Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

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

OLÁH J. és munkatársai: Az anaerob rendszerek jellemzése és ellenőrzése 17 4.4. Redox potenciál A metánbaktériumok legtöbb faja szigorúan (obligát) anaerob, amelyek csak oxigén távollétében és alacsony redoxpotenciál érték mellett szaporodnak. A redoxpotenciál fílgg az iszap minőségétől, illósavak koncentrációjától, a széndioxid százalékától, pH-tól és baktériumok aktivitásától. Blatte és Molof (1973) megállapította, hogy a nyers iszap esetében az illósav fermentáció optimális tartomány a - 508 és - 516 mV érték közé esik. A metán-fermentáció potenciál optimuma pedig - 520 és 527 mV tartományban van. A redoxpotenciál mérése alkalmas arra, hogy a rendszer túlterhelésére, rendellenes működésére következethessünk. A túlterhelés hatására az egyensúlyi redoxpotenciál - 500 mV körüli érték - 300 mV körüli értékre nő, ezzel egy időben az illósavak koncentrációja is növekszik és a pH 5,0-5,5 értéke csökken. Körülmények ilyen mértékű változása az egyensúlyi rendszer felborulását eredményezi. A redoxpotenciál mérése alkalmas arra, hogy a rendszer túlterhelésére, rendellenes működésére következtetni lehessen. Laboratóriumi viszonyok között a redoxpotenciál és egyéb folyamatot jellemző paraméterek (gázfejlődés, illósav koncentráció, pH) közötti kapcsolatot Blanc és Molof (1973) nyomán a 10. ábra mutatja be. A növekvő terhelés hatására a pH csökkent, az illósav koncentrációja nőtt és a redoxpotenciál értéke - 480 mV értékről - 280 mV értékre nőtt. Az ismertetett összefüggések logikusak és egyértelműek. 4.4.1. Kísérleti rothasztó berendezések redoxpotenciál méréseinek értékelése A Dél-Pest-i szennyvíztelepen üzemelő termofil (V = 3 m

3) és a mezofil (V = 5 m

3) kísérleti rothasztó berendezések redoxpotenciál érétkeinek lefutását a 11. ábra mutatja be. A redoxpotenciál optimális értéke mezofil rendszerben -450 és -550 mV, a termofil rothasztás esetében pedig -550 és -600 mV értékek között van. A mezofil és termofil kísérleti rothasztók bedolgozása 2004.03.04.-én kezdődött. Megállapítható, hogy a bedolgozás elején a redoxpotenciál értékek mindkettő rendszerben erősen ingadoztak. if JM, í -. i. ... 1 i 1 — ! 15 20 25 30 HS 03 túlterhelés kezdete 50 55 60 65 Idő [nap] 10. ábra. Az elektród potenciál, az illósav, a gázfejlődés és pH összefüggése egy anaerob rendszerben (Blanc és Molof, 1973) -200 3 .ISO .300 •330 -400 -430 • 300 -330 •too -C30 4. 3. 4. 13. 4.33. 3.3. 11. ábra. A redoxpotenciál változása a termofil és a mezofil kísérleti rothasztó berendezésben (Dél-Pest szennyvíztelep, FCSM Rt., 2004) A kezdeti ingadozó redoxpotenciál értékek 03.30.-tól kezdődően stabilizálódtak. A stabilizálódást követően a mezofil üzem-módban a redoxpotenciál —450 és -560 mV értékek közé állt be, mely megegyezik a szakirodalomban közölt értékekkel. A termofil rendszerben a redoxpotenciál értéke -480 és -560 mV értékek között változott. Ez az érték tartomány szintén megfelel a szakirodalomban közölt értékekkel. A bedolgozás elején nagyobb illósav koncentráció (~ 2000 mg/) és kisebb pH értéket mértünk (6,5-6,8), tehát inkább a savas fázis dominált. Ezt követően 03.30.-tól kezdődően a rendszerben az illósav koncentráció 700-800 mg/l, a pH pedig 7,5-7,7 értékközé állt be, ez egyértelműen a metanogenezis folyamatának jelenlétére utal. A metanogenezis folyamatának beindulását követően a redox érték mindkét rendszerben csökkent és beállt a folyamatra jellemző érték tartományra (< 450 mV). A fél-üzemi berendezéseknél végzett redoxpotenciál mérések egyértelműen bizonyították, hogy mind a mezofil, mind termofil rendszerben a redox méréssel az egyensúlyi folyamat beállása ill. az egyensúly megbomlása nagyon gyorsan és jól követhető. A redox méréssel gyorsabban jutunk információhoz, mint az egyéb hagyományos laboratóriumi (pH, illósav, lúgosság) módszerekkel. 4.5. A biomassza tartalom Az anaerob rothasztás kellő ellenőrzés szempontjából igen fontos lenne az élő-anyag vagy biomassza mennyiségének az ismerete. A biomassza nagyságát indirekt (analitikai) eljárásokkal, pl. a DNS-tartalom, fehérjetartalom, szervesanyagtartalom, ATP- tartalom meghatározása útján lehet mérni. A biomassza tartalom mérésére az ATP és a DNS-tartalom meghatározását már régóta alkalmazzák, azonban a mérési módszerek hosszadalmasak és komoly laboratóriumi hátteret feltételeznek, ezért a gyakorlatban nem terjedtek el (Thiel, P. G. - Hattingh, W.H. J., 1967). Valamennyi említett eljárásnak megvan a maga korlátja. Mivel általában egyetértés uralkodik abban a tekintetben, hogy a DNS megbízható paramétere a biomasszának. Szennyvíz iszapok rothasztásánál a szerves-anyag tartalom mérése a baktérium massza becslésére még közelítőleg sem alkalmazható. Szennyvizek anaerob kezelésénél az izzítási veszteség mérése könnyen elvégezhető, a lebegő anyag izzítási veszteségét elfogadhatjuk a biomassza közelítő mértékéül. Szennyvizek anaerob kezelésénél a biomassza becslésére a fehérje tartalom mérése is alkalmazható közelítő jelleggel.