Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)
5. szám - Dr. Fleps Walter: Új laboratóriumi szennyvízvizsgáló készülék (respirométer) II. rész. Mérések szakaszos üzemmód mellett
Dr. Fleps W.: Űj laboratóriumi szennyvízvizsgáló készülék Hidrológiai Közlöny 1976. 5. sz. 205 víz viszonylag baktériumszegény. Maga a biokémiai lebontás több lépcsőben következik be, jelezve azt, hogy a baktériumpopulációnak alkalmazkodnia kell a különböző szubsztrátanyagokhoz. A görbéről leolvasott BOI 5 érték 470 mg/l, de az 5. nap után még jelentős oxigénfogyasztás mutatkozik. Ennek okát, ami esetleg nitrifikáció is lehet, nem vizsgáltuk. 4. A biológiai lebontás tápsóigénye A sejtanyag jelentős részét fehérjék alkotják. A fehérjékről ismeretes, hogy kb. 16% nitrogént tartalmaznak. Az is ismeretes, hogy a szerves anyagok lebontásában döntő szerepet játszó enzimek, illetve koenzimek többnyire foszfort is tartalmaznak. Mindebből következik, hogy a sejtszaporulat, illetve a biológiai lebontás fenntartásához nitrogénre és foszforra van szükség, a legegyszerűbb esetben ammóniumsók és ortofoszfátok alakjában. Amennyiben a szennyvíz nem tartalmazza ezeket kellő mennyiségben, úgy a sejtszaporulat, és vele együtt a szubsztrátanyagok lebontása megáll. Különösen ipari eredetű — egyébként lebontható — szennyvizek esetében merülhet fel az a kérdés, hogy a szennyvíz tartalmaz-e elegendő mennyiségben nitrogén- és foszfortartalmú sókat. Ezek hiánya szintén csökkent oxigénfogyasztásban jut kifejezésre. Példa: Literenként 125—125 mg glukózt, illetve peptont és 260 mg glutaminsavat tartalmazó műszennyvíz BOI-görbéjének felvétele elegendő mennyiségű tápsók jelenlétében, illetve foszfátok távollétében. Az ismertetett összetételű műszennyvízhez az egyik esetben elegendő mennyiségű ammóniumkloridot és dikáliumhidrogénfoszfátot adtunk, míg a másik esetben csak ammóniumkloridot. Ez utóbbi oldat tehát nem tartalmazott foszfátokat. Az irodalom szerint 100 mg BOI-re 5 mg ammónianitrogént és 1 mg foszfátfoszfort kell számítani. A 3. pontban leírt módon felvett BOI-görbéket a 6. ábra szemlélteti. II 1. 2 3 4 5 6 7[nap] 6. ábra. 125 —125 mg/l glukózt, illetve peptont, és 260 mg/l glutaminsavat tartalmazó műszennyvíz BOI görbéi 1. görbe: foszfátmentes műszennyvíz. II. görbe: a műszennyvíz elegendő mennyiségű ammóniumsót és foszfátot tartalmazott. A görbe azt is mutatja, hogy az egyes komponensek lebontása időben eltolva következik be Fig. 6. BOD curves of artificially mixed liquid containing glucose, or peptone in 125 mg/lit concentration and 260 mg/lit glutamic acid Curve I: phosphate-free liquid. Curve II: the liquid contained ammonium salt and phosphate in sufficient quantity. From the curve it will be seen also that the degradation of the individual components occurred with a time lag A vizsgálathoz 500—500 ml műszennyvizet használtunk fel, amelyet egy-két csepp eleveniszapos szuszpenzióval oltottunk be. Az ábráról leolvasható, hogy a lebontás mérhető sebességgel csak mintegy 40 óra múlva indul meg. Ennyi időre volt szükség a megfelelő baktériumfajok elszaporodásához. Ezután a tápsókat tartalmazó görbe gyorsan emelkedik, míg a foszformentes oldat oxigénfogyasztása mindvégig elenyésző, jelezve a tápsók hiányát. A 6. ábráról az is leolvasható, hogy a lebontás több lépcsőben ment végbe. Ez azzal magyarázható, hogy a baktériumok mintegy „válogatnak" a szubsztrátanyagok között, illetve időre van szükség, amíg a megfelelő törzsek és enzimrendszerek elszaporodnak. A középső lépcső minden valószínűség szerint a kétszeres mennyiségben jelenlevő glutaminsav lebontásából adódik. A fele mennyiségben jelenlevő glukóz és pepton lépcsői a középső lépcsőnek kb. a felét teszik ki, amint az várható is. Az elmondottakból azt a következtetést lehet levonni, hogy amennyiben egy szennyvíz esetében ammónia vagy foszfátok adagolásának a hatására a BOI nő, úgy a szennyvíz biológiai tisztításához szervetlen tápsók adagolása szükséges. A tápsók mennyisége empirikusan könnyen meghatározható. A tápsók koncentrációját ugyanis addig növeljük, amíg további tápsóadag hatására a BOI már nem növekszik. A kísérleti adatokból még néhány további érdekes összefüggés adódik. Ehhez tudnunk kell azt, hogy 125 mg glukóz, illetve 260 mg glutaminsav sztöchiometriai úton számított elméleti oxigénigénye (EOI) 134, illetve 256 mg 0 2. Egy 1 g/l-es peptonoldat KOI-jét megmérve az 998 mg/l-nek adódott, azaz 125 mg pepton valószínű EOI értéke szintén 125 mg oxigén. Az elmondottak alapján a vizsgált műszennyvíz elméleti oxigénigénye 515 mg o 2/i. Biológiai lebontás esetén a mért BOI, a keletkezett sejtanyag oxigénigénye és a le nem bontott maradék oxigénigénye együttesen az EOI-t kell adja. Kísérletünk végén a sejtanyagot leszűrtük. Mennyisége 80 mg volt. A szűrlet KOI-jét nem mértük ugyan, mert feltételeztük a teljes lebontást, azonban a sejtmassza oxigénigényét Hoover és Porges [3] szerint kiszámítottuk. Nevezettek szerint a sejtanyag átlagos összetétele a C 5H 7N0 2 képlettel jellemezhető, és ennek elméleti oxigénigénye 1,4 mg 0 2/mg. — A mért BOI a 7. napon 396 mg 0 2, míg a sejtanyag számított oxigénigénye 112 mg, ami összesen 508 mg elméleti oxigénigényt tesz ki. Ehhez járulna még a szűrt oldat csekély oxigénigénye. A sztöchiometriai úton számított és a mért oxigénigény egyezése tehát igen jónak mondható. 5. A biológiai lebontás során keletkezett széndioxid és iszapszaporulat vizsgálata. A lebontás oxigén és szénmérlege Az anyagcserefolyamatok két fő célja: az élőszervezetek energiaszükségletének a fedezése, és új sejtanyag felépítése. Az energiatermelés során a szerves anyagok végeredményben teljesen lebom-
