Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)

2. szám - Oláh József–Princz Péter: Eleveniszapos szennyvíztisztító rendszerek lebontási aktivitásának mérése és egy új aktivitás mérési módszer ismertetése

Oláh J.—Princz !P.: Eleveniszapos szennyvíztisztító Hidrológiai Közlöny 1986. 2. sz. 81 Az iszapok aktivitása közti különbségek az 1. táblázat alapján — ahol a különböző eleveniszapok aktivitásértékeit tüntettük fel a beadagolt glükóz (50 mg/l) különböző lebontási százalékában — még szembetűnőbbek. A táblázat adataiból látható, hogy a glükóz össz-mennyiségére vonatkoztatott aktivitási érték (Aj) a borkombinátból (Villány) származó eleveniszapnál a legnagyobb (100 mg/l óra). A szennyvíztelepi iszapok (Vác, Dél-Pest) esetében kisebb aktivitásértékek (80 és 66 mg/l óra) adódtak. A Dél-Pestről származó iszap esetében megvizsgáltuk az aktivitást különböző mennyiségben adagolt o-klórfenol mellett is. Azt tapasztaltuk, hogy 10 mg/l o-klórfenol koncentráció mellett az aktivitáscsökkenés nem matatható ki, 30 mg/l a klórfenol hatására viszont az aktivitás kb. 30%-kal (46 mg/l.óra) csökkent. A teljesség kedvéért szükségesnek tartjuk megemlíteni, hogy a glükózelektród bemérésével kapcsolatos — növekvő koncentrációjú a klórfenol és cianidoldatokban végzett — vizsgálatok egyértelműen igazolták, hogy a glükoz-oxidáz kb. 150 mg klórfenol/l és 10 mg cianid/l koncentrációig nem dezaktiválódik, vagyis a mórt aktivitáscsökkenések nem az elektródenzim aktivitásának csökkenésével magyarázhatók. Az 1. táblázat feltünteti a beadagolt glükóz 50%ának lebontása után számolt és a teljes lebontásra vonatkozó aktivitási értékeket. Az 50%-os glükózlebontásra vonatkoztatott értékek természetesen jóval nagyobbak, mint a teljes lebontási időtartamra vonatkoztatott értékek. Az 50%-os lebontáshoz tartozó aktivitásoknak elsősorban méréstechnikai szempontból van jelentőségük, ui. egyrészt csökken a mérési idő, másrészt javul a végpont jelzés pontossága. A glükóz lebontási görbék közelítőleg hiperbolikus lefutást mutatnak. Ez összhagban Vavilin [15] megállapításával, aki a glükózoxidáció folyamatát hiberbolikus görbével jellemzi. Az oxidáció folyamata azonban, mint azt a készülékünk által folyamatosan felvett regisztrátumokból láthatjuk, lényegesen összetettebb. A 4. ábrán látható lebontási görbéken lépcsőket figyelhetünk meg. A lépcsők kialakulása feltehetően azzal magyarázható, hogy a glükóz és az eleveniszap között adszorpció játszódik le. Vavilin [15] beszámol arról, hogy a kevert kultúráltnál (eleveniszap) sok esetben a glükózfelvételt másodrendű reakcióval lehet leírni: d

£ _ fi

m y S

2 dí 7 K*+S* (2) ahol ju

m — a fajlagos szaporodási sebesség maximális értéke Y = hozamkonstans X = eleveniszap koncentráció K

s = Michaelis állandó A (2) egyenlet S-re az aktuális glükózkoncentrációra megoldva: S = M+ YM

2 + K] (3) ahol M1(

SO~

K° VmX-t\ 2 { S

0 7 ) { ' t = az idő 8

0 — a kiindulási glükózkoncentráció A (3) és (4) egyenletek és Vavilin [15] kimért állandóinak segítségével megvizsgáltuk a 4. ábrán a DPestről és Vácról származó eleveniszapok glükóz felvételi görbéit. A kiindulási adatok és az állandók a következők voltak: S

0 = 50 mg/l, K„ = 90 mg/l, pJY = 132, X = = 2500 mg/l, t = 0,166; 0,333; és 0,500 óra. Az eleveniszaphoz adagolt 50 mg/l glükóz a (3) és a (4) egyenlet alapján számolva 0,166 óra (10 perc) után 22,6 mg/l értékre csökkent a 4. ábra alapján ez a váci iszap esetében 29 mg/l, a D-pesti iszapnál pedig 24,9 mg/l, 0,333 óránál (20 perc) a számolt érték 18,4 mg/l a görbéből leolvasott érték a váci iszapnál 16,6 mg/l és D-pesti iszapnál pedig 18,3 mg/l. A görbék harmadik ellenőrzési pontját 0,5 óránál (30 pere) végeztük el az elméleti számolfglükózérték 15,4 mg/l-nek adódott a leolvasott érték a váci iszapnál 8,0 mg/l, a D-pesti iszapnál pedig 9,1 mg/l volt. A számolt és a mért adatok jó egyezést mutatnak, különösen akkor, ha figyelembe vesszszük, hogy a K, és //

m/Y állandók értékeit az irodalomból vettük át. Ez azt igazolja, hogy a glükózlebontás folyamata — a készülék által felvett" lebontási görbék vizsgálata alapján — másodrendű reakció. A módszer méréstechnikai jellemzői A glükóz elektródos aktivitásmérő eljárás méréstechnikai paramétereit 20—-29 mg glükóz/g iszapóra aktivitású 5—5 kommunális és ipari szennyvíziszap vizsgálatával 7—7 párhuzamos mérés adataiból határoztuk meg, a glükózlebontást 50%-ig végezve. A relatív szórás értéke minden minta esetében 10% alatti érték. A módszer méréshatára a vizsgálathoz használt glükóz koncentrációjának megfelelő megválasztásával igen tág intervallumban 3—200 mg glükóz/g iszap óra változtatható. A módszer gyakorlatilag szelektívnek tekinthető, az esetleges hőmérsékletváltozás okozta zavaróhatás a reaktortér és az elektródrendszer termosztálásával küszöbölhető ki. A különböző aktivitások összehasonlítása A glükóz, az acetát ós a proteáz aktivitás, valamint az eleveniszap-koncentráció összefüggését az 5. ábrán ábrázoltuk. Egyértelműen megállapítható, hogy a glükóz, az acetát és a proteáz aktivitás és az eleveniszap-koncentráció lineáris összefüggést mutat (3,4 g/l eleveniszap-koncentrációig) a lineáris összefüggés igen szoros, e fölött azonban valamennyi aktivitási görbe gyenge lehajlást mutat. A lineáris összefüggés azt is jelenti, hogy a különböző mérésekkel kapott aktivitási értékek egymásba átszámíthatók.