Оценка эффективности и роли ряски (Lemna Minor) в удалении загрязняющих веществ во вторичных отстойниках очистных систем: комплексный обзор

Абдул Вахед Ахмади ^{a *}, Сукрю Дурсун ^a

^a Технический университет Коньи, Ени Стамбул Кад., 235/1, Конья, 42250, Турция

https://doi.org/10.29258/CAJWR/2024-R1.v10-1/115-125.eng

*E-mail: ahmadi267071@gmail.com

Сукрю Дурсун: sdursun@ktun.edu.tr

12 марта, 2024

Аннотация

Водные растения, включая ряску (Lemnaminor), все чаще используются в канализационных и водоочистных системах для улучшения параметров загрязнения и удаления органических веществ.  Настоящее исследование было направлено на изучение воздействия и эффективности ряски во вторичных отстойниках традиционных биологических очистных систем.  Производительность четырех вторичных отстойников с ряской и без нее была сопоставлена на основе анализа характеристик качества воды после очистки и оседания.  По результатам эксперимента вторичный отстойник с ряской продемонстрировал более высокую эффективность удаления по таким параметрам как химическое потребление кислорода (ХПК), биологическое потребление кислороде (БПК5), содержание аммония, фосфатов, суммарный азот (СА) и суммарный фосфор (СФ), а именно 70%, 75%, 72%, 82%, 67% и 96% соответственно по сравнению с отстойником без ряски.  Концентрации взвешенных твердых частиц в очищенной воде и значения индекса объема ила (sludgevolumeindex, SVI) были одинаковыми в обоих случаях.  Результаты исследования показывают, что применение ряски повышает эффективность традиционных биологических очистных систем, тем самым снижая необходимость в доочистке с целью удаления остаточных питательных веществ.  Кроме этого, экономическая эффективность применения ряски для очистки воды и возможность ее повторного использования в качестве удобрения и/или животного корма делают ее ценным ресурсом.  Оптимальная температура для роста ряски составляет примерно +26°C, и на него большее влияние оказывают солнечный свет и температура, нежели концентрации питательных веществ.

Доступно на английском

Скачать статью (анг)

Для цитирования:

Ahmadi, A., Dursun, S. (2024). Assessing the Efficiency and Role of Duckweed (Lemna Minor) in the Removal of Pollutants from Wastewater Treatment Plant Secondary Clarifier Tanks: A Comprehensive Review. Central Asian Journal of Water Research,  10(1), 115-125. https://doi.org/10.29258/CAJWR/2024-R1.v10-1/115-125.eng

Список литературы

Abdel-Wahab, M.A., Ghazy, M.A., El-Gamal, M.S. and El-Sayed, M.A. (2016). Nutrient removal from wastewater using duckweed: Lemna minor. International Journal of Phytoremediation, 18(10), pp. 1017-1023

Adeleke, R.O. & Cloete, T.E. (2012). Microalgae and duckweed biomass production for domestic wastewater treatment. Water SA, 38(2), 303-310

Alam, M.K., Islam, M.A.S., Saeed, T., Rahman, S.M. & Majed, N. (2023). Life Cycle Analysis of Lab- Scale Constructed Wetlands for the Treatment of Industrial Wastewater and Landfill Leachate from Municipal Solid Waste: A Comparative Assessment. Water (Switzerland), 15(5). https://doi. org/10.3390/w15050909

APHA, AWWA, WCPF (1998). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th Edition, American Public Health Association, Washington, D.C., 1998

Aziz, S.Q., Aziz, H.A. and Yusoff, M.S. (2015). Treatment of domestic wastewater using duckweed (Lemna minor): Effect of hydraulic retention time (HRT) on nutrient removal. Journal of Environmental Chemical Engineering, 3(3), pp. 1925-1934

Chen, G., Fang, Y., Huang, J., Zhao, Y., Li, Q., Lai, F., Xu, Y., Tian, X., He, K., Jin, Y., Tan, L. & Zhao, H. (2018). Duckweed systems for eutrophic water purification through converting wastewater nutrients to high-starch biomass: Comparative evaluation of three different genera (Spirodela polyrhiza, Lemna minor and Landoltia punctata) in monoculture or polyculture. RSC Advances, 8(32), 17927-17937. https://doi.org/ 10.1039/c8ra01856a

Chen, W., Guo, X., Li, Y., Chen, X. and Zhao, Y. (2016). Nutrient removal and energy production in a duckweed-covered wastewater treatment pond. Water Research, 104, pp. 457-465

El-Kheir, W., Ismail, G., Farid, A.E., Tarek, T. & Hammad, D. (2007). Assessment of the Efficiency of Duckweed (Lemna gibba) in Wastewater Treatment. International Journal of Agriculure and Biology, 9(5), 681-687

Gao, Y., Jin, S. & Liu, R. (2017). Duckweed-based constructed wetlands for municipal wastewater treatment: A review. Journal of Environmental Management, 198, 9-18

Gürtekin, E. & Şekerdağ, N. (2008). The Role of Duckweed (Lemna Minor L.) in Secondary Clarifier Tanks. SAÜ. Fen Bilimleri Dergisi, 12(1), 28-31

Iqbal, J., Atif, J., Anwar, M. & Baig, M.A. (2019). Growth and nutrient removal efficiency of duckweed (Lemna minor) from synthetic and dumpsite leachate under artificial and natural conditions, 1-9

Islam, M.S., Ahmed, M.K., Habibullah-Al-Mamun, M., Hoque, M.M., Sultana, M. and Al-Mamun, M.H. (2017). Effect of duckweed (Lemna minor) on the removal of nutrients from municipal wastewater. Environmental Science and Pollution Research, 24(3), pp. 2698-2707

Iwano, H., Hatohara, S., Tagawa, T., Tamaki, H., Li, Y.Y. & Kubota, K. (2020). Effect of treated sewage characteristics on duckweed biomass production and microbial communities. Water Science and Technology, 82(2), 292-302. https://doi.org/10.2166/wst.2020.168

Juliet Selvarani, A. J., Padmavathy, P., Srinivasan, A., & Jawahar, P. (2015). Performance of Duckweed (Lemna minor) on different types of wastewater treatment. International Journal of Fisheries and Aquatic Studies, 2(4), 208-212.

Katole, S. & Patil, A. (2015). The potential of duckweed in wastewater treatment. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 4(8), 439-452

Kaur, J. & Gupta, A. (2021). A comprehensive review on potential of duckweed for wastewater treatment: From conventional to advanced technology. Bioresource Technology Reports, 14, e00739

Li, W.W., Yu, H.Q. and He, Z. (2018). Emerging opportunities for wastewater treatment and energy recovery through microbial electrochemical technologies. Water Research, 140, pp. 64-71

Mohedano, R.A., Velho, V.F., Costa, R.H.R., Hofmann, S.M. & Belli Filho, P. (2012). Nutrient recovery from swine waste and protein biomass production using duckweed ponds (Landoltia punctata): Southern Brazil. Water Science and Technology, 65(11), 2042-2048. https://doi.org/10.2166/ wst.2012.111

Nassar, Hossam & Shaban, Munaf & Bassem, Samah & Abdel-Gawad, Fagr. (2015). Utilization of duckweed (DW) in nutrient removal from agricultural waste water and producing alternative economic animal fodder. 7. 280-285.

Ozengin, N. & Elmaci, A. (2007). Performance of Duckweed (Lemna minor L.) on different types of wastewater treatment. Journal of Environmental Biology, 28(2), 307-314

Rafiee, G., Karimi, S. & Hosseini, S.V. (2020). Use of Duck weed (Lemna minor) meal in Caspian Kutum (Rutilus frisii kutum) diets and its effects on growth indices and carcass composition. Aquatic Animals Nutrition, 6(1), 55-70. https://janb.guilan.ac.ir/ article_4573_301a7e945af2b277352c0f9389f5b98c.pdf?lang=en

Sen, R. & Swaminathan, T. (2014). Potential of duckweed in the treatment of wastewater fromdomestic sources. Environmental Progress & Sustainable Energy, 33(2), 569-577

Timmerman, M. & Hoving, I.E. (2016). Purifying manure effluents with duckweed, 27. http://edepot. wur.nl/374052

Wang, Q., Li, M. & Wang, Y. (2019). Removal of organic matter and nitrogen from wastewater by duckweed-based systems: A review. Water, 11(5), 1009

Wang, Y., Li, M., Li, L. & Liu, J. (2021). A comprehensive review on the potential of duckweed-based systems for nitrogen and phosphorus removal from wastewater. Water, 13(4), 490

Xu, J., Shen, Y., Zheng, Y., Smith, G., Sun, X.S., Wang, D., Zhao, Y., Zhang, W. & Li, Y. (2021). Duckweed (Lemnaceae) for potentially nutritious human food: A review. Food Reviews International, 00(00), 1-15. https://doi.org/10.1080/87559129.2021.2012800

Xu, J., Zhou, Q., Xu, X. & Huang, X. (2010). Application of duckweed to swine wastewater treatment and production of duckweed biomass as a feed supplement for pigs. Bioresource Technology, 101(10), 3655-3660

Yu, Z., Zhang, J., Chen, X., Zhang, Z. & Wang, J. (2017). The potential use of duckweed (Lemna minor L.) for wastewater treatment and renewable resource production in southern China. International Journal of Phytoremediation, 19(7), 623-632

Zhang, J., Hu, L., Zhou, J., He, Y., Wang, H. & Li, Y. (2017). Constructed wetlands with duckweed for wastewater treatment and reuse: A review. Environmental Science and Pollution Research, 24(26), 20657-20671