KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐK MIKRÓBAMENTESÍTÉSE EGY MAGYARORSZÁGI ERŐMŰBEN Kéki Zsuzsa III. évfolyamos PhD hallgató
Témavezető: Majorosné Dr. Tóth Erika
ELTE Környezettudományi Doktori Iskola , 2011.06.10.
ULTRATISZTA VÍZ fajlagos vezetőképessége 0,054 μS / cm szerves és szervetlen összetevők 10-9-en nagyságrendben FELHASZNÁLÁS laboratóriumi berendezésekhez érzékeny analitikai és biológiai munkákhoz műszaki alkalmazásokhoz gyógyszergyártásban ipari
létesítmények, pl. hűtővizének előállításában
erőművi
rendszerek
AZ ELŐÁLLÍTOTT ULTRATISZTA VÍZ PARAMÉTEREI Bemenő víz
Elfolyó víz
Összes keménység
m.a.
m.a.
mval/kg
Vastartalom
(1-6)x10-3
(1-4)x10-3
mg/kg
Nátrium tartalom
m.a.
m.a.
mg/kg
Kálium tartalom
m.a.
m.a.
mg/kg
KMnO4 fogyasztás
0,3-8
0,2-6
mg/kg
Lebegő anyag tartalom
m.a.
m.a.
mg/kg
Nitrát tartalom
m.a.
m.a.
mg/kg
Szulfát tartalom
m.a.
m.a.
mg/kg
Klorid tartalom
(2-4)x10-3
(1-3)x10-3
mg/kg
Szilikát tartalom
(5-30)x10-3
(1-8)x10-3
mg/kg
Vezetőképesség
0,1-0,9
0,04-0,08
μS/cm
A KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA ELŐTTI (BEMENŐ) ÉS UTÁNI (ELFOLYÓ) CSŐSZAKASZON ÁRAMLÓ VÍZ PARAMÉTEREI (M.A. = KONCENTRÁCIÓJA A MÉRÉSHATÁR ALATT VAN)
ÜZEMVITELI PROBLÉMÁK
http://www.stroudsystems.com/pm_fss.html
http://www.mintek.com
A 3. KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTAOSZLOPRÓL ELFOLYÓ ULTRATISZTA (FINOMSÓTALAN) VÍZ MENNYISÉGE
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ HATÉKONYSÁGA ÜZEMBEVÉTEL
LEÁLLÍTÁS
TERMELT VÍZ (m3)
2007.10.01
2007.11.29
74.920
2008.08.13
2008.08.20
18.716
(11,2 μS/cm)
CÉLKITŰZÉSEK Mikróbafertőzöttség feltérképezése a vizsgált erőmű pótvízelőkészítő üzemében – kritikus pont elemzés Ioncserélő gyanták mikróbaközösségeinek feltérképezése Ioncserélő gyanták vegyszeres kezelése laboratóriumi körülmények között – laboratóriumi modellrendszer kiépítése (biocid: Kathon WT) Az üzemből izolált baktériumtörzsek biocidekkel szemben mutatott érzékenységének vizsgálata Kevertágyas ioncserélők mikróbamentesítése üzemi körülmények között A tudomány számára új baktérium taxonok izolálása (az üzemben előállított ultratiszta vízből), tenyésztése, polifázikus taxonómiai leírása
KRITIKUS PONT ELEMZÉS Finomsótalanvíz-tartály
elõlágyvíz-tartály
nyersvíz-tartály
sótalanvíz-tartály
NaOH
meszes reaktor
elõkezelt Duna víz Ca(OH)2 FeSO4
Üzemi ellátás
kavics szûrõ
scavenger kationcserélõ anioncserélõ HCl NaCl NaOH
kevertágy
H2SO4
BIOCID – KATHON WT HATÁSMECHANIZMUSA
1. Perceken belüli növekedés és anyagcsere gátlás 2. Néhány óra elteltével irreverzibilis sejtkárosodás, majd sejthalál
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA KEZELÉSE 1. A gyanta kimerülést követő többszöri mosása, fellazítása erős, ellenáramú vízzel 2. 25 ppm aktív hatóanyag koncentrációjú Kathon WT-vel történő kezelés levegővel történő kevertetés óránként 20 percen át (4 h - 24 h) 3. Többszöri mosás finomsótalan vízzel MINTAVÉTEL minden lépés előtt és után 4. Spektrofotometriás mérés – az esetlegesen visszamaradt biocid koncentrációjának meghatározására 5. Toxikológiai vizsgálat
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA KEZELÉS ELŐTT
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA KEZELÉS ELŐTT, TÖBBSZÖRI FINOMSÓTALAN VIZES MOSÁST KÖVETŐEN
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA KEZELÉS UTÁN
KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTA KEZELÉS UTÁN, TÖBBSZÖRI FINOMSÓTALAN VIZES MOSÁST KÖVETŐEN
A KEZELT KEVERTÁGYAS OSZLOPON TERMELT FINOMSÓTALANVÍZ MENNYISÉGE A KEZELT KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ HATÉKONYSÁGA
ÜZEMBEVÉTEL
LEÁLLÍTÁS
TERMELT VÍZ (m3)
2007.10.01
2007.11.29
74.920
2008.08.13
2008.08.20
2010.06.08
2010.07.19
18.716
(11,2 μS/cm)
107.084
VEGYSZERES KEZELÉSEN ÁTESETT KEVERTÁGYAS IONCSERÉLŐ GYANTÁK MIKRÓBAKÖZÖSSÉGEINEK FELTÉRKÉPEZÉSE (DGGE)
Anoincs.
Kationcs.
Scav.
vételkor
üzembe
Kevertágy
mosóvize
Kevertágy
Kevertágy 4 8
Távolság
Alu és Bsu enzimek T-RFLP profiljai alapján készült hierarchikus csoportelemzés eredménye (Euklidészi távolság)
kimerüléskor
KEZELETLEN IONCSERÉLŐ GYANTÁK MIKRÓBAKÖZÖSSÉGEINEK FELTÉRKÉPEZÉSE MOLEKULÁRIS MÓDSZEREKKEL (T-RFLP)
12 16 20 24 28 32 36 40 0
0,8
1,6
2,4
3,2
4
4,8
5,6
6,4
Legközelebb egymáshoz a kation és anioncserélő gyantákról elfolyó víz mikrobiális összetétele áll
Velük szorosan csoportosul a szervesanyag kötő gyantáról elfolyó víz mintája A kevertágyas ioncserélőről elfolyó víz egy korai időpontban mikrobiológiailag még inkább az alapsótalanító blokkhoz hasonlít, idővel azonban teljesen elkülönülő csoportot képez Kivétel nélkül olyan klónok, melyek egyetlen leírt baktériumfajba sem sorolhatók
Számos klón vízmintákban általánosan előforduló baktériumcsoporthoz tartozik (Hydrogenophaga, Hyphomicrobiaceae, Aquabacterium sp. Proteobacteria)
SPECIÁLIS TÁPTALAJOKRÓL IZOLÁLT BAKTÉRIUMTÖRZSEK FAJI SZINTŰ IDENTIFIKÁCIÓJA (139 db izolátum) 30,00%
25,00%
20,00%
15,00%
10,00%
5,00%
0,00%
SPECIÁLIS TÁPTALAJOKRÓL, AZ ULTRATISZTA VÍZBŐL IZOLÁLT,A TUDOMÁNY SZÁMÁRA ÚJ TAXONOK (POLIFÁZIKUS TAXONÓMIAI VIZSGÁLATOK FOLYAMATBAN)
Legközelebbi rokon faj
Bradyrhizobium elkanii Pedomicrobium ferrugineum Pseudomonas saccharophila
Hasonlóság parciális 16S rRNS alapján 94% 93% 95%
Tóth, E.M., Kéki, Zs., Bohus, V.,Borsodi, A. K., Márialigeti, K.,Schumann, P. Aquipuribacter hungaricus gen. nov., sp. nov., a novel actinobacterium isolated from the ultra-pure water system of a Hungarian power plant. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. In press. doi:10.1099/ijs.0.032672-0. IMP: 2,113
PUBLIKÁCIÓS LISTA Táncsics,A., Kéki,Zs., Márialigeti, K., Schumann, P., Tóth, E. M. Syphobacter aquaclari gen.nov., sp. nov., a new member of the family “Flexibacteraceae”, phylum Bacteroidetes. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2010. 60, 2567-2571. IMP 2,113
Tóth, E. M., Kéki, Zs., Makk,J., Homonnay, ZG., Márialigeti, K., Schumann, P. Nocardioides hungaricus sp. nov., isolated from the drinking water supply system of Budapest (Hungary) Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2011. 61, 549-553. IMP 2,113 Makk, J., Homonnay, Z. G., Kéki, Zs., Lejtovicz, Zs., Márialigeti, K., Spröer, C., Schumann, P., Tóth, E. M. Tahibacter aquaticus gen. nov., sp. nov. a new gammaproteobacterium isolated from the drinking water network of Budapest (Hungary). Syst and Applied Microbiol. In press. doi:10.1016/j.syapm.2010.11.001 IMP: 2,643
Borsodi,A.K., Pollák, B., Kéki, Zs., Knáb,M., Rusznyák,A., Schumann,P., Márialigeti,K., Tóth, E. M. Bacillus alkalisediminis sp. nov. alkaliphilic bacteria isolated from extremely shallow Hungarian soda ponds. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. In press. DOI 10.1099/ijs.0.019489-0 IMP: 2,113
Homonnay, Z., Kéki, Zs., Márialigeti, K., Tóth, E. M. Bacterial communities in the gut of the freshwater copepod Eudiaptomus gracilis. J Basic Mirrobiol. In press. IMP: 1,31 Felföldi, T., Kéki, Zs., Schumann, P.,Scheirich,G., Sipos, R., Márialigeti,K., Tóth, E. M. Ottowia pentelensis gen. nov., sp. nov., a novel floc-forming betaproteobacterium isolated from an activated sludge system treating coke plant effluent. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. In press. DOI 10.1099/ijs.0.020818-0 IMP: 2,113
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Majorosné
Dr. Tóth Erikának
Dr. Makk Juditnak Dr. Barkács Katalinnak Dr. Márialigeti Károlynak
Homonnay Zalánnak Palatinszky Mártonnak Dr. Vajna Balázsnak
KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMET!
