Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02."— Előadás másolata:

1 VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02 ‰ folyók, atmosz- féra, élővilág 2.6 % édes- víz 0.14 ‰ 1.4 milliárd km 3, a földkéreg felszínének 71 %-át borítja víz

2

3

4

5

6 Felszíni vizek oxigénmérlege ΔO2 = (O2 be + O2 f + O2 dbe) – (O2 ki + O2 l + O2 k + O2 dki) Ahol: O2 be : a befolyó vízzel érkező oldott oxigén mennyiség, O2 f : a fotoszintézis során termelt oldott oxigén mennyiség, O2 dbe : az atmoszférából a víztestbe diffundáló oldott oxigén mennyiség, O2 ki : a kifolyó vízzel távozó oldott oxigén mennyiség, O2 l : a légzés során elfogyasztott oldott oxigén mennyiség, O2 k : a kémiai folyamatok során elfogyasztott oldott oxigén mennyiség, O2 dki : a diffúzióval az atmoszférába távozó oldott oxigén mennyiség.

7 OXIGÉN HÁZTARTÁSI PROBLÉMÁK

8 Felszíni vizek napi oxigéngörbéje

9

10 Oxidáltsági fok: Nitrátammonifikáció (nitrátredukció) Nitrogén molekula dinitrogén- oxid nitrogénkötésdenitrifikáció Ammónium- ion Amino csoport hiposalét- romsav NitritNitrát nitrifikáció -III-II-IO+I+II+III+IV+V

11 Oldott N 2 Szerves N NO 3 -N Oldott N 2 NO 2 -NNO 3 -N NO 2 -N NH 4 -N Szerves N nem lebomló szerves N víz üledék NO 3 -N, NO 2 -N, NH 4 -N szerves N NO 3 -N, NO 2 -N, NH 4 -N szerves N diffúzió kiülepedés felkeveredés diffúzió szorpció ammónia képződés ammónia felvétel anaerob nitrogénkötés denitrifikáció nitrát redukció diffúzió denitrifikáció ammónia képződés ammónia felvétel levegő aerob nitrogénkötés nitrát felvétel nitrifikáció denitrifikáció

12 Biokémiai folyamatok: (1) Nitrogénkötés Nitrogénkötés  Kékalgák, baktériumok által  Mesterséges ammóniaszintézissel  Fotokémiai úton (NH 3 ), (NO x ) N 2  2 N( H = KJ) 2 N + 3 H 2  2 NH 3 ( H = - 54 KJ)

13 Delwiche (1977) szerint millió tonna

14 Biokémiai folyamatok: (2) Ammonifikáció: Ammonifikáció:  Az élőlények elpusztult testét baktériumok bontják aminocsoport eltávolításával, ammónia (NH 3 ) előállításával. (pl. Pseudomonas): 2CH 2 NH 2 COOH + 3O 2  4CO 2 + 2H 2 O + 2NH 3 (H = 737 KJ/mol glicin)

15 Ammónia-ammónium egyensúly: (2) NH 3 + H 2 O  OH - + NH 4 + NH H 2 O = H 3 O + + NH 3 °C pKa9,809,739,569,409,259,09

16 Ammónia-ammónium egyensúly: (3) Az ammónia-molekula vízben oldódik, lúgként viselkedik (protont tud felvenni); az ammónium-ion viszont savtermészetű (protont tud leadni). Az ammónia-molekula vízben oldódik, lúgként viselkedik (protont tud felvenni); az ammónium-ion viszont savtermészetű (protont tud leadni). Az ammónium-ion számára az élő sejthártya áthatolhatatlan, a szabad ammónia viszont a sejtmembránon áthatol, veszélyeztetve az élőlényeket. Az ammónium-ion számára az élő sejthártya áthatolhatatlan, a szabad ammónia viszont a sejtmembránon áthatol, veszélyeztetve az élőlényeket. A víz ammónia – ammónium tartalmáért algák, vízinövények, baktériumok versengenek. A víz ammónia – ammónium tartalmáért algák, vízinövények, baktériumok versengenek.

17 Ammónia-ammónium egyensúly: (1) Az ammónia %-os aránya a pH és hőmérséklet függvényében ammónia [%] T [  C] pH

18 Nitrifikáció: Nitrifikáció:  A különböző folyamatokkal keletkező ammóniát (NH 3 ) a nitrifikáló baktériumok először nitritté (NO 2 - ), majd nitráttá (NO 3 - ) oxidálják és szervetlen szénből szerves anyagot szintetizálnak. (pl. Nitrosomonas): 2NH 3 + 3O 2  2H + + 2NO H 2 O (H = KJ) (pl. Nitrobacter): 2NO O 2  2NO 3 - (H = KJ)

19 Nitrátnitrátredukció: Nitrátnitrátredukció:  anaerob körülmények  a baktériumok a nitrát (NO 3 - ) ionokat oxigénforrásként, illetve hidrogénion (H + ) akceptorként hasznosítják  A folyamat nitriten (NO 2 - ) keresztül az ammónia (NH 3 ), ill. ammónium-ionig (NH 4 + ) fut. (pl. Pseudomonas): 2C 6 H 12 O 6 + 6NO 3 -  12CO 2 + 6OH - + 6NH 3

20 Denitrifikáció: Denitrifikáció:  Ez a folyamat is a nitrátért (NO 3 - ) versenyez. Itt a redukció csak dinitrogén-oxid (N 2 O) vagy dinitrogén-gázokig (N 2 ), történik. (pl. Nitrococcus denitrificans): C 6 H 12 O 6 + 6NO 3 -  6CO 2 + 3H 2 O + OH - + 3N 2 O (H = KJ / mol glükóz) 5C 6 H 12 O NO 3 -  30CO H 2 O + 24OH - + 3N 2 (H = KJ / mol glükóz) (pl. Thiobacillus denitrificans): 5S + 6NO CaCO 3  3SO CaSO 4 + 2CO 2 +3N 2 (H = KJ / mol kén)

21 Felszíni vizek nitrogénmérlege A vizek nitrogénmérlege az alábbi részfolyamatokból evődik össze. BEVÉTELI OLDAL: a befolyó vízzel érkező mennyiség, a nitrogénkötéssel bekötődő mennyiség, az élőlények által (pl. vándorló madárcsapatok által) bevitt mennyiség, a nitrogéngáz bediffundálása a vízbe. KIADÁSI OLDAL: a kifolyó vízzel távozó mennyiség, a denitrifikációval távozó mennyiség, a vizet elhagyó, vagy a vízből kivett, élőlények testében kivitt mennyiség, a nitrogéngáz kidiffundálása a vízből.

22

23 Tó - víz Lebegő anyag Pórus - víz Üledék A VÍZ- ÜLEDÉK KÖLCSÖNHATÁST BEFOLYÁSOLÓ FŐ FOLYAMATOK Szorpció Precipitáció Szorpció Oldódás Felkeveredés ÜlepedésKonvekció Diffúzió Határ- réteg VÍZ ÜLEDÉK réteg

24

25 A FOSZFORTERHELÉS NÖVELÉSÉNEK HATÁSA

26 A FOSZFORTERHELÉS CSÖKKENTÉSÉNEK HATÁSA

27

28 Biológiai szennyvíztisztítás Fő feladata a lebegő szerves részecskék, oldott és kolloidális szerves szennyezők lebontása biokémiai oxidáció során. Aerob körülmények között, mikroorganizmusok segítségével. Az óriásmolekulákat alkotóelemikre bontják, végtermékként ammónia, nitrit, nitrát, nitrogén, szén-dioxid, víz stb. keletkezik A reakciók egy része a szervezeteken kívül játszódik le, nagy részük csak élősejt által katalizált folyamatként megy végbe. Az enzim fogalma: a biokémiai reakciókat felgyorsítják, de a végtermékbe nem épülnek be és nem változtatják meg tulajdonságaikat, mennyiségük nem csökken észrevehetően.

29 Biológiai szennyvíztisztítás Az enzimek igen sokfélék lehetnek (kulcs-zár analógia) Specifikusok (csak egyfajta szubsztrátot fogad) Összetettek A mikroszervezetek élettevékenységükhöz, anyag- és energiacsere-folyamataikhoz igénylik és felhasználják a szennyvízben lévő szerves anyagokat, amelyeket az enzimjeik felhasználásával hasznosítanak. Pl.: keményítő, fehérjék + ENZIM = glükóz, aminosavak A vízoldható szerves anyagok a sejtfalon adszorbeálódnak, majd bediffundálódnak a sejtbe és ott bontódnak le.

30 Biológiai szennyvíztisztítás A különböző szervezetek más-más módon veszik fel a tápanyagot Heterotróf szervezetek (szerves anyagot vesznek fel) Autotróf szervezetek (CO 2 -ból jutnak szénhez) Közbenső heterotrófok (mindkét forrás jó nekik) Az autotrófok lehetnek fotoautotrófok (pl.: zöld és bíbor színű kénbaktériumok), vagy kemoautotrófok (pl.: nitrifikáló baktériumok, vasbaktérimok).

31 Biológiai szennyvíztisztítás A baktériumokat csoportosíthatjuk a légzés módja szerint is: aerob anaerob fakultatív anaerob Aerob baktériumok: a levegő oxigénjét használják, teljes oxidációra képesek, pl.: glükózból víz és szén-dioxid keletkezik Anaerob baktériumok: csak részleges oxidáció játszódik le, ilyenkor keletkeznek a nagy molekulájú szerves vegyületekből a kisebb molekulájú alkoholok, tejsav, ecetsav, aceton stb.

32 Biológiai szennyvíztisztítás A mikroorganizmusok megfelelő működéséhez optimális körülmények és nyersanyagok kellenek. A sejteket zömmel a szén, hidrogén, nitrogén, elemeket tartalmazó szerves vegyületek építik fel. Ha ezek közül valamelyik szükséges, de nem áll rendelkezésre elegendő mennyiségben, csökken az enzimtevékenység. Adagolni kell! Az enzimtevékenységet befolyásoló tényezők: hőmérséklet pH (5,0-8,5) redoxpotenciál oldott oxigén tápanyag-összetétel megfelelő mikroflóra

33 A szennyvíz mikroflórájának szerepe A szennyvíz biológiai tisztításának alapvető feltétele, hogy mikroorganizmusok legyenek jelen. A mikroorganizmusok számának időbeli változását harang-görbén ábrázolhatjuk.

34 A szennyvíz mikroflórájának szerepe A szennyvízben található mikroorganzimusok száma a vízben található szerves anyag minőségének és mennyiségének függvénye. idő baktériumok szubsztrát Iszapszaporodási görbe

35 A lebontáshoz szükséges oxigénigény A biokémiai oxigénigény (BOI) az az oxigénmennyiség [mg/dm 3 ], mely a szennyvízben, vagy a szennyezett vízben lévő szerves anyag aerob baktériumok által történő lebontásához, adott időtartam és hőmérséklet mellett szükséges. A biokémiai oxigénigény arányos a víz szerves anyag tartalmával. BOI < KOI ps < KOI Cr < TOI Szerves anyag + O 2 + mikroorganizmus → CO 2 + H 2 O Szerves anyag + O 2 + Nitrosomonas → NO H 2 O NO O 2 + Nitrobacter → NO H 2 O

36 A biokémiai oxigén igény lefutási görbéje

37 Csatornahálózat biológiája Sz agterhelés, különösen a nyomóvezetéknek gravitációs csatornákba csatlakozásakor. Szulfátkorrózió a csatornahálózatokban (vezetékekben, aknákban és átemelőkben) Csatornákban dolgozó személyzet veszélyeztetése, kedvezőtlen befolyás a szennyvíztisztításra.

38 Csatornahálózat biológiája Oldott oxigén elfogyhat - anaeróbia Oxidált kénvegyületek redukciója SO42-→ S2- (→H2S ↑) Szufátredukáló CH3COOH + SO42- H2S + 2 HCO3- Metanogén CH3COOH CH4 + CO2 Szufátredukáló 4 H2 + SO42-H2S + 2 H2O + 2 OH- Metanogén 4 H2 + CO2CH4 + 2 H2O

39 Csatornahálózat biológiája

40 Fertőtlenítés Célja, hogy a szennyvíztelepről kilépő anyagéramok kórokozó mikroorganizmusai elpusztítsa, fertőzőképességüket megszüntesse. A mikroorganizmusok enzimrendszerét irreverzibilisen befolyásolja. Az enzimrendszerek az oxidáló anyagokra igen érzékenyek. Jelenleg klórt, Na-hipokloritot, ózont, UV-t használnak. A sejtekre klórozáskor toxikus hatást a hipoklóros sav fejt ki, ami a vízbe vezetett klórgázból keletezik: Cl 2 + H 2 O → HOCl + H + + Cl - A bevitt klórt a szennyvízben jelenlévő ammónia klóraminok formájában leköti, ezért a klóradagolást az ammóniatartalom figyelembevételével kell végezni.

41 Vízhálózatok biológiája Vízbeszerzés módja Parti szűrés Problémák: folyószennyezés, eltömődés (olaj, kátrány, vas-mangán baktériumok, korrózió, elhomokosodás, karbonátosodás), mikroszennyezők, NH4-N. Rétegvíz Problémák: beszivárgó szennyezés, As, NH4-N, NO3-N, huminanyag, CH4, vas-mangán baktériumok. Felszíni víz Problémák: Eutrofizálódás, mikroszennyezők, lebegőanyag, savasodás (?).

42 Vízhálózatok biológiája Vas és mangán baktériumok Kemoszintetizálók Fe (II) Fe (III) + energia Mn (II)Mn(IV) + energia Fajonként mást végeznek Problémák: csapadék lerakódás,, másodlagos szervesanyag terhelés, klórigény növekedés, szag és íz gondok, színezés, lebegőanyag tartalom növekedés, korrózió Íz- és szaganyagok Aromás szag: Asterionella, Cyclotella Halszag: Eudorina, Melosira Földszag: Stephynodiscus Fűszag: Anabaena, Aphanizomenon


Letölteni ppt "VÍZKÉSZLETEK 97.4% óceá- nok, tenge- rek 0.61 % talajvíz 1.98% jég (jégsap- kák, gleccse- rek) 0.05 ‰ Telítet- len talaj- zóna 0.07 ‰ tavak, tározók 0.02."

Hasonló előadás


Google Hirdetések