Hidrológiai Közlöny 1974 (54. évfolyam)
7. szám - Dr. Farkas Péter: Tíz év a biológiai szennyvíztisztítás kutatásában
Hidrológiai Közlöny 1974. 6. sz. 324 Tíz év a biológiai szennyvíztisztítás kutatásában Dr. FARKAS PÉTBE' Az elmúlt 15 évben a kémiai technológia ós főként a fermentációs iparok területén nagy haladás mutatkozott. Ezek közül néhány mérföldkövet kívánunk csupán megemlíteni: DANCKWEKTS-nek. a reaktortechnika terén elért eredménye, MONOD-n&k a baktériumszaporodás törvényszerűségeit leíró munkássága, HERBERT-nek. a folyamatos fermentáció törvényszerűségeinek leírására irányuló tevékenysége [1,2, 3], Ezek a kutatási eredmények Magyarországon sem ismeretlenekaszakmai közönség előtt, elsősorban BENEDEK és LÁSZLÓ 1 iönyvóből, valamint HOLLÓ, NYESTE ós PUSKÁS jegyzetéből [4, 5], Az előbbiekben megemlített ismeretanyagot — amely a 60-as évek elejére megteremtette az addig empirikus úton művelt biológiai szennyvíztisztítás mérnöki tevékenységének mérnöki tudománnyá való alakulását — a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetben az 1963. év végétől kezdődőleg az Intézet IV. Főosztályán fejlesztettük tovább a Magyarországon szükségesnek látott műszaki fejlesztés igényeinek megfelelően. Finnek az elmúlt 10 évben végzett kutatómunkának szeretnénk jelen dolgozatban rövid áttekintést adni. 1. Kiindulási alapok Moiiod 1949-ben két alapvető összefüggést alkalmazott a baktériumtenyészetek szaporodásának matematikai modellezésénél [2], Ezek egyike a következő (1. ábra): áX át -= —y áS át (1) d0 t Ellélegzett 0, dt f x,, se jttöm eg iS, tapangag 7. ábra. A tápanyag lebontás, oxigénemésztés és sejtszaporodás összefüggései Fig. 1. Substrate removal, oxygen consumption and cell growth relationships in the act. sludge process anyag mennyisége, valamint a lebontáshoz emésztett oxigén mennyisége közt [6]. McWhorter és Heukelekian megfogalmazásában ez az alábbi alakot nyerte [7]: d0 2 d* — kr áS ~áF (2) A (2) egyenlet az aerob tisztítási eljárások oxigénigényének számítására szolgáló formulák alapja, és fontosságát még aláhúzza az a tény, hogy a (2) egyenlet írja le a szoros korrelációt az aerob baktérium tenyészetek oxigénemésztése és egyéb anyagcsere funkciói közt, ami az oxigénemésztés mérésén alapuló anyagcsere vizsgálatokat lehetővé teszi. A (2) egyenlet realitását, valamint kapcsolatát az (1) egyenlettel később, a 60-as években Servizi és Bogán termodinamikai alapon vizsgálják, és bizonyítják, hogy sejtszintézis az oxidáció során felszabaduló szabadenergia mennyiségével arányos mennyiségben történik. Végül a szervesanyag eltávolítása sebességét leíró modellek alapját ugyancsak Monod dolgozta ki: v x=v x8 8 + K„ (3) A (3) egyenlet összefüggést állapít meg a tápanyagkínálat (az S szubsztrátkoncentráció) valamint a baktériumszaporodás egységnyi X baktériumtömegre vonatkoztatott fajlagos sebessége közt. a, McCabe es Eckenfelder, 1961 b, Wilson, 1962 S e elfolyom koncentráció Az (1) egyenlet kimondja, hogy a baktériumszaporodás dXjdt sebessége mindig arányos a tápanyageltávolítás dS/dt sebességével; tehát adott mennyiségű szervesanyag eltávolítása során y szerint arányos mennyiségű baktériumtömeg (iszap) képződik. Ez az összefüggés a fölös eleveniszap képződés számításához használt anyagmérleg egyenlet alapösszefüggésévé válik később. Az 50-es évek során Porges és munkatársai főként tejipari szennyvizek biológiai lebontása során összefüggést találtak a lebontott szerves*Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. C, Benedek, 1966 d. Farkas, 1972 2. ábra. A szubsztrát lebontás kinetikájának fejlődése Fig. 2. Development of substrate removal kinetics
