Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Biológiai műveletek Mikroorganizmusok, sejt – és szövettenyészetek felhasználása műszaki feladatok megoldására. A biológiai műveletek gazdaságosan nem.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Biológiai műveletek Mikroorganizmusok, sejt – és szövettenyészetek felhasználása műszaki feladatok megoldására. A biológiai műveletek gazdaságosan nem."— Előadás másolata:

1

2 Biológiai műveletek Mikroorganizmusok, sejt – és szövettenyészetek felhasználása műszaki feladatok megoldására. A biológiai műveletek gazdaságosan nem helyettesíthetők sem fizikai, sem kémiai eljárásokkal. A műszaki műveletek célja a fermentáció optimális körülményeinek biztosítása ( pl. keverés, oxigénbevitel, hűtés- fűtés …..) Mikroorganizmusok irányított tevékenysége ( fermentáció ) ( Fermentor – bioreaktor )

3 Biológiai szennyvíztisztítás „klasszikus” modellje (városi szennyvíz tisztítására)

4 A folyadékban ( vízben ) található szerves szennyeződések kvantitatív jellemzésének lehetőségei:

5 A minta teljes oxidációjával (elégetésével) nyert CO 2 mérésével ?

6 Az összes szerves és szervetlen anyag oxigénigénye ( TOD ).Katalítikus oxidáció, O 2 fogyás mérése alapján.

7 KMnO 4, K 2 CrO 4 nedves oxidációjából nyert oxigénfogyás alapján

8 A szennyvizekben levő, biológiailag bontható szerves anyagok koncentrációját jellemzi, és heterogén baktériumok általi biológiai lebontása során meghatározott idő és hőmérséklet mellett elfogyasztott oxigén mennyiségét jelenti.

9 Viszonylag gyors eredményt ad „5 nap”

10

11 A fermentáció „nyersanyaga” a szennyvíz finom lebegő kolloid és oldott szerves anyaga. Biológiai eljárás reakciótermékek Szilárd (baktériumszaporulat) Stabil oldott reakciótermékek (HCO 3 -, NO 3 -,…) Gáz (CO 2, CH 4, H 2 S, NH 3, N 2 ….) Ülepíthető, szűrhető

12 Példák a fermentáció alkalmazására: Nem aszeptikus ( „nem steril” ) műveletek pl: -szennyvíztisztítás, biogáz előállítás, bor erjesztése, fém kinyerés Nem aszeptikus műveletek, beoltással pl: -sörgyártás, tej fermentációja, alkoholok gyártása Aszeptikus eljárások pl: -antibiotikumok gyártása -protein előállítás

13 Prokarióták: (nincs valódi sejtmag) Baktériumok Kék algák Sugárgombák Jellemzőik: *Rendkívül gyors szaporodás *Nagy alkalmazkodóképesség Méretük ~ 1μm Eukarióták: (valódi, elkülönült sejtmag) Moszatok: Gombák: Protozóák : Méretük ~ 10μm Műszaki műveletekkel leválasztható? Mikroorganizmusok

14 Az „életjelenségek” (ezek alapján különbözteti meg a szemlélő, az „élettelent” az „élőtől”.) Mozgás? AnyagcsereSzaporodás Fotoszintezicáció Az „élet-tevékenységek” energiát igényelnek! Kémiai(reakció) eredetű energia

15 Biológiai szennyvíztisztítás Szilárd fázis elválasztása Reaktorokban (fermentorok): pl: -oxidációs árok -eleveniszapos rendszer -iszaprothasztó tartály -ülepítők -flotálók -centrifugák Reaktorok azok a készülékek, melyekben a kémiai, biokémiai reakciók lejátszódnak. A reakció sebessége a reagáló anyagok tulajdonságaitól, és reaktor kialakításától, főleg hidraulikai tulajdonságaitól függ.

16 A reaktorok felosztása: Tartályreaktorok: homogén közegben oldott, illetve szuszpendált szennyezőanyagok és baktériumok (pl.eleveniszapos levegőztető-medence) oxigénbevitel CoCo C KI

17 Töltött toronyreaktorok: a baktériumok szilárd töltet felületén szaporodnak (pl. csepegtetőtest, merülőtárcsa)

18 Keverős tartályreaktor: A keverőszerkezet miatt az elegykoncentráció a reartortérben homogén. A belépő szennyvíz azonnal felhígul (ipari szennyvizek esetleges mérgező hatása csökken)

19 Energiaforrás -Az élet fenntartásához -Testfelépítéshez -Szaporodáshoz Fototrofok: -Zöld növények (klorofilek) -Fotoszintetizáló algák Kemotrofok:

20 Anyagfelvétel a sejthártyán keresztül Darabos és kolloid szerves szennyeződés Energianyerés (oxidáció) ATP=>ADP Sejtanyag szintézis (szaporodás) Testen kívül ható enzimek (exoenzimek) Hidrolizáció, „elfolyósodás”

21

22 A szervesanyag-tartalmú szennyvizek lebontását általában heterotrof baktériumok végzik. Szénvegyületek lebontása molekuláris O 2 jelenlétében, vagy hiányában is!: fakultatív aerob mikroorganizmusok Lebontás csak molekuláris O 2 jelenlétében: obligát aerobok Lebontás molekuláris O 2 távollétében: obligát anaerobok

23 A szervetlen összetevők (elsősorban NH + 4 ) oxidációja autotrof mikroorganizmusokkal. Kemoautrof organizmusok ( nitrifikáló-és szulfátbaktériumok ) szervetlen anyagok oxidációja: NH + 4 NO - 3 S -2 SO 4 2- Valamennyi mikroorganizmusnak szüksége van szervetlen tápanyagokra, felvehető, oldott, ionos formában: PO 4 3-, NH + 4, SO 4 2-,nyomelemek.

24 Anyagtraszport: Hordozó anyag biofilm Enzimes reakció Folyadék film diffúzió abszorpció deszorpció levegő: O 2 termékek víz diffúzió CO 2, NH 3, CH 4 Oldódás Lebontandó szerves anyag

25 1.Víz jelenléte 2.Tápanyagok ( szerves BOI 5, szervetlen ) 3.Megfelelő hőmérséklet (reakciósebesség) 4.Megfelelő Ph Műszaki feladat: melegítés-hűtés, oxigénellátás A biológiai műveletek külső (környezeti) feltételei: 5.Toxikus anyagok csak kis koncentrációban (nehézfémek, savak, lúgok, aromások, peszticidek…) -Pszihofilek: 20 o C alatt -Mezofilek: 20…45 o C -Termofilek: 50 o C felett

26 6. Oxigénkoncentráció – igény szerint: - Aerob - Fakultatív - Anaerob 7.Biológiai tényezők: -adaptáció: a sejtek megváltozott környezethez való alkalmazkodása (pl. megváltozott tápanyag kínálat): inaktív —> aktív állapot -Szelekció: természetes kiválasztódás, egyes fajok szaporodása, mások esetleges eltűnése -Életközösségek – biocönózis => rendkívül rugalmas rendszer

27 Biokémiai reakciók. 1.Irreverzibilisek ( a végállapot a reagáló komponens egyikének fogyásával megadható) 2.Heterogén reakciók (diszperz rendszerek) 3.Jellemző a reagensek és a termékek kis koncentrációja (anyagtraszport jelentősége) 4.Reakciók sorozata (egymásutánisága) 5.Termékgátlás - inhibíció

28 Iszapszaporodási görbe Oldott oxigénigény szükséglet

29

30

31

32

33

34 A biológiai szennyvíztisztítás fő eljárásai: 1. Csepegőtestes -töltelékes -merülőtárcsás 2. Eleveniszapos -felszini levegőztetés -sűrített levegős -oxidációs árok 3. Tavas -aerob -anaerob -fakultatív

35

36

37 Töltet: -zúzott kő -műanyag -( mérete, hézagtérfogata, felülete) -hatékony előülepítés -biológiai hártya mérete, minősége -a szennyvíz minősége (toxicitás, szervesanyag terhelés, recirkuláció) -oxigénbevitel -vízelosztás Az egyik legmegbízhatóbb biológiai tisztítási eljárás.

38 Melyik töltetet választaná? Miért?

39

40 Merülőtárcsás szennyvíztisztítók:

41

42

43

44 levegő

45 Eleveniszapos szennyvíztisztítás: O2O2

46 Oxidációs árok Szakaszos működés

47

48 Szennyvíztisztító tavak: Aerob: 0,5…1m mélységű, ( cirkuláció nélküli eleveniszapos rendszer, oxigént termelő algák, termikus keveredés) Anaerob: 2m-nél mélyebb.( teljes térfogatában anaerob viszonyok) Fakultatív tó: 1,2…1,8m mély. (aerob felszíni, anaerob fenékzóna (anaerob iszapbomlás).

49

50 Iszapstabilizáció Szerves anyagok Heterotrof baktériumok CO 2, H 2 O Szerves anyagok Négy fázisú, különböző baktériumcsoportok tevékenysége CO 2, CH 4 Aerob ~ Anaerob ~

51

52

53

54

55 Szakaszos üzem

56

57

58 Biológiai gáztisztítás

59

60 Gázmosás eleveniszapos technológiával kombinálva

61

62 -nagy fajlagos felület -egyenletes töltetelosztás


Letölteni ppt "Biológiai műveletek Mikroorganizmusok, sejt – és szövettenyészetek felhasználása műszaki feladatok megoldására. A biológiai műveletek gazdaságosan nem."

Hasonló előadás


Google Hirdetések