185845. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mikroorganizmusok biokémiai oxigénszükségletének meghatározására
1 185 845 2 A találmány alkalmazási területe. A találmány tárgya eljárás mikroorganizmusok vizes közegekben, mint felületi vizekben, szennyvizekben, vagy elevenített iszapokban megfigyelhető biokémiai oxigénszükségletének részben automatizált megliatáro- g zására, a vízben levő anyagok toxieitásának és mikrobás leépülési fokának meghatározására, továbbá tárgya az eljárást foganatosító berendezés. Az eljárás és a berendezés előnyösen vizek vizsgálatára, szennyvizek ellenőrzésére alkalmazható, a víztisztí- iq tási technikában, a szennyvizekben levő anyagok toxieitásának és biokémiai állapotának ellenőrzésekor, valamint az ipari mikrobiológiai termelési folyamatok vezérlésekor és felügyeletekor használható előnyösen. A berendezés mindenütt felhasználható, ahol a vizes közegek- 15 ben időben változó módon, az oxigéntartalom változásaitól függően változások zajlanak le és ezek a fizikai oxigénfelhasználási folyamatok kizárásával mérendők. Az ismert műszaki megoldások jellemzése. A vizes közegek oxigéntartalmának változásait követő 20 hagyományos meghatározási módszer lényege az, hogy a közeg oxigéntartalmának értékét egy meghatározott megfigyelési időszak elején és végén mérik, és ehhez a Winkler-féle tömegelemzési oxigénmeghatározási módszert alkalmazzák. 25 A szennyvízkezelési technikában legjobban ismert eljárás a szennyvizek biokémiai oxigénszükségletének (BSBs ) meghatározása. A módszer alkalmazása során a legfontosabb hibaforrás az, hogy a tisztítatlan szennyvíznél a szükséges 30 hígítás miatt a természetes biokémiai folyamatok megváltoznak és ismeretlen kémiai összetételű szennyvizekben az oxigén mennyiségének meghatározása tönregelemzéses módszerekkel bizonytalan. Az eljárás során csak egy összegértéket kapunk, amely a biokémiai re- 35 akciók kinetikájáról, a közbenső fázisokról semmit sem mond. Az eljárás igen időigényes. A biokémiai oxigénszükséglet meghatározására szolgáló más ismert eljárások és berendezések egy további csoportjában a mikroorganizmusok által felhasznált 40 oxigént elektrolitikusan kiegészítik, vagy előtétpalackokból a szükséges mennyiséget utántöltik. Ennek az eljárásnak és berendezésnek a hátránya a szabályozástechnikai problémák nehezen megoldható volta, valamint az, hogy nem lehet kiegészítő mintavevő és utanadagoló eszközö- 45 két a vizsgálati folyamat megszakítása nélkül alkalmazni, továbbá a mért közeg általában szükséges hígítása is kivihetetlen. A vízi mikroorganizmusok alapján végzett toxicités meghatározásra kidolgozott ismert eljárásokban tiszta 50 kultúrákban egy vagy többsejtű ellenőrző organizmusokat használnak és ezek elpusztulás! arányát a mérgező anyagok koncentrációjától és az időtől függően, normalizált feltételek között tartott organizmusokhoz viszonyítva állapítják meg. Az ehhez szükséges kézi műveletek 55 igen időigényesek. Nem ismeretes olyan berendezés, amelynek segítségével lehetséges lenne, a mérgező anyagok által a víz természetes életközegében előforduló mikroorganizmusokra gyakorolt Íratást a természetes környezeti feltételek (turbulencia, hőmérséklet, oxigén, 60 nagy víztérfogat) lehető legteljesebb megtartása mellett automatikusan elvégezni. A találmány célja A találmány célja olyan eljárás kidolgozása, amellyel az idő és munkaigényesség csökkenthető a megliatározások során, továbbá a természetihez közeli mérésfeltételek biztosíthatók korlátos méréstechnikai igények kielégítése mellett. A találmány lényege A találmány feladata olyan eljárás és az eljárást megvalósító olyan berendezés kidolgozása, amellyel mikroorganizmusok vizes oldatban észlelt biokémiai oxigénszükséglete meghatározható, a toxieitásuk, valamint a szennyvizekben levő anyagok mikrobás leépítési foka megállapítható, A találmány szerint a feladatot úgy oldjuk meg, hogy a mikroorganizmusok biokémiai oxigénszükségletét vizes oldatokban, például szennyvizekben, felületi vizekben, elevenített iszapokban vagy mikrobiológiai kultúrákban liígítatlan közegek alapján, meghatározott térfogatú mérőedényekbe való betöltés után, keverés közben elektrokémiailag mérjük és felerősödés után tetszőlegesen hosszú időtartamon keresztül regisztráljuk. Miután z mérési közegben az oxigéntartalom egy meghatározott alsó határ alá csökken, egy meghatározott felső határérték eléréséig oxigént adagolunk. A mérési közegek cseréjét automatikusan, meghatározott program szerint végezzük. Toxicitás mérésekor a mérendő anyagot programozott módon, növekvő koncentrációval adagoljuk, és ez alatt egyidejűleg mérőedényben az oxigén mennyiségének csökkenését az ellenőrizendő anyag hozzáadása nélkül mérjük. A javasolt eljárás foganatosítására alkalmas berendezés találmány szempontjából lényeges jellemzői., hogy fénytől árnyékolt és termosztáttal temperált tartályban mérőedények vannak elrendezve, és egy rnérőedény telítésérzékelővel van ellátva. A mérőedenyek elektrokémiai oxigénérzékelővel és levegőztetővei vannak felszerelve. Az oxigénérzékelők mérőerősítőn át több színben rögzítő írószerkezettel vannak összekapcsolva, A mérőedények levegőztetői oxigénszállítás céljából például csőkígyón keresztül levegőztető szivattyúkkal vannak összekapcsolva, amelyek határértékszabályozóra vannak vezetve. A berendezésben a vizes közegek cseréjének biztosítására programadóval összekapcsolt szivattyúk vannak. Egyenletes turbulencia biztosítására a mérőedényekben mágnestestek vannak, amelyeket mágneses keverőfcjekkel lehet forgásba hozni. A mágneses keverőfejek megfelelő áttételen át keverőmotorra vannak vezetve. A határértékszabályozót előnyösen szabályozható kapcsolási hiszterézisű Schmitt-triggerként alakítjuk ki. A berendezést toxicitás mérésére alkalmazva a prog- Tamidőadóként, míg az egyik szivattyú adagolószivattyúként van kiképezve. A működés lényege a következő: A mérendő közegeknek a mérőedényekbe való betöltése után a levegőztető bekapcsolásával a vizsgált közeget meghatározott szintig oxigénnel telítjük.Keverőmotor alkalmazásával, mágneses keverőfejek révén a mérőedényekben levő mágnestesteket forgásba hozzuk és ezzel a mérendő közegeket azonos turbulenciával forgatjuk. A tartállyal kapcsolódó termosztát a mérőedényekben azonos hőmérsékletet biztosít. A levegőztető szivattyú automatikus lekapcsolása után mérési fázis kezdődik, amelynek során a mérőedényekben levő mikroorganizmusok oxigénszükségletét 1 elektrokémiai oxigénérzékelőkkel tetszőlegesen hosszú 2
