Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

5. szám - Fikry H. Ghobrial: A sejtanyag, illetve baktériumszaporulat kinetikája az eleveniszapos eljárásban

Fikry H. Ghobrial: A sejtanyag, illetve baktérium kinetikája Hidrológiai Közlöny 1977. 5. sz. 197 A 3. ábra a 2. táblázat adatai alapján mutatja a sejtszaporulat és iszapkor összefüggését. Az ábrából látható, hogy növekvő iszapkorral a sejtszaporulat csökken. A (15) egyenlet helyességének ellenőrzése, valamint k\, k

e legvalószínűbb értékeinek a megállapítása végett regressziós eljárással korrelációs kapcsolatot kerestünk az iszapkor (/*) és az észlelt sejtszaporulat reciproka között (1 /y). A megfelelő értékeket a 3. táblázat tartalmazza. A 3. táblázat adatait a (15) egyenletbe helyettesítettük, ill. a 4. ábrán látható módon ábrázoltuk. 3. táblázat Adatok a regressziós eljáráshoz Table 3. Data for regression analysis Kísérlet Ih 1 száma [nap] y 1 1,51 2,675 2 2,30 2,85 3 3,83 3,22 4 5,1 3,57 5 8,05 4,28 6 11,6 5,0 7 14,2 5,88 8 19,2 6,90 4. ábra. A (15) egyenlet lineáris alakja kísérleti méréseredmények álapján Fig. 4. The linear form of equation (15) according to the experimental data A korrelációs kapcsolatot egy Hewlett-Packard számítógéppel számítottuk. A korrelációs tényező 0,99 volt, ami kellően bizonyítja a (15) egyenlet helyességét. A regressziós analízis szerint k

x koefficiens értéke 2,31 +0,08 standard deviációval, míg k

e értéke 0,24. Következtetések A jelen dolgozat egy elméleti-megközelítést ismertet, amelynek alapján a tényleges iszapszaporulat, amely nem azonos az elméleti iszapszaporulattal, kiszámítható. A (14) egyenlet szerint a két mennyiség közötti különbség függ attól, hogy a baktériumok milyen hatásfokkal képesek hasznosítani a szerves szubsztrátok oxidációja során felszabaduló energiát, továbbá a sejtek életbentartásához szükséges energiát, valamint az iszapkortól. A gyakorlati alkalmazhatóság érdekében a (14) egyenlet egyszerűsíthető a következő feltételezéseket figyelembe véve: 1.) Azonos kémiai és fizikai körülmények (hőmérséklet, pH, nyomás) között, változatlan szubsztrát és baktérium populáció esetén ( 1 _L) l VG yn ) konstansnak tekinthetők. 2.) x

1 és x

2 meghatározásánál az eleveniszapos szuszpenzió lebegő szilárdanyagtartalmát vizsgáltuk a tényleges baktériummassza helyett, mert ez a mérnök-műszaki szempontoknak jobban megfelel (Benedek et al. 1968). Hangsúlyozni kell tehát, hogy a kísérleti adatok alapján megfigyelt szaporulatból csak az eleveniszapos szuszpenzió lebegő szilárd tartalmának növekedése határozható meg. A fenti feltevésekkel levezetett egyszerűsített (15) egyenlet érvényességét regressziós analízissel igazoltuk, ami kellően bizonyítja helyességét. A k

v illetve k

e koefficiensek értéke 2,31+0,08, illetve 0,24 volt. Azonos k

t k

e más szubsztrátoknál is meghatározható kísérletileg ugyanazon a módon, mint a glukóznál. Feltételezhetjük, hogy k

e, /c, értéke azonos nagyságrendű lesz bármely oldott szerves széntartalmú szubsztráton szaporodott sejtanyag esetében. Azt is hangsúlyozni kell, hogy k

x és k

e kísérleti meghatározása nem vezet az eleveniszapos eljárás optimatizálásáhaz, hanem e konstansok értékei az elfolyó víz minőségének előrebecsléséhez használt matematikai modellekhez szükségesek. A (15) egyenlet azt mutatja, hogy y csak akkor tekinthető konstansnak, ha az iszapkor is konstans és ez a gyakorlatban nem mindig fordul elő. Azonban egy automatizált szennyvíztisztító telep esetében a (15) egyenlet egyike a különböző üzemi körülmények között a legmegfelelőbb koefficiens értékeket adó egyenleteknek. Következésképpen ez egy pontosabb ellenőrző műveletet eredményez, amely az eleveniszapos eljárás fejlesztését segíti elő. v

t Tápanyageltávolítási sebesség [hr1] v

x A fajlagos baktérium szaporodási sebesség [hr1] v

x A maximális fajlagos szaporodási sebesség [hr1] s A sebességet meghatározó szubsztrát koncentráció [mg/l] k

m A telített konstans vagy másképpen az a subsztrát koncentráció, melynél v

x értéke megegyezik a maximális szaporodási sebesség felével [mg/l] y A szaporulat koefficiense, azaz a sejtszaporulat és az elfogyasztott szubsztrát mennyiségének hányadosa x A baktérium koncentráció [mg/l] v

x

n A baktórium nettó fajlagos szaporodási sebessége [hr"

1] k

e A mikroorganizmusok elhalási sebességének, illetve a fenntartási energiának a koefficiense x

1 Stacioner sejtkoncentráció a levegőztető medencében [mg/l] t Tartózkodási idő a levegőztető térben [hr]