Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)

1-2. szám - 3-4. szám - 3. szám - Dombay Gábor: Biofilmek a vízellátás és csatornázás területén

DÓMBAY G.: Biofilniek a vízellátás cs csatornázás területén 135 - a BDOC a DOC azon rcszc, melyet a heterotróf mikroorganizmusok mincralizálni képesek, míg - az AOC a DOC azon része, melyet a heterotróf mikroorganizmusok biomasszává képesek konvertálni. I'iias el al. (1995) célszerűségi és megbízhatósági szempontból vizsgálta a biológiailag lebontható szerves szén meghatározására irányuló módszereket. (A BDOC meghatározására jelenleg öl különböző, eltérő mikroorganizmus-populációval és inkubációs idővel végzett mérési módszer, az. AOC meghatározására pedig egy mcrcsi módszer ismeictcs). Megállapítást nyert, hogy az AOC értekek lényegesen alacsonyabbak a BDOC értékeknél. Ennek oka, hogy a BDOC-vizsgálalokal lioszsz;ibb inkubációs idő és kevert kultúrájú baktcriuintcnyészcl jellemzi, míg az AOC mérése során egyedül a Pseudomonas fluorcscens P17 van jelen. A megbízhatóságot vizsgálva a BDOC-mérésck kisebb szórási mulattak, statisztikailag azonos jellemzőket szolgáltattak a különféle vízminták esetében. A gyakorlati alkalmazás szempontjából a korlátot az 5, 10, ill. 21 napos inkubációs idők jelentik. A Ribas cl al. (1991) által kidolgozott dinamikus BDOC mérési módszer jelenthet megoldást az üzemeltetők számára. A módszer 2 órás inkubációs idő melleit a többi BDOC-vizsgálathoz hasonló megbízhatóságú eredményt szolgállat. A biofilni mikroorganizmusai életműködésükhöz tápanyagokat egy meghatározott arányban igényelnek. A fő tápanyagokra nézve ez az arány hozzávetőlegesen C:N:P = 100:10:1. Oligolróf vízi környezetben gyakorlatilag minden esetben a szén limitál. így víztisztítás, ivóvizeiosztás során tápanyagszempontból a szén a korlátozó tényező. A szennyvíztisztítás területén a C:N:P arány jelentősége pl. denitrifikáció során kerülhet előtérbe. Amennyiben a dcnitrifikálásl biológiai úton (pl. fixágyas bioszürőkkcl) végzik, előfordulhat szénlimitált állapot. Ilyen esetben a szükséges tápanyagarányt (pl. metanoladagolással) biztosítani kell (bővebben Öllős, 1991, 8.2. fejezet). A mikroorganizmusok egyes esetekben a hordozófelület anyagát is képesek tápanyag- és/vagy energiaforrásként mobilizálni (pl. műanyag felületek cselén). Ez esetben a sejt bizonyos produktumot (pl. enzim vagy lipid) választ ki, mely a felület anyagát hidrolizálni (ill. cmulgcálni) képes. Mivel a sejt EPS-mátrixba van ágyazva, az enzim hordozófelületre, ill. a hidrolizátum sejthez történő diffúziója biztosított az adott kis terülcicn. Az adszorpció kiváltó tényezője lehet a szükséges enzimterinelődésnck (Cliaracklis, 1990a). A biofilm-rcaklorban uralkodó áramlási viszonyok hatásáról már részletesen szóltunk a biofilm-morfológia, -szerkezet, -erózió, mikroorganizmus- és tápanyagtranszport szempontjából. Az áramlási sebesség gyakorta egymással ellentétes hatású folyamatok volumenét változtatja meg. Pl. ivóvíz elosztó hálózatok esetében az áramlási sebesség növekedésekor növekszik a biofilmhez jutó tápanyag-fluxus, a maradék klór fluxus, valamint a biofilmre ható nyírócrő (Bombay, 1996). A bioJilmre gyakorolt hatás így a priori nem értékelhető, hanem mindig az adott környezeti feltételek és a kiváltott versenyszerű folyamatok egymásra hatásának eredményeként értelmezendő. Cliaracklis (1980) a tápanyag-terhelés és az áramlási sebesség kapcsolatát vizsgálta csőrcaktorban. Mint az a 4. ábrán megfigyelhető, nagyobb tápanyagtcrliclcsck csclén a biofilm növekedését az áramlási sebesség korlátozza. Amikor a biofllm-növckedcs folyamata tápanyaglimitált, a vízáramlás sebességének hatása a biofilniképződésre csekély. o •< 10 o < HW 5 o 2 co X < \ "O 1.0 1-5 2.0 25 3.0 ÁRAMLÁSI SEBESSÉG, m/s 4. ábra. Az áramlási sebesség hatása a biofilm mennyiségére a tápanyagterhelés függvényében (Characklis, 1980) [Tápanyag- (glükóz-) terhelés értéke, g/m

2.li: 2.4 (O); 0.5 (•); 0.1 (A)] 6. Biofilmck a tisztítás-technológiákban Biofilin-rcaklorok alkalmazása a víz-, ill. szennyvíztisztítás-technológiákban az alábbi előnyökkel jár: - a rcaktorbcli biomassza-koncentráció magas, - a biofilmbcn keveri kultúrájú mikroorganizmus-populáció található, - a hordozóanyag (pl. homok, műanyag) olcsó, könynyen beszerezhető, - a reaktor általában az átlagosnál nagyobb hidraulikai terheléssel is üzemeltethető. A nagy fajlagos reaktorfclülct révén kialakuló nagymértékű biomassza-koncentráció biztosítja, hogy a reaktor jó hatásfokon üzemeltethető. A kevert mikroorganizmus-populáció jelenléte teszi lehetővé, hogy egyidejűleg többféle mikrobiológiai reakció (pl. szénvegyület oxidáció, szervesanyag-lcbontás, nitrifikáció) mehet végbe a reaktorban.