Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 A szennyvíztisztítás folyamatairól … egy kicsit másképpen Dr. Fleit Ernő egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Tel: 463 4260.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 A szennyvíztisztítás folyamatairól … egy kicsit másképpen Dr. Fleit Ernő egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Tel: 463 4260."— Előadás másolata:

1 1 A szennyvíztisztítás folyamatairól … egy kicsit másképpen Dr. Fleit Ernő egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Tel: copyright Dick H. Eikelboom/ASIS

2 2 A vízöblítéses wc-től az integrált membrántechnológiáig A problémák (egyik) oka: „a civilizáció fokát az is méri, hogy az ember mekkora távolságot tart önmaga és az anyagcsere végtermékei között” A problémák (egyik) oka: „a civilizáció fokát az is méri, hogy az ember mekkora távolságot tart önmaga és az anyagcsere végtermékei között”

3 3 A klasszikus biológiai szennyvíztisztítás 2 lépése Oxidáció (aerob heterotróf mikroorganizmusok) Oxidáció (aerob heterotróf mikroorganizmusok) Ülepítés (pelyhek) Ülepítés (pelyhek)

4 4 „Bacik, férgek, bugs…” Az eleveniszap: MESTERSÉGESEN FENNTARTOTT VÍZI ÖKOSZISZTÉMA Az eleveniszap: MESTERSÉGESEN FENNTARTOTT VÍZI ÖKOSZISZTÉMA Microthrix parvicella fluoreszcens mikroszkópos képe

5 5 Valójában több tucat különböző „képességű” és morfológiájú fajcsoport alkotja az eleveniszapot Fluroeszcens jelölésű Nitrobacter sejtcsoport (pehely)

6 6 Egysejtűeket is találunk.. Ezek szűrő életmódot folytatnak (vagy legelnek) Ezek szűrő életmódot folytatnak (vagy legelnek) Vorticella

7 7 Az eleveniszap, mint mesterséges ökológiai rendszer Élő sejtek (zömmel baktériumok) Élő sejtek (zömmel baktériumok) Elpusztult sejtek Elpusztult sejtek Nagyobb (5-100 mikrométeres) ún. partikulált anyagok (szubszrátok, pl. keményítő) Nagyobb (5-100 mikrométeres) ún. partikulált anyagok (szubszrátok, pl. keményítő) Szervetlen frakció (izzítási maradék) ez elérheti a teljes tömeg 10-50%-át is (!) Szervetlen frakció (izzítási maradék) ez elérheti a teljes tömeg 10-50%-át is (!)

8 8 Fonalas és pehelyképző baktériumok arányai Fonalasodás Normál, kedvező szerkezetű iszap

9 9 Ha nincs rendben a fonalas/pehelyképző arány…

10 10 Akkor tényleg baj van…

11 11 Hogyan jön létre az eleveniszap? Spontán módon Spontán módon Beoltással (többnyire ez a módszer – UASB, membránreaktoroknál feltétlenül) Beoltással (többnyire ez a módszer – UASB, membránreaktoroknál feltétlenül) A pelyhek kialakulása spontán folyamat – a pehelyméretet a telepen a mechanikai nyíróerők alakítják ki (de nem csak ezek!) A pelyhek kialakulása spontán folyamat – a pehelyméretet a telepen a mechanikai nyíróerők alakítják ki (de nem csak ezek!)

12 12 Az eleveniszap „biokémiai és ökológiai” viselkedése A részecskék két nagy csoportja: finom 0,1 – 5 mikronos sejtek nagyobb sejtaggregátumok (pelyhek, 50 – 500 mikron)

13 13 Az iszap jellemzésére használt „makroparaméterek” Iszapkoncentráció (2 - 6 g/L) Iszapkoncentráció (2 - 6 g/L) OUR (oxygen utilization rate) OUR (oxygen utilization rate) 30 perces ülepedés, SVI, DSVI, TEFL 30 perces ülepedés, SVI, DSVI, TEFL

14 14 Az eleveniszap „ökológiája” A fajlagos növekedési sebességben mutatkozó hatalmas különbségek A fajlagos növekedési sebességben mutatkozó hatalmas különbségek Eltérő szubsztrát preferenciák Eltérő szubsztrát preferenciák Eltérő terminális elektronakceptorok (aerob, anoxikus, anaerob reakcióterek szelektív hatásai) Eltérő terminális elektronakceptorok (aerob, anoxikus, anaerob reakcióterek szelektív hatásai) D.O., pH, hőmérséklet,  S  konc. és minősége – eltérő faji válaszreakciók – tolerancia küszöbök D.O., pH, hőmérséklet,  S  konc. és minősége – eltérő faji válaszreakciók – tolerancia küszöbök „Normál” működési paraméterek mellett az eleveniszap baktérium közössége messze a maximális növekedési sebesség alatt szaporodik (  akt   max ) „Normál” működési paraméterek mellett az eleveniszap baktérium közössége messze a maximális növekedési sebesség alatt szaporodik (  akt   max )

15 15 Az eleveniszap pehely összetétele, felépítése Miért jönnek létre sejtes „aggregátumok”? Miért jönnek létre sejtes „aggregátumok”?Elméletek: Nyálka kapszula (sejten kívüli polimerek – ESP (extracellular slime proteins) Nyálka kapszula (sejten kívüli polimerek – ESP (extracellular slime proteins) A sejtfelszín negatív töltése (+ töltött ionok segítik a sejtek összekapcsolódódását) A sejtfelszín negatív töltése (+ töltött ionok segítik a sejtek összekapcsolódódását) Molekuláris összekapcsolódás (sejtfalon túlnyúló fibrillumokkal) Molekuláris összekapcsolódás (sejtfalon túlnyúló fibrillumokkal)

16 16 A pelyhek létének következményei A fázisszétválasztás lehetséges (jó esetben) A fázisszétválasztás lehetséges (jó esetben) Mikrogradiensekben gazdag környezet (diffúziós limitáltság) Mikrogradiensekben gazdag környezet (diffúziós limitáltság)

17 17 Biológiai értelemben miből áll az eleveniszap? –Pehelyformáló baktériumok –Fonalas baktériumok –Nem pelyhesedő, szuszpendált baktériumok –Egysejtűek (pl. csillósok - szűrés), többsejtűek (pl. Nematodák - férgek) – legelés, ragadozás

18 18 Az iszap mikroszkópos morfológiája Mit látunk? – Hogyan értelmezzük technológia szempontjából a mikroszkópos képet? Mit látunk? – Hogyan értelmezzük technológia szempontjából a mikroszkópos képet? 100x nagyítás 100x nagyítás A pelyhek alakja A pelyhek alakja Átlagos mérete Átlagos mérete Egysejtűek, többsejtűek jelenléte és száma Egysejtűek, többsejtűek jelenléte és száma Fonalas szervezetek jelenléte, száma, alakja Fonalas szervezetek jelenléte, száma, alakja Szervetlen részecskék (zsírcseppek, textilszálak, stb.) Szervetlen részecskék (zsírcseppek, textilszálak, stb.) x nagyítás x nagyítás A pelyhek felépítése (kompozíciója) A pelyhek felépítése (kompozíciója) A flokkok textúrája (kompaktsága) A flokkok textúrája (kompaktsága) Diszperz növekedésű sejtek jelenléte Diszperz növekedésű sejtek jelenléte Fonalas szervezetek azonosítása (alak, méret, stb.) Fonalas szervezetek azonosítása (alak, méret, stb.) 1000x nagyítás 1000x nagyítás Fonalas szervezetek festődési tulajdonságai, 1  m-es tartományban sejtek alakja, kapcsolódási formái Fonalas szervezetek festődési tulajdonságai, 1  m-es tartományban sejtek alakja, kapcsolódási formái

19 19 Főbb folyamati paraméterek

20 20 A 2. lépés (fázisszétválasztás) problémái A tisztított (elfolyó) szennyvízben a megnövekedett lebegőanyag tartalom okai lehetnek: A tisztított (elfolyó) szennyvízben a megnövekedett lebegőanyag tartalom okai lehetnek: Diszpergált növekedésű baktériumok szaporodása (magas iszapterhelés, szűrő Protozoák hiánya, stb.) Diszpergált növekedésű baktériumok szaporodása (magas iszapterhelés, szűrő Protozoák hiánya, stb.) Deflokkuláció a levegőztető medencében (túlzott levegőztetés vagy keverés, mérgező hatások) Deflokkuláció a levegőztető medencében (túlzott levegőztetés vagy keverés, mérgező hatások) A kis flokk-ok nem szűrődnek ki a nagy flokkok hálóján az utóülepítő medencében – pin-point floc jelensége A kis flokk-ok nem szűrődnek ki a nagy flokkok hálóján az utóülepítő medencében – pin-point floc jelensége Az utóülepítő hidraulikai túlterhelése Az utóülepítő hidraulikai túlterhelése

21 21 A 2. lépés (fázisszétválasztás) problémái Az utóülepítő hibás tervezése (a terhelés egyenetlenül oszlik meg a medencében – bukóélek!) Az utóülepítő hibás tervezése (a terhelés egyenetlenül oszlik meg a medencében – bukóélek!) Felúszó iszap a denitrifikáció következtében (főleg nyáron, ha túl nagy a tartózkodási idő az utóülepítőben, és még van maradék BOI) Felúszó iszap a denitrifikáció következtében (főleg nyáron, ha túl nagy a tartózkodási idő az utóülepítőben, és még van maradék BOI) Nocardia szaporodás miatt (a gázbuborékok felflotálják a retikuláris növekedésű flokkokat) Nocardia szaporodás miatt (a gázbuborékok felflotálják a retikuláris növekedésű flokkokat) Ha a kotró nem éri el az utóülepítőben felhalmozódó iszap egy részét, az ott berothad, gázok képződnek, és ez „felflotálja” az iszapot. Ha a kotró nem éri el az utóülepítőben felhalmozódó iszap egy részét, az ott berothad, gázok képződnek, és ez „felflotálja” az iszapot. Fonalas (filament) baktériumok túlszaporodása Fonalas (filament) baktériumok túlszaporodása

22 22 BULKING Iszapfelúszás –– (per def.) ha a fonalas szervezetek túlszaporodása okozza az ülepítési problémákat

23 23 Néhány fonalas mikroszervezet Thiotrix – S granulumok Kén teszt

24 24 Indikátor szervezetek Microthrix parvicella (alacsony F:M arány) Microthrix parvicella (alacsony F:M arány)

25 25 Festési eljárások és morfológia 1851 típus (Gram festés) 1851 típus (Gram festés) 0092 típus (Neisser festés) 0092 típus (Neisser festés)

26 26 Thiotrix baktérium megtelepedése felszíneken Az immobilizált életforma dominanciája Az immobilizált életforma dominanciája

27 27 Bakteriális fonalak (filamentek) Fonalas szervezetek (általában baktériumok, de gombák is lehetnek az eleveniszapos rendszerekben) Fonalas szervezetek (általában baktériumok, de gombák is lehetnek az eleveniszapos rendszerekben) Megfelelő arányban természetes tagjai az iszap életközösségnek – tehát nem per se károsak! Megfelelő arányban természetes tagjai az iszap életközösségnek – tehát nem per se károsak! Növekedési forma: random vagy unidirekcionális szaporodás (pehelyképző vagy fonalképző szervezetek) Növekedési forma: random vagy unidirekcionális szaporodás (pehelyképző vagy fonalképző szervezetek) Rendszertani besorolásuk (milyen baktériumok, csak az elmúlt évtizedben kezdődött meg), kb. 30 féle filament ismert. (Kódszámokkal és fajnevekkel is jelölik őket) Rendszertani besorolásuk (milyen baktériumok, csak az elmúlt évtizedben kezdődött meg), kb. 30 féle filament ismert. (Kódszámokkal és fajnevekkel is jelölik őket) Sphaerotilus natans – egy félreértés Sphaerotilus natans – egy félreértés Domináns és szekunder megjelenésű fonalak Domináns és szekunder megjelenésű fonalak

28 28 A fonalak mikroszkópos meghatározása Alak (görbült, egyenes, elágazó) Alak (görbült, egyenes, elágazó) Méret (sejtek és teljes fonal hossz, vastagság) Méret (sejtek és teljes fonal hossz, vastagság) Gram és Neisser festési tulajdonságok Gram és Neisser festési tulajdonságok Felülethez kapcsolt növekedés (üvegmosó kefe) Felülethez kapcsolt növekedés (üvegmosó kefe) Kapszula – nyálka burok (van -nincs) Kapszula – nyálka burok (van -nincs) Kénpróba (szulfid redukció elemi kénné) – Beggiatoa, Thiotrix, 0914 típus Kénpróba (szulfid redukció elemi kénné) – Beggiatoa, Thiotrix, 0914 típus

29 29 A domináns szervezetek működési zavarokat jeleznek (bioindikátor szervezetek)

30 30 Miért van iszapfelúszás? Szelektív szaporodási előny bizonyos speciális szubsztrátokon (pl. szénhidrátok) Szelektív szaporodási előny bizonyos speciális szubsztrátokon (pl. szénhidrátok) Szelektív szaporodási előny bizonyos terminális elektron akceptorokon (pl. nitrát) Szelektív szaporodási előny bizonyos terminális elektron akceptorokon (pl. nitrát) A térben irányult sejtnövekedés és a gradiensek szerepe A térben irányult sejtnövekedés és a gradiensek szerepe Egyéb teóriák Egyéb teóriák

31 31 Hogyan küzdhető le a felúszás? A probléma azonosítása (pl. mikroszkópos vizsgálat) A probléma azonosítása (pl. mikroszkópos vizsgálat) Az alábbi három módszer közül választás (függően a probléma súlyosságától, és a telepi műszaki adottságoktól, és „az anyagiaktól”) Az alábbi három módszer közül választás (függően a probléma súlyosságától, és a telepi műszaki adottságoktól, és „az anyagiaktól”) –A RAS (iszap recirkulációs ág) manipulációja és a betáp. pontok (nyers szennyvíz) –Kémiai kezelés (flokkuláló szerek adagolása a jobb ülepedés érdekében) –Toxikus (szelektív) anyagok adagolása a fonalas szervezetek „irtására”

32 32 Az egészséges rendszer…

33 33 Következtetések és kitekintés Az iszap nem homogén, semmiképpen nem tekinthető „bacik” homogén halmazának Az iszap nem homogén, semmiképpen nem tekinthető „bacik” homogén halmazának A morfológia és a biokémia egyaránt fontos, és egymástól nem elválasztható A morfológia és a biokémia egyaránt fontos, és egymástól nem elválasztható Számos hatótényező ismeretlen (black box koncepció és feloldása) Számos hatótényező ismeretlen (black box koncepció és feloldása) Költségek és a jövő feladatai, technológiái Költségek és a jövő feladatai, technológiái


Letölteni ppt "1 A szennyvíztisztítás folyamatairól … egy kicsit másképpen Dr. Fleit Ernő egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Tel: 463 4260."

Hasonló előadás


Google Hirdetések