Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)

6. szám - Orlóczi István–Tóth József: Szennyvíztisztítás algákkal

263 Hidrológiai Közlöny 1966. 6. sz. Orlóczi I.—Tóth J.: Szennyvíztisztítás algákkal között működő debreceni tavaknál a tisztított víz oxigéntartalma 8—12 ing/l (a telítettséget megközelítő) volt. A világ különböző helyein levő tavak kémiai analízise szerint számítani lehet a sótartalom csökkenésére is. Egyes helyeken a nitrogén, a kalcium, magnézium és szénvegyületeknél 20—80% csökkenés következett be. Irányított oxidációs szennyvíztisztítás Az oxidációs tavakban tapasztalt kedvező kémiai változás oka a biológiai folyamatban keresendő. A tóban lényegében véletlenszerűen megtelepedő és tenyésző élőszervezetek közül a legjelentősebbek az algák, amelyekből egy-egy tóban sokszor igen sokféle található. Kol Erzsébet szerint ,,. . . az algák olyan fotoszintetikus pigmentekkel rendelkező mikroszkopikus élőlények, amelyek egyrészről rendelkeznek a magasabbrendű növényeknek azzal a képességével, hogy fényenergia segítségével szervetlen anyagokból szerves anyagot építsenek fel, másrészről azonban az alacsonyabbrendű élőlényekre jellemző nagyfokú változékonyságuk és alkalmazkodó képességük következtében ezt a szervesanyag szintézist más növényeknél nagyobb hatásfokkal bonyolítják le." Ezt a meghatározást mi — a szennyvíztisztítás szempontjából — azzal egészítenénk ki, hogy az algák anyagcsere folyamatában termelődött „hulladék" anyagok — a lebontó baktériumok és az oxidációs reakciók számára — kedvező módon változtathatják meg a „tápoldat", a szennyvíz jellegét. Az algák és baktériumok szimbiózisát, a — szennyvíz — tápoldatbani átalakulást az 1. ábrán szemléltetjük. A baktériumok a szervesanyagot oxigénfelvétellel szervetlen sókká bontják le, miközben széndioxid szabadul fel. Az algák a szervetlen sók és a széndioxid asszimilálása során oxigént termelnek. A folyamat természetesen a vázoltnál sokkal összetettebb, bonyolultabb és számos vonatkozásban még feltáratlan. A fotoszintézishez az algáknak fényen kívül elsősorban szénre, hidrogénre, oxigénre, nitrogénre és foszforra van szüksége, amint azt az alga szárazS ZEN NYVÍZ \ (Szerves szennyezések) Fény Algatermés t> TISZTÍTOTT VÍZ (Szervetlen anyagok) 1. ábra. Az alga-baktérium szimbiózis szennyvízben Abb. 1. Die Algen-fíakteriensymbiose in Abwassern anyag 1. táblázatban foglalt összetevői mutatják. Az 1. táblázatban feltüntettük a házi szennyvizek szárazanyaga főbb összetevőinek átlagos értékeit is. A két oszlop adatainak összehasonlítása szerint a szennyvíz az algák fotoszintézise számára szükséges valamennyi anyagot tartalmazza. 1. táblázat Az algák és a házi szennyvíz elemi összetétele (a szárazanyag ezrelékében) Tabelle 1. Zusammensetzung der Algen und des Basis- Abwassers Elem Alga Szennyvíz 500—700 180—250 15—100 60—100 8— 15 1— 3 8— 10 20— 40 0— 16 140—180 0,4— 14 28— 45 3— 15 15— 30 0— 6 0— 2 170—330 60—100 Szén Nitrogén . . Foszfor . . . Kén Kalcium . . Kálium . . . Magnézium Vas ) Cink Mangán | Oxigén . . . . Hidrogén . . Az algák szervezetük építéséhez szükséges nitrogént elsősorban ammóniumból nyerik. A szenet részben széndioxidból, részben bikarbonátból választják le. Nyerhetnek szenet összetett vegyületekből (pl. cukor, alkohol, szerves savak stb.) is. Ez különösen azért kedvező, mert ilyen anyagok jelenlétében az asszimiláció sötétben is folytatódik. A vázolt biológiai, biokémiai folyamat és a természetes körülményekről szerzett tapasztalatok logikus következménye, hogy a szennyvíz-oxidációs tóba mesterségesen telepített — a körülményeknek legjobban megfelelő — alga fajok tömeges szaporodásának elősegítésével fokozni, irányítani lehet a szennyvíz tisztítását. Ez elsősorban két módon történik. Egyrészről az algák a fotoszintézis során a szárazanyaguknak kb. 1,6-szorosát elérő oxigén termeléssel növelik az oxidáció intenzitását és csökkentik a tisztított víz oxigénhiányát, másrészt a szervetlen sók asszimilálásával csökkentik a víz sótartalmát. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy az 1. táblázatban a nátrium azért nem szerepel, mert ez az algák számára csak nyomelem, ezért azt jelentősebb mennyiségben nem is veszik fel. Mivel káliumot, kálciumot és magnéziumot nagyobb menynyiségben építenek be szervezetükbe, a tápoldatban a nátrium ion viszonylagos mennyisége — a sótartalom csökkenése ellenére — növekedni fog. Az oxigéntartalom és a biológiai oxigénigény nagyságrendjének szemléltetésére a 2. ábrán bemutatjuk Isaac P. C. és Lodge M. egyik vizsgálatának eredményeit. Ezek a rendelkezésünkre álló adatok közül mind az oxigéntartalom növekedése, mind pedig a BOI csökkenése szempontjából a legkisebb értékek. Általában megállapítható, hogy kedvező algafajjal és mennyiséggel történő oltás esetén az oxi-