. Sách chuyên khảo Tài nguyên và Môi trường Việt Nam. Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, 750 trang.
[4]. Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Đặng Diễm Hồng, Hoàng Thị Bảo, Cao Văn Sung (1996). Một số kết quả về sử dụng vi tảo và bèo tây trong xử lí nước ngâm đay. Thông báo khoa học của các trường đại học, trang 28 - 32.
[5]. Đặng Xuyến Như và cộng sự (1998). Sử dụng một số biện pháp sinh học để làm sạch môi trường đất và nước. Báo cáo đề tài cấp Bộ Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.
[6]. Dương Đức Tiến và cộng sự (1990). Ô nhiễm môi trường Xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội và giải pháp xử lý. Báo cáo chương trình Nghiên cứu khoa học - kỹ thuật thành phố Hà Nội.
[7]. Dương Đức Tiến, Võ Văn Chi (1978). Phân loại học thực vật - thực vật bậc thấp. Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp, Hà Nội.
[8]. Faisal, S.; Salama, E.-S.; Malik, K.; Lee, S.-h.; Li, X. (2020). Anaerobic digestion of cabbage and cauliflower biowaste: Impact of iron oxide nanoparticles (IONPs) on biomethane and microbial communities alteration. Bioresour. Technol. Rep. 12, 100567.
[9]. Lau, P. S., Tam, N. F. Y., Wong, Y. S. (1996). Wastewater nutrients removal by Chlorella vulgaris: Optimization through acclimation. Environ. Technol. 17 (2), 183 - 189.
[10]. Lê Thị Hiền Thảo (1999). Nghiên cứu quá trình xử lý sinh học và ô nhiễm nước ở một số hồ Hà Nội. Luận án Tiến sỹ, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội, Hà Nội.
[11]. Lê Thị Phượng, Phan Văn Mạch, Mai Sỹ Tuấn (2009). Tìm hiểu khả năng làm giảm ô nhiễm môi trường nước của 3 loài vi tảo Chlorella sp., Platymonas sp. và Nannochloropsis oculata. Kỷ yếu Hội nghị Khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ ba, Hà Nội, trang 1513 - 1518.
[12]. Liu, Z., Pan, L., Hu, F., Yunqi Hu (2020). Advanced landfill leachate biochemical effluent treatment using Fe-Mn/AC activates O3/Na2S2O8 process: Process optimization, wastewater quality analysis and activator characterization. Environ Sci Pollut Res 27, 15337 - 15349. https://db.vista.gov.vn:2087/10.1007/s11356-020-08046-2.
[13]. Lưu Minh Đại, Đào Ngọc Nhiệm, Phạm Ngọc Chức, Vũ Thế Ninh, Nguyễn Đức Văn (2015). Phương pháp sản xuất vật liệu nano oxit hỗn hợp Fe-Mn trên cát thạch anh để hấp phụ arsen ra khỏi nước sinh hoạt. Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 1305, cấp theo Quyết định số: 63353/QĐ-SHTT, ngày 12/10/2015, Cục Sở hữu Trí tuệ, Bộ Khoa học và Công nghệ.
[14]. Mir, R. A.; Singla, S.; Pandey, O. P. (2020). Hetero carbon structures derived from waste plastics as an efficient electrocatalyst for water splitting and high-performance capacitors. Phys. E Low-Dimens. Syst. Nanostructures 2020, 124, 114284.
[15]. Nguyễn Đình San (2000). Vi tảo trong một số thủy vực bị ô nhiễm ở các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh và vai trò của chúng trong quá trình làm sạch nước thải. Luận án Tiến sĩ, Đại học Sư phạm Vinh.
[16]. Nguyễn Minh Phương, Đinh Thị Ngọc Mai, Ngô Hoài Thu, Đặng Diễm Hồng (2011). Bước đầu ứng dụng vi sinh vật và vi tảo Spirulina đột biến để làm sạch nước thải theo định hướng sản xuất nguồn nguyên liệu chất dẻo sinh học dùng cho công nghiệp ở làng nghề bún Phú Đô. Tạp chí Môi trường, 12: 51 - 54
[17]. Prakash Bhuyar, Fakhrul Farez, Mohd Hasbi Ab. Rahim, Gaanty Pragas Maniam and Natanamurugaraj Govindan (2021). Removal of nitrogen and phosphorus from agro - industrial wastewater by using microalgae collected from coastal region of peninsular Malaysia. African Journal of Biological Sciences, vol 3(1). https://doi.org/10.33472/AFJBS.3.1.2021.58-66. Page: 58 - 66.
[18]. Rani, S.; Chowdhury, R.; Tao, W.; Nedbalová, L. Microalga-Mediated Tertiary (2021). Treatment of municipal wastewater: Removal of nutrients and pathogens. Sustainability 2021, 13, 9554. https:// doi.org/10.3390/su13179554.
[19]. Stolyar, S. V.; Krasitskaya, V. V.; Frank, L. A.; Yaroslavtsev, R. N.; Chekanova, L. A.; Gerasimova, Y. V.; Volochaev, M. N.; Bairmani, M. S.; Velikanov, D. A. (2021). Polysaccharide-coated iron oxide nanoparticles: Synthesis, properties, surface modification. Mater. Lett. 2021, 284, 128920.
[20]. Thomas, D.; Fernandez, N. B.; Mullassery, M. D.; Surya, R. (2020). Iron oxide loaded biochar/polyaniline nanocomposite: Synthesis, characterization and electrochemical analysis. Inorg. Chem. Commun. 2020, 119, 108097.
[21]. Trần Văn Nhân (1989). Nghiên cứu tận dụng nước thải của sản xuất urê để nuôi trồng vi tảo có giá trị dinh dưỡng cao. Luận án Tiến sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội.
[22]. White, S. A.; Strosnider, W. H. J.; Chase, M. E. M.; Schlautman, M. A. (2021). Removal and reuse of phosphorus from plant nursery irrigation return water with reclaimed iron oxides. Ecol. Eng. 2021, 160, 106153.
[23]. Yang, W.; Dong, Y.; Li, J.; Fu, Q.; Zhang, L. (2021). Templating synthesis of hierarchically meso/macroporous N-doped microalgae derived biocarbon as oxygen reduction reaction catalyst for microbial fuel cells. Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, 2530 - 2542.
[24]. Zhao, Q.; Wang, S.; Lv, Z.; Zupanic, A.; Guo, S.; Zhao, Q.; Jiang, L.; Yu, Y. (2022). Using nanomaterials to increase the efficiency of chemical production in microbial cell factories: A comprehensive review. Biotechnol. Adv. 2022, 59, 107982.

Authors

Cúc Nguyễn Thị Kim
nguyencuc@tlu.edu.vn (Primary Contact)
Thu Ngô Thị Hoài
Hồng Đặng Diễm
Nguyễn Thị Kim, C., Ngô Thị Hoài, T., & Đặng Diễm, H. (2022). 07. Investigating the treatment of high dissolved organic water by using the combination of microorganisms - microalgae - biochar and Fe - Mn/AC nano material. Science Journal of Natural Resources and Environment, (42), 64–75. Retrieved from https://tapchikhtnmt.hunre.edu.vn/index.php/tapchikhtnmt/article/view/431
##submission.license.notAvailable##

Article Details

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

10. Current situation of plastic waste in household activities and proposed management solutions in Thanh Xuan district, Hanoi city

Hương Nguyễn Quỳnh, Hạnh Nguyễn Thị Hồng, Thành Nguyễn Khắc, Yến Nguyễn Như
Abstract View : 2
Download :0