Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az anaerob rothasztók ellenőrzése és biokémiai jellemzése Oláh József 1 – Borbélyné Jakab Judit 1 – Kardos Levente 2 1 Fővárosi Csatornázási Művek Rt.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az anaerob rothasztók ellenőrzése és biokémiai jellemzése Oláh József 1 – Borbélyné Jakab Judit 1 – Kardos Levente 2 1 Fővárosi Csatornázási Művek Rt."— Előadás másolata:

1 Az anaerob rothasztók ellenőrzése és biokémiai jellemzése Oláh József 1 – Borbélyné Jakab Judit 1 – Kardos Levente 2 1 Fővárosi Csatornázási Művek Rt. – 2 PhD. hallgató, ELTE KKKK

2

3 DEFINICIÓ Az anaerob rothasztás olyan biológiai folyamat, amelynek során a szerves anyag oxigén távollétében metánná és széndioxiddá alakul át. A rothasztás nem olyan kémiai reakció, amely pontos sztöchiometrikus törvényeknek engedelmeskedik. B iokémiai „eljárás”, amely nem egy meghatározott folyamat. Egyes paramétereit pontosan le lehet írni, másokat nem.

4 I. lépcsőII. lépcső SavképzésGázképzés Hidrolízis Savképzés Nagy molekulájú szerves anyagok Egyszerű szerves vegyületek Illékony szerves savak Metán, CO 2 Az anaerob rothasztás folyamata

5 A rothasztást befolyásoló tényezők Megfelelő összetételű tápanyag Megfelelő környezeti feltételek Üzemeltetés ellenőrzés információk beavatkozás

6 Az anaerob terek ellenőrző paraméterei Hőmérséklet pH Lúgosság Illósav Redoxpotenciál

7 pH: 7,2 – 8,5 Sejt pH:  7 Nem disszociált molekulák H + OH - Toxikus: gyenge sav kis pH értéken, gyenge lúg nagy pH értéken Pufferkapacitás - Lúgosság

8 A túlterhelés hatására bekövetkező pH, lúgosság, és illósav koncentráció változásának elvi összefüggése

9 A pH, széndioxid tartalom és lúgosság összefüggése

10 ……….ábra A A pH, illósav, lúgosság, savasság és a CO 2 tartalom alakulása egy üzemi rothasztó berendezésnél

11 1./ Az illósavak felszaporodásával egyidejű pH csökkenés 2./ Lúgosság csökkenése 1500 mg CaCO 3 /l alá és az illósav koncentráció emelkedése 2000 mg/l fölé. Az anaerob rendszer egyensúlyának megbomlása 3./ Az összes illósav és a lúgosság arányszáma nagyobb mint 0,8. 4./ A redoxpotenciál növekedése

12 Redoxpotenciál Savképzés: -508 mV és -516 mV Gázképzés: -520 mV és -516 mV Optimális tartomány Mezofil üzemmód: -450 mV és -560 mV Termofil üzemmód: -480 mV és -560 mV

13 A redoxpotenciál, az illósav, a gázfejlődés és pH összefüggése egy anaerob rendszerben

14 A redoxpotenciál változása a termofil és a mezofil kísérleti rothasztó berendezésekben

15 Fajlagos gáztermelés és a gázösszetétel A szubsztrát anaerob biológiai bonthatóságát jellemzi. A szubsztrát anaerob biológiai bonthatóságát jellemzi. A reaktorban lebontott szerves anyagra vonatkoztatjuk. A reaktorban lebontott szerves anyagra vonatkoztatjuk. 0,75 – 1,12 m 3 /kg 0,75 – 1,12 m 3 /kg CH 4 /CO 2 arány CH 4 /CO 2 arány A szubsztrát összetételre következtethetünk. A szubsztrát összetételre következtethetünk.

16 Az anaerob lebontás hatásfoka Ellenőrző paraméter Ellenőrző paraméter A betáplált, illetve a távozó anyagok KOI, szerves-anyag vagy széntartalmában mérhető. A betáplált, illetve a távozó anyagok KOI, szerves-anyag vagy széntartalmában mérhető. A gyakorlatban a szerves anyag lebontására vonatkoztatják. A gyakorlatban a szerves anyag lebontására vonatkoztatják.

17 Biomassza tartalom Indirekt analitikai eljárások: DNS-, fehérje-, ATP-tartalom mérése Indirekt analitikai eljárások: DNS-, fehérje-, ATP-tartalom mérése Nem alkalmazhatók a szennyvízkezelésben Nem alkalmazhatók a szennyvízkezelésben Izzítási veszteség mérése Izzítási veszteség mérése Fehérje tartalom mérése Fehérje tartalom mérése

18 Enzimaktivitás vizsgálatok A savtermelő lépcsőben lejátszódó hidrolízis folyamatának jellemzésére jól alkalmazhatók. A savtermelő lépcsőben lejátszódó hidrolízis folyamatának jellemzésére jól alkalmazhatók. A makromolekulákat kisebb egységekre bontják, így be tudnak hatolni a sejt belsejébe. A makromolekulákat kisebb egységekre bontják, így be tudnak hatolni a sejt belsejébe. A hidrolitikus enzimaktivitással jellemezhető egy szubsztrát bonthatósága is (a szubsztrát lebontási sebesség az enzimaktivitás függvénye). A hidrolitikus enzimaktivitással jellemezhető egy szubsztrát bonthatósága is (a szubsztrát lebontási sebesség az enzimaktivitás függvénye).  az anaerob folyamat szubsztrát lebontási aktivitásának nyomon követése  az anaerob folyamat szubsztrát lebontási aktivitásának nyomon követése Dehidrogenáz Dehidrogenáz Lipáz Lipáz Proteáz Proteáz

19 Lipáz Szubsztrát: para-nitro-fenil-palmitátSzubsztrát: para-nitro-fenil-palmitát Az inkubált körülmények között lejátszódó enzimreakció hatására keletkező para-nitro-fenol koncentrációját mérjük spektrofotometriásan 410 nm-en.Az inkubált körülmények között lejátszódó enzimreakció hatására keletkező para-nitro-fenol koncentrációját mérjük spektrofotometriásan 410 nm-en. Az üzemi tornyokból származó enzimaktivitás adatok alapján megállapítható, hogy időszakos szerves anyag terhelés (zsír, fehérje hulladék) hatására a lipáz és a proteáz enzimek aktivitása is megnőtt. Az üzemi tornyokból származó enzimaktivitás adatok alapján megállapítható, hogy időszakos szerves anyag terhelés (zsír, fehérje hulladék) hatására a lipáz és a proteáz enzimek aktivitása is megnőtt. A lebontást jellemző kémiai paraméterek (pH, lúgosság, illósav) lényeges nem változtak. A lebontást jellemző kémiai paraméterek (pH, lúgosság, illósav) lényeges nem változtak.

20 Időszakos terhelés növekedés hatására az üzemi, mezofil anaerob rothasztó berendezésben (I. torony) a lipáz enzim aktivitás változása

21 A lipáz aktivitás változása a termofil és a mezofil félüzemi reaktorokban

22 Proteáz Szubsztrát: kazein Az inkubált körülmények között lejátszódó enzimreakció hatására keletkező tirozin megjelenését követjük nyomon további reakciók által, majd 660 nm-en fotometrálva. Időszakos terhelés növekedés (tejipari szennyvíz) hatására 1-2 nap alatt a proteáz aktivitás megnő, majd a terhelés megszűnésével megközelíti az alapterhelésnek megfelelő értéket.

23 Időszakos terhelés növekedés hatására az üzemi, mezofil anaerob rothasztó berendezésben (I. torony) a proteáz enzim aktivitás változása

24 Időszakos terhelésnövekedés hatása a félüzemi, termofil rothasztó toronyban a proteáz enzim aktivitás változása

25 A proteáz aktivitás alakulása az üzemi és félüzemi berendezésekben

26 Az enzimaktivitás mérések értékelése Gyorsan elvégezhető mérések Gyorsan elvégezhető mérések Átlagos felszereltségű laboratórium is elegendő Átlagos felszereltségű laboratórium is elegendő Célszerű alkalmazni, ha gyakori a szubsztrát- összetétel változása Célszerű alkalmazni, ha gyakori a szubsztrát- összetétel változása Jól nyomon követhető az adaptáció folyamata Jól nyomon követhető az adaptáció folyamata A szokásos kémiai paraméterek nem jelzik a tápanyag ellátásban bekövetkező változásokat A szokásos kémiai paraméterek nem jelzik a tápanyag ellátásban bekövetkező változásokat

27 Hőmérséklet pH Lúgosság Illósav Redoxpotenciál Az ellenőrzés szempontjából meghatározó paraméterek Fajlagos gáztermelés és gázösszetétel Enzimaktivitás

28 Köszönjük figyelmüket!


Letölteni ppt "Az anaerob rothasztók ellenőrzése és biokémiai jellemzése Oláh József 1 – Borbélyné Jakab Judit 1 – Kardos Levente 2 1 Fővárosi Csatornázási Művek Rt."

Hasonló előadás


Google Hirdetések