Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)
2. szám - Oláh József–Princz Péter: Eleveniszapos szennyvíztisztító rendszerek lebontási aktivitásának mérése és egy új aktivitás mérési módszer ismertetése
78 Hidrológiai Közlöny 1986. 1. szánt Eleveniszapos szennyvíztisztító rendszerek lebontási aktivitásának mérése és egy új aktivitásmérési módszer ismertetése OLÁH JÓZSEF* — PItINCZ PÉTER* Bevezetés A szennyvíztisztító telepek üzemeltetése során a terhelés és pH ingadozások, ipari toxikus szennyvíz bebocsátás stb. miatt egyre gyakrabban merül fel az eleveniszapos biológiai rendszer ellenőrzésének és szabályozásának igénye. A rendszer ellenőrzésének és szabályozásának legmegbízhatóbb módszere az eleveniszapos biológiai rendszer aktivitásának mérése. A fentiek tették indokolttá egy egyszerű, könnyen automatizálható aktivitásmérési eljárás és készülék kidolgozását. Aktivitásmérési módszerek Az eleveniszapos rendszer lebontási aktivitása alatt az egységnyi térfogatra vagy egységnyi iszapmennyiségre vonatkoztatott, időegység alatt eltávolított szubsztrát mennyiségét értjük. Az eleveniszap aktivitása tulajdonképpen az eleveniszap anyagcseréjének sebessége, ami asszimilációs, diszszimilációs folyamatok, valamint enzimaktivitás mérés alapján határozható meg. A szakirodalomban található nagyszámú aktivitás mérési módszer a fenti három folyamat, ill. az azokra jellemző egyéb paraméterek meghatározásán alapszik. Bardtke és Thomanetz [1], valamint Raebel és Schlierf [9] az eleveniszap dezoxiribonuklein sav (DNS) tartalmának meghatározására dolgoztak ki mérési módszereket. Roe és Bhagat [10] az adenozin trifoszfát (ATP) mérést ismerteti. Enzimaktivitás — proteáz aktivitásmérésen alapszik Sridhar és Pillái [12], valamint Thiel és Hattingh [13] módszere. A proteáz aktivitás, kromogén szubsztráttal (1-leucin-p-nitranilid) történő mérését Vanltová és munkatársai [14] dolgozták ki. A terminális oxidációnál nagy szerepet játszó dehidrogenáz (NADH) aktivitás mérését Jones és Prasad [5], valamint Dickson Liu [3] ismerteti. Obst és Frank [7] szintén az enzimaktivitás — pontosabban a katalázaktivitás mérésére dolgozott ki egyszerű elektrokémiai módszert. A Brodisch és munkatársai [2] által bevezetett eljárás az a-glukosidáz és L-alanin aminopeptidáz aktivitásának mérésén alapszik. A disszimilációs folyamatok alapján mérhető légzés aktivitás vizsgálati módszerét Sekulov és Bardtke [11] dolgozta ki. Pagga [8] az aktivitásmérés respirometrikus, Farkas [4] pedig respirografikus eljárását ismerteti. A fenti aktivitásmérési módszerek bonyolultak, automatizálásuk nem megoldott, azaz folyamatos üzemellenőrzésre nem alkalmasak. * Dr. Oláh József, 'Dr. Princz Péter Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóközpont, Budapest Űj aktivitásmérési módszer kidolgozása Az eleveniszap aktivitásának mérése megoldható a rendszerhez ismert mennyiségben adagolt glükóz koncentrációjának mérésével, ill. a glükóz koncentráció időbeli alakulásának nyomonkövetésével is. A glükóz tartalomnak az eleveniszapos rendszerben történő változását UG jelzéssel ellátott glükóz mérésével ugyan nyomon lehet követni, de ez a módszer (Larson és Schaeffer) [6] bonyolultságánál fogva elsősorban elméleti jelentőségű. Az általunk kidolgozott rendkívül egyszerű glükózaktivitás mérési eljárás lényege, hogy az eleveniszap szuszpenzióhoz állandó levegőztetés mellett ismert mennyiségű és koncentrációjú glükózoldatot adagolunk ós a glükóz koncentráció időbeli változását glükóz szelektív membránelektróddal mérjük. A glükóz szelektív membránelektród működési elve A glükóz szelektív elektród alapérzékelője egy amperometriás oldott oxigén szenzor, melynek teflonmembránja immobilizált glükóz-oxidáz enzimmel van bevonva. Mérés során az enzim a glükózt — az alábbi reakció szerint — glükonsavvá oxidálja , „ T T „ glükóz-oxidáz Glukóz + 0 2+H 20-^—- >- glukonsav + + H 20 2 (1) Az enzim, a glükóz oxidációjához szükséges oxigént az oldatból vonja el, ezért az oldat oxigén-koncentrációja — az elektródmembrán közvetlen közelében — a glükóz koncentrációjával arányosan csökken. Az oxigén szenzor által mért oldott oxigénkoncentráció tehát fordítottan arányos a glükóz koncentrációval. A mérési módszer A glükóz szelektív membránelektród működési elvéből egyértelműen következik, hogy az elektród a glükóz, és az oldott oxigén (DO) változásaira egyaránt érzékeny. Ez azt jelenti, hogy mérés során biztosítani kell a DO-koncentráció állandó értéken való tartását. Tekintettel arra, hogy ez a feltétel az eleveniszapos rendszerek többségénél nem valósítható meg, a problémát úgy oldjuk meg, hogy a glükóz értékeket — az elektród DO érzékenysége (Sno) segítségével — az aktuális DO-szintről egy fiktív, állandó oxigénszintre számítjuk át. A mérési módszerhez, az elektród glükózra vonatkoztatott érzékenysége (S„;) mellett ismerni kell a DO érzékenységet, valamint az egyes minták DO koncentrációját is. Ez utóbbi azt jelenti, hogy a glükóz mellett mérni kell az iszap DO-koncentráció ját is.
