Hulladék mintavétel, összetétel vizsgálat A minta reprezentálja a hulladékot. MSZ 21420-28 és MSZ 21420-29 • 1. szakasz: helyszíni szemle, mintavételi hely kialakítása • 2. szakasz: mintavétel

Mintavétel lépései I. Átlagminta létrehozása A hulladék gyűjtőjárműből történő elnyújtott lerakása és a minimum 500 kg tömegű átlagminta véletlenszerű elkülönítése. A gyűjtőterületen kijelölt 20-40 db 110 l-es tartály vagy 2-4 db.1,1 m3-es tartály közül véletlenszerűen kiválasztanak 5db. 110 l-es vagy 1 db. Konténert. II. Átlagminta szétbontása nagyság szerint (rostálás), majd a százalékos összetétel meghatározása. III. Mintavétel laborvizsgálathoz IV. Eredmények értékelése

Az átlagminta méret és anyagfajták szerinti szétválogatása Szükséges eszközök: – tiszta, szilárd burkolatú, fedett terület; – válogatószita, legalább 1,2 m x 1,2 m-es, szitatartó kerettel 2 db négyzetes nyílású síkszitával (100 mm, illetve 20 mm lyukméretű) és a finom hulladékot összegyűjtő tálcával; – táramérleg 100 kg vagy nagyobb felső méréshatárral, legalább 10 g pontossággal; – hulladéktároló edények (hulladéktároló tartályok); – műanyag zacskók; – védőesztyű, védőruházat. Elsődleges kategorizálás – 100 mm< Másodlagos kategorizálás – 20-100 mm De lehet más mérettartományokat is vizsgálni Pl.: <8, 8-40, 40-120, >120 mm

Hulladékok felosztása

Fizikai jellemzők Térfogattömeg, Darabosság (szemeloszlás), Szárazanyag-tartalom (SZA), Maradéknedvesség, Mechanikai összetétel, Fűtőérték

KÉMIAI JELLEMZŐK

További kémiai jellemzők Szervesanyag-tartalom (SZEA) Szervetlenanyag-tartalom (hamu) Toxikus anyagok (nehézfémek, stb.) Oxidálható anyagok meghatározása KOI

BIOLÓGIAI JELLEMZŐK

Aerob bonthatósági vizsgálatok Dewar teszt (önmelegedés mérése alapján) Oxigénfogyasztás mérése alapján (oxigén felvételi hányados meghatározása): BOI-mérő készülékkel Egyedi fejlesztésű készülékkel

Az aerob biológiai folyamat laboratóriumi vizsgálatára, modellezésére egyedi fejlesztésű kísérleti berendezést hoztunk létre a Főiskolán. A berendezéssel kontrolált körülmények (hőmérséklet, oxigén koncentráció) mellett tudjuk meghatározni a komposztálás biológiai folyamatát legjobban jellemző paramétert a biológiai oxigénfogyasztás pillanatnyi értékét, vagy más kifejezéssel a biológiai aktivitást.

Az aktivitás a komposztálási folyamat legfontosabb paramétere, amellyel jellemezhető a szerves anyag esetünkben az iszap degradálhatósága, valamint a lebontás menetét befolyásoló tényezők hatása. Az aktivitás mértéke a szubsztrátum bonthatóságán túl függ a komposztálás menetét befolyásoló környezeti tényezőktől: hőmérséklettől, oxigénkoncentrációtól, átlevegőztethetőséget meghatározó szerkezeti tulajdonságoktól, szubsztrátlimitációtól, nedvességtartalomtól.

A berendezéssel egyidejűleg 4 szimuláció végezhető A berendezéssel egyidejűleg 4 szimuláció végezhető. A komposztálásra kerülő anyag megtámasztását a reaktor aljától 10 cm-re elhelyezett perforált lemez biztosítja. A lebontáshoz szükséges levegő vagy gázkeverék a reaktor alján elhelyezett perforált csövön kerül bevezetésre és a fedél alatti csonkon elvezetésre. A levegő elvezető és bevezető csonk közé légszivattyú került beépítésre a levegő visszaforgatására. A szivattyú levegőszállítása többszörösen meghaladja az oxigénpótlást biztosító levegőáram értékét és így biztosítja - oxigénkoncentráció szempontjából - a teljes elkeveredésű reaktornak megfelelő állapot fenntartását.

A komposztálás mint biofilm

Oxigénkoncentráció hatása az aerob biofilm vastagságára

Iszap (SZÁA: 18,2 %) pillanatnyi oxigénfogyasztása különböző szalmaadalék-keverési arányok mellett (egységnyi szárazanyagra vetítve)

Iszap 1 (SZÁA: 14,9 %) 1-5 napig és 2-5 napig összegzett oxigénfogyasztása különböző szalmaadalék- és lombadalék-keverési arányoknál (egységnyi szárazanyagra vetítve)

A komposztálás laboratóriumi modellezése segítségével olyan - a gyakorlat számára fontos - kérdésekre tudunk választ adni, mint: az optimális adalékanyag fajtájára és mennyiségére, száraz-anyagtartalom változásának hatása a komposztálási folyamatra, iszapstabilitás mértékének (pl. rothasztott és nem rothasztott) hatása az aktivitásra, aerob állapot fenntartásához, valamint a felesleges hő eltávolításához szükséges levegőáram mértékére, lebontás időbeli folyamatára, degradálhatóság mértékére az idő függvényében, különböző speciális oltóanyagok, makró és mikró tápanyagok használatának hatása a biológiai aktivitásra, toxikus anyagok hatása a komposztálási folyamatra, szennyvíziszap együttes komposztálási lehetősége más hulladékokkal, kész komposzt érettségének vizsgálata oxigénfogyasztás alapján, ammónia-kibocsátás mértéke különböző körülmények mellett, egyéb a komposztálási folyamatot befolyásoló tényezők hatásara.

Anaerob biológiai vizsgálatok Az anaerob lebontás folyamata Az egyes lépések jellemzése Biopolimerek hidrolízise: Szénhidrátok hidrolízise Zsírok hidrolízise Fehérjék hidrolízise Aminosavak és cukrok fermentációja hidrogénné, ecetsavvá és rövid szénláncú illékony zsírsavakká (VFA) és alkoholokká. Anaerob lebontása a hosszú láncú zsírsavaknak és alkoholoknak. Acetogenezis: a köztes termékek - pl. zsírsavak ­- anaerob lebontása, obligát anaerob baktériumok segítségével. A részfolyamat termékei: ecetsav, hidrogén és szén-dioxid. Acetát átalakítása metánná acetotróf organizmusok által. Hidrogén átalakítása metánná hidrogenotróf organizmusok által (szén-dioxid redukció).

Aktivitásteszt Egységnyi szerves anyag mennyiségű rothasztott szennyvíziszap maximális metántermelő aktivitását jelenti kémiai oxigénigényben kifejezve, egységnyi idő alatt. Mindez optimalizált életfeltételek (mezofil hőmérsékleti tartomány biztosítása (35 ºC), keverés, könnyen - egy lépésben - bontható szubsztrát = ecetsav (CH3COOH), optimális tápanyagellátás) mellett történik. A metántermelő aktivitás meghatározása azért szükséges, mert a reaktor terhelhetősége meghatározható vele. A metanogén aktivitás mérésére több fajta módszer is létezik.

Szérumüveges fejtér eljárás

Csepegtető módszer

Fejtér nyomásmérésén alapuló módszer A metanogén mikroorganizmusok a szubsztrátból - ált. ecetsavból - metánt és szén-dioxidot termelnek (CH3COOH  CH4 + CO2), mely gázok az úgynevezett fejtérben gyűlnek össze a folyadéktér felett. A fejtérben összegyűlő biogáz szén-dioxid tartalmát megkötik nátrium-hidroxid kapszulával (2NaOH + CO2 -+ Na2C03 + H2O). A fejtérben felgyülemlő metán megnöveli a fejtér nyomását, melyet az üvegedényekre csavart nyomásmérő fejekkel mérhetnek. A nyomásmérő fejeket számítógéppel kötik össze, amely 15 percenként rögzíti a fejtérben lévő nyomást. Ezen az elven működik az anaerob folyamatok tesztelésére alkalmas Oxitop mérési módszer is.

A kísérlet során felhasznált anyagok: oltóanyag: rothasztott iszap szubsztrát: semlegesített ecetsav (CH3COOH) szódabikarbóna (NaHCO3) makrotápoldat mikrotápoldat sima csapvíz

Az aktivitás számítása grafikus úton

Hulladékok anaerob degradálhatóságának mérése A degradálhatóság egy adott hulladékféleség biológiai bonthatóságának jellemzésére szolgál, ahol: BOI: a baktériumok által termelt metán g KOI/g SZEA egységben kifejezve KOI: a kezelendő szerves anyag g KOI/g SZEA-ban kifejezve.

Az anaerob degradálhatósági teszt vizsgálati eszközei Az anaerob degradációs teszthez 5 l térfogatú, egyedi fejlesztésű üveg reaktorokat alkalmazunk. A reaktorokat légmentesen záró fedéllel látjuk el. A fedélen két furat került kialakításra - a gázzárás érdekében - folyadékszintig leérő csőcsonkokkal. A középső furatba keverőszárat helyezünk, a másik furat a mintavételt, ill. a folyamatos üzemű reaktor modellezése érdekében szükséges napi iszapkivételt és -rátáplálást szolgálja. A termelődő biogázt „Tesseraux” gázgyűjtő zacskóban gyűjtjük, amely műanyagcsővel csatlakozik a zárófedél gázelvezető csonkjához.

Felhasznált anyagok.: víz, oltóanyag (rothasztott iszap), hulladék, NaHCO3, A gázzacskókat napi rendszerességgel cseréljük és megmérjük a keletkezett gáz mennyiségét és GC-vel a metán tartalmát (%).

Anaerob kísérlet beállítása Gázóra Gázkromatográf

Degradációs teszt eredményeinek feldolgozása