Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

5. szám - Oláh József–Palkó György–Borbélnyé Jakab Judit–Szilágyi Mihály–Barabás Győző: Az anaerob rendszerek jellemzése és ellenőrzése

14 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 85. ÉVF. 5. SZ. 3.4. Oltóanyag Az anaerob folyamat beindításának legcélszerűbb módja, ha egy jól működő rothasztóból származó oltóiszapot adagolunk a rendszerbe. Az oltóanyaggal belépő baktériumok közül csak azok maradnak fenn, amelyek képesek a szubsztráthoz és a környezethez alkalmazkodni. Az anaerob rothasztó rövid idő alatt nem állítható át az egyik szubsztrátról az előbbitől erősen különböző új szubsztrátra. Az új szubsztráthoz való alkalmazkodási idő (adaptációs idő) anyagonként változik. Az adaptációs idő alatt a szubsztráthoz és a környezethez legjobban alkalmazkodó fajok választódnak ki az eredeti oltóanyagból. Éppen ezért, ha az eredeti oltóanyag csak kisszámú olyan baktériumot tartalmaz, amely alkalmas a szubsztrát lebontására, akkor a megfelelő populáció kialakulásához szükséges idő a mikroorganizmusok szaporodási idejétől és a rothasztó üzemelésének a módjától fllgg. Egy új rothasztó berendezés beindításánál általában 10 20 % oltóiszap mennyiséggel kell számolni. 3.5. A rothasztó üzemelésének módja Az üzemelésnek két szélső esete van: a szakaszos (tölt -ürít) és a tökéletesen elkevert rendszer. A szakaszos rendszernek a gyakorlatban ma már nincs jelentősége. A keverés több célt szolgál, ezek: a rothasztó teljes térfogatának kihasználása, gyors homogenizálás, a baktériumok és a szubsztrát közötti állandó kontaktus fenntartása és a mikrobiológiai reakciókból származó inhibitor hatású melléktermékek hígítása. A keverés elősegíti a teljes iszaptérfogatban a jó pH-szabályozást, a puffer hatást biztosító lúgosság és a hő-elosztását, végül, pedig a jó hatásfokú keverés a homok és egyéb inert anyagok fenékre jutását és a flotálódó anyagok felszínre jutását is minimalizálja (Öllös, 1995). A jó hatásfokú keverés az uszadék rétegek kialakulását is minimálisra csökkenti. A tökéletesen elkevert rendszer egyetlen hátránya, hogy szükségképpen el nem bontott anyag is távozik a rendszerből. A szubsztrát betáplálás módja kihat az egész folyamatra. A folyamatos adagolás előnyösebb, mint a szakaszos, mert kevésbé léphet fel helyi túlterhelés. 3.6. Toxikus anyagok hatása Az ipari eredetű szennyvizekkel számos szerves (kloroform, széntetraklorid, oldószerek stb.) és szervetlen (nehézfémek) toxikus anyag kerülhet be tisztítási folyamatba. A toxikus anyagok jelentős része adszorpcióval az iszap részecskékhez kötődik, és így a rothasztó berendezésbe kerülhet. A toxikus anyagokhoz a baktérium populáció kétféle módon alkalmazkodhat: egyik módszer, amikor a károsodott enzim rendszert a baktériumok „kijavítják", és így alkalmassá válik a toxikus anyagok lebontására, másik módszer, amikor a rothasztó berendezésben a viszonylag nagy baktérium koncentráció és ennek következtében a toxikus anyag/biomassza arány értéke kisebb lesz. Néhány szerves- és szervetlen anyag toxikus koncentráció értékeit a 2. táblázatban foglaltuk össze. A szerves-anyagok közül a klórozott szénhidrogének (kloroform, széntetraklorid, triklóretán) fejtenek ki jelentős toxikus hatást (1-5 mg/l). A szervetlen anyagok közül az arzén, kadmium, réz és cianid ionok az anaerob rendszerre nézve erősen toxikusak. Az anaerob rendszerben a szulfidok ugyan toxikus hatásúak, de jelentős szerepük van a nehéz fémeknek oldhatatlan fémszulfid formában történő kicsapatásában. Az oldhatatlan fém-szulfidoknak számottevő toxikus hatása már nincs. Szulfátadagolással a szulfid képződés és ezzel együtt a toxikus fémek szulfid formában történő lecsapatása elősegíthető, azonban az anaerob rendszerben a szándékos szulfid „előállítás" igen kényes technológiai művelet, ami nagy odafigyelést igényel {Metcalf & Eddy, Inc., 2003). 2. táblázat. Néhány szerves-és szervetlen anyag toxikus koncentráció értéke (Gerardi, 2003) Szerves-an vágok Szervetlen anyagok Anyag Toxikus Anyag Toxikus megkoncentráció megkoncentráció nevezése (mg/l) nevezése (mg/l) Allil alkohol 100 Ammónia-N 1500 Oktil alkohol 200 Arzén 1,6 Akrilonitril 5 Bór 2 Benzidin 5 Kadmium 0,02 Kloroform 10-16 Króm (VI) 5-50 Széntetraklorid 10-20 Króm (III) 50 - 500 Metilén klorid 100-200 Réz 1 - 10 1,1,1-triklóretán 1 Cianid 4 Triklórfluormetán 20 Magnézium 1000 Triklór5 Nátrium 3500 trifluoretán Szulfid 50 Cink 5-20 4. Az anaerob rothasztók ellenőrzése A jó üzemeltetés szempontjából az anaerob folyamat gondos ellenőrzése alapvető fontossággal bír. Az anaerob rothasztók ellenőrzésére az alábbi paraméterek a leghasználatosabbak: pH, lúgosság, illósav, gáztermelés sebessége, gázösszetétel, redoxpotenciál és egyéb biokémiai jellemzők (hidrolitikus enzim aktivitások, Thiel és Hattingh, 1967). 4.1. A pH, a lúgosság, és az illósav koncentráció Feltételezik, hogy minden élő sejt belső közegének a pH-ja 7 körüli érték. A legtöbb baktérium viszonylag érzéketlen hidrogén és a hidroxilionok koncentrációjára a sejten kívül. Sok olyan faj ismeretes, amely jól tenyészik 6 és 9 közé eső bármely pH mellett, ami 1000-szeres hidroxil ionkoncentráció ingadozásnak felel meg. Ez azért lehetséges, mert az élő sejtek hártyái csak alig permeabilisak a hidrogén vagy hidroxil ionok számára. Nem disszociált molekulák még könnyebben hatolnak keresztül a sejtfalakon, mint az ionok. A gyenge savak alacsony pH értékeknél csak kevéssé vannak disszociálva, és ilyen formában könnyen behatolnak a sejtekbe, és megváltoztatják a sejten belüli pH-t. Az elmondottak értelemszerűen vonatkoznak gyenge bázisokra is nagy külső pH értékek esetén. A fentiek szerint a gyenge savak és bázisok nagy vagy kis pH értékek mellett toxikus hatást fejtenek ki, de viszonylag ártalmatlanok semleges pH-jú környezetben. A 4. ábra a túlterhelés hatására bekövetkező pH, a lúgosság, és az illósav koncentráció változás elvi összefüggését mutatja be. A túlterhelés hatására megbomlik a pH, lúgosság és illósav egyensúlya. Ennek következtében a pH és a lúgosság csökken, majd a gáz széndioxid tartalma nő, és ezzel egy időben, az elfolyóban nő a lebontatlan tápanyag mennyisége is (Andrews, 1975).