Szőke Péter Ádám Környezettudomány szak Témavezető: Dr. Barkács Katalin Analitikai Kémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar
Természetes vizeink védelme →sűrűn lakott területek szennyvizének kezelése Mikrobiális kezelés költsége kisebb (levegőztetés – „eleveniszapos” medence) Nagy mennyiségben keletkező iszap Rothasztott iszap víztelenítése – csurgaléklé (>1500 mg/l NH4-N, 1500-2000 mgO2/l KOI)
→kezelése 25% szennyezőanyag terhelésnövekedést jelent a telepek számára Microbial biofilms, Ghannoum, M., O’Toole, G., 2006. 1-16., 359-376. Nitrification of high strength ammonia wastewaters: comparative study of immobilisation media, W. M. Rostron et al., Wat. Res. Vol. 35, No. 5, pp. 1169-1178, 2001
Csurgaléklé külön kezelése gazdasági és technológiai előnnyel járna → kísérleti rendszer Biológiai aktivitás fokozása hordozó felületén: Tápanyagok feldúsulása határfelületeken Biofilmstuktúrák, komplex képződmények → jobb hasznosítás, jobb ellenállóképesség
Milyen mértékben terhelhető? (Hígítás mértéke?)
Félüzemi fix ágyas levegőztetett rendszer Össztérfogat: 12,5 liter (9,5 liter töltet; 1,5 liter alsó holttér; 0,5 liter kavics; 1 liter felső holttér) Üzemeltetési hőmérséklet: 18-22°C O2-ellátás: sűrített levegő Szennyvíz rátáplálás sebessége: 6 l/nap oszloponként Oldalsó mintavevők – pH szabályozó oldat adagolása
Biolit: Mesterséges kerámia Dél-pesti telepen nitrifikációhoz
Ü: Módosított karbonátos kőzet Porózus, savasodással szemben pufferkapacitás
Zeolit: Mordenit, Mád
Porózus, ioncsere- és pufferkapacitás
Biolit
Ü
Zeolit
Szabad térfogat
51 %
54 %
65 %
Fajlagos felület
10,61 m2/g
2,19 m2/g
Ammóniamegkötő kapacitás
-
0,6 mval/g
Szemcseméret
3-5 mm
5-8 mm
5-12 mm
Csurgaléklé: A fermentált iszap víztelenítésekor keletkező víz
Hígítás: Kezdetben utóülepített szennyvízzel: eleveniszapos medence után
Később előülepített szennyvízzel: eleveniszapos medence előtt
kolonizáció
Előülepített
Utóülepített
Csurgalék
pH
7,4
7,3
7,8
vezetőképesség (mS/cm)
1,8
1,7
14
NH4+ (mgN/l)
110
70
1500
NO2- (mgN/l)
< 0,02
< 0,02
0,4
NO3- (mgN/l)
10
10
10
PO43- (mg/l)
15
KOI (mgO2/l)
500-1000
80 200-300
1500-2000
Szennyvíz
NH4+, NO2-, PO43színreakción alapuló fotometriás eljárás
NO3-
UV-abszorbancia
pH
kombinált üvegelektród
KOI
kromátos oxidálás
IC, TOC IR-abszorbancia
Analitik Jena Multi N/C 2100S TC/TN
Terhelésemelések – szakaszok
3000
Koncentráció
2500 2000 + be (mgN/l) NH4+ NH 4 be (mgN/l)
1500
KOI KOI be be (mgO (mgO2/l) 2/l)
1000 500 0 I
II
III
IV V Szakaszok
VI
VII
VIII
100
1500
80
I.
1200 900
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.
60 40
600
20
300 0
hatásfok (%)
Anyagkoncentráció (mg/l)
N- formák - Biolit 1800
0
0
20
40
60
NH4-N ki (mg/l)
80
100
NO2-N ki (mg/l)
120
140
NO3-N ki (mg/l)
160 szakaszok
180
200
NH4-N be (mg/l)
220
240
260
NH4 eltáv %
1500
80
1200
60
900 40
600
hatásfok (%)
100
20
300 0
0 0
20
40 60 NH4-N ki (mg/l)
80 100 NO2-N ki (mg/l)
120 140 NO3-N (mg/l)
160 szakaszok
180 200 220 240 NH4-N be (mg/l) NH4 eltáv %
260
N-formák - Zeolit 1800
100
1500
80
1200
60
900 40
600
20
300 0
0 0
20
40 60 NH4-N ki (mg/l)
80 100 NO2-N ki (mg/l)
120 140 NO3-N ki (mg/l)
160 szakaszok
180 200 220 240 NH4-N be (mg/l) NH4 eltáv %
260
hatásfok (%)
Anyagkoncentráció (mg/l)
Anyagkoncentráció (mg/l)
N-formák – Ü 1800
pH - Biolit
8
15
7
10
6
4 0
II. 20
III. 40
60
IV. 80
100
V. 120
pH ki
VI.
140 pH be
VII.
160 180 pH szabályozás
5
VIII. 200
220
240
0 260
pH - Ü
9
20
8
15
7
10
6 5
5
4
0 0
20
40
60
80
100 120 140 pH ki pH be
160 180 pH szabályozás
200
220
240
260
pH - Zeolit
9
20
8
15
7
10
6 5
5
4
0 0
20
40
60
80
100
120 pH ki
140 pH be
160
180
pH szabályozás
200
220
240
Na2CO3 (ekv/l/nap)
I.
5
Na2CO3 (ekv/l/nap)
20
260
Na2CO3 oldat (ekv/l/nap)
9
100
I. II.
III.
IV.
VII.
VIII.
60 40 20
0
0 40
60
80
100
120
140
KOI be (mg/l O2)
160 DO ki (%)
180
200
220
240
260
KOI eltáv. haték. (%)
KOI - Ü
6000
100 80
4000
60 40
2000
20 0
hatásfok (%)
20
KOI ki (mg/l O2) Anyagkoncentráció (mg/l)
VI.
2000
0
0 0
20
40
60
80
KOI ki (mg/l O2) Anyagkoncentráció (mg/l)
V.
hatásfok (%)
80 4000
100
120
140
KOI be (mg/l O2)
160 DO ki (%)
180
200
220
240
260
KOI eltáv. haték. (%)
KOI - Zeolit
6000
100 80
4000
60 40
2000
20 0
0 0
20
40
60
80
KOI ki (mg/l O2)
100
120
KOI be (mg/l O2)
140
160 DO ki (%)
180
200
KOI eltáv. haték. (%)
220
240
260
hatásfok (%)
Anyagkoncentráció (mg/l)
KOI – Biolit 6000
Hordozók: - bakteriális közösségszerkezet eltér a vízfázisétól - nitrifikációért felelős szervezetek jellemzőbbek
ZEOLIT
BIOLIT Kisebb NH4+ koncentrációkat kedvelő nitrifikáló baktériumok (pl. Nitrosospira sp.)
Kifejlettebb, strukturált biofilm Nagyobb NH4+ koncentrációt kedvelő nitrifikáló baktériumok nagy tömegben (pl. Nitrosomonas sp.) Ioncsere – speciális mikrokörnyezetek ammónia-oxidáló baktériumok
(Észak-pesti kísérleti rendszer, zeolit hordozó; Nagymáté Zsuzsanna, 2009.)
Biolit: nagy instabilitás külső hatásokkal szemben Ü-hordozó: a nitrifikációval járó savasodást jól pufferelte Zeolit: fejlett biofilm-struktúrák Nagy KOI mindhárom oszlopnál kritikus → rendszeres mosatás, kisebb KOI rátáplálása, pH-szabályozás
Köszönöm a figyelmet!
