Műszálas alapú biofilm hordozók fiziko-kémiai jellemzése és alkalmazása szennyvíztisztítási célokra

Átírás

1 Műszálas alapú biofilm hordozók fiziko-kémiai jellemzése és alkalmazása szennyvíztisztítási célokra ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola Doktori beszámoló nap június 4. Jurecska Laura Témavezető: Dr. Záray Gyula Konzulens: Dr. Barkács Katalin

2 Biofilmek a szennyvíztisztításban Természetes vagy mesterséges körülmények között kialakult mikrobiológiai közösség, amelyet szilárd felületen megtapadt baktériumok, algák és protozoák alkothatnak. Előnyei: ellenállóbbak a toxikus anyagokkal és a szennyezőanyagterhelés hirtelen változásaival szemben növelik a tisztító kapacitást megnövelik az iszapkort

3 A vizsgált biofilm hordozók Minta jele Filamens szám egy szálmintában Filamens átmérő (mm) Fajlagos felület (m 2 / m 2 ) PP-A* ,4 PP-B* ,2 PP-C** ,3 PES** ,7 *2600 dtex **3000 dtex

4 A vizsgált kaszkádrendszer 2 kísérletsorozat 18 napos kísérletsorozat nyáron 45 napos kísérletsorozat ősszel

5 A kolonizációs kísérlet során mért paraméterek A helyszínen: szennyvíz fiziko-kémiai paraméterei ph, DO, KOI, TSS, nitrogénvegyület-formák biofilm - dehidrogenáz enzimaktivitás (TTC teszt) Laboratóriumban: biofilm szárazanyag-tartalma biofilm szervesanyag-tartalma mikrobiológiai vizsgálatok (TRFLP, SEM)

6 Dehidrogenáz enzimaktivitás biofilm TTC teszt szűrés, extrakció spektrofotométer mg TF/g biofilm

7 A szennyvíz fiziko-kémiai adatai KOI és TSS 1. kísérletsorozat befolyó összes KOI (O 2 mg/l) oldott KOI (O 2 mg/l) TSS (mg/l) kísérletsorozat összes KOI (O 2 mg/l) oldott KOI (O 2 mg/l) TSS (mg/l) Az 1. kísérletsorozatban a hidraulikus terhelés 1,00±0,09 m 3 /óra között változott, a ph értéke pedig 7,7±0,1 között alakult. A 2. kísérletsorozatban a hidraulikus terhelés 0,99±0,10 m 3 /óra között változott, a ph értéke pedig 7,6±0,1 között alakult.

8 A szennyvíz fiziko-kémiai adatai Nitrogénformák mg/l 1. kísérletsorozat mg/l kísérletsorozat TN ammónium-n nitrát-n nitrit-n

9 Az 1. kísérletsorozat eredményei A biofilm szárazanyag tartalma az 5. mintavétel alkalmával

10 Az 1. kísérletsorozat eredményei Fajlagos enzimaktivitás értékek az 5. mintavétel alkalmával

11 Az 1. kísérletsorozat eredményei Összes enzimaktivitás értékek az 5. mintavétel alkalmával

12 A két kísérletsorozat összevetése Szárazanyag tömeg (g) 1. kísérletsorozat Hordozó Összes reaktor 1-3. reaktor 4-8. reaktor PP-A 1,41±0,67 2,41±1,18 0,82±0,36 PP-B 0,99±0,36 1,52±0,70 0,67±0,10 PP-C 1,94±0,74 3,14±1,92 1,21±0,37 PES 0,94±0,44 1,48±0,52 0,61±0,18 2. kísérletsorozat PP-B 1,26±0,25 2,04±0,58 0,73±0,59 PP-C 1,74±0,50 2,93±1,04 0,94±0,55

13 Ciklodextrin tartalmú szorbensek béta-ciklodextrin (BCD) gyöngypolimer szorpciós kapacitásának vizsgálata béta-ciklodextrinnel módosított hordozó hatóanyag-tartalmának ellenőrzése és megkötőképességének vizsgálata ibuprofen, Mt: 206,3 rodamin-b, Mt: 479,0

14 Különböző módszerekkel kezelt, eltérő vastagságú szűrőlapok ibuprofen megkötése Szűrőlap jele (vastagság) Ibuprofen megkötés (μmol/g) Mosott Kondicionált Regenerált* F30 (3,0 mm) 1,3 2,3 2,5 ± 0,2 F30 (2,5 mm) 1,1 3,0 2,8 ± 0,3 F30 (2,0 mm) 1,2 3,4 3,4 ± 0,3 *három egymást követő regenerálási lépés után mért ibuprofen megkötés átlag- és szórás értékei

15 Összegzés Dehidrogenáz enzimaktivitás mérés módszerének kidolgozása szálas szerkezetű biofilm hordozókra Szárazanyag és enzimaktivitás vizsgálatok alapján optimális hordozó kiválasztása ezzel folynak további kísérletek Vizsgálati módszer fejlesztése szűrőlapok ciklodextrin tartalmának meghatározására Szűrőlapok regenerálhatóságának tanulmányozása Optimális szűrőlap-összetétel megtalálása

16 Kutatási jelentések, publikációk Andrási Nóra, Barkács Katalin, Cebe Gábor, Dobosy Péter, Jurecska Laura, Márialigeti Károly, Perlné Molnár Ibolya, Vajna Balázs, Záray Gyula, Zsigrainé Vasanits Anikó: Szintetikus alapú, nagy fajlagos felületű biofilm-hordozók baktérium kolonizációjának vizsgálata félüzemi kísérleti rendszerben, 2011 Barkács Katalin, Jurecska Laura, Dobosy Péter, Perlné Molnár Ibolya, Andrási Nóra, Varga Imre, Záray Gyula: Ciklodextrin tartalmú szűrők fizikai-kémiai vizsgálata, 2011 Barkács Katalin, Gombos Erzsébet, Jurecska Laura, Perlné Molnár Ibolya, Andrási Nóra, Zsigrainé Vasanits Anikó, Záray Gyula: A CD-filter projekt keretében Telkiben végzett félüzemi kísérletekhez kacsolódó fizikai-kémiai vizsgálatok, 2011 Laura Jurecska - Katalin Barkács - Éva Kiss - Gergő Gyulai - Tamás Felföldi - Balázs Törő - Róbert Kovács - Gyula Záray: Intensification of wastewater treatment with polymer fiber-based biofilm carriers (Microchemical Journal, közlés alatt) Andrea K. Borsodi - Tamás Felföldi - István Máthé - Vivien Bognár - Mónika Knáb - Gergely Krett - Laura Jurecska - Erika M. Tóth - Károly Márialigeti: Phylogenetic diversity of bacterial and archaeal communities inhabiting the saline Lake Red located in Sovata, Romania (Extremophiles, bírálat alatt)

17 Konferencia szereplések Máthé István, Felföldi Tamás, Jurecska Laura, Kelemen Zsolt, Elekes Erzsébet, Barkács Katalin, Márialigeti Károly: The effect of bathing on the vertical physico-chemical gradients and microbial communities in the hypersaline and heliothermal Lake Ursu (Sovata, Romania), Ecological Problems of Tourist Lakes, Tihany, június Borsodi Andrea, Felföldi Tamás, Máthé István, Bognár Vivien, Knáb Mónika, Krett Gergely, Jurecska Laura, Márialigeti Károly: Phylogenetic diversity of bacterial and archaeal communities inhabiting the saline Lake Red located in Sovata, Romania, 16 th International Congress of the Hungarian Society for Microbiology. Budapest, július Fenyvesi Éva, Szente Lajos, Oláh Eszter, Varga Erzsébet, Kovács Róbert, Kenyeres István, Szmolka Viktória, Tóth Imre, Andersen Endre, Rácz Ilona, Molnár Mónika, Gruiz Katalin, Nagy Zsuzsanna, Barkács Katalin, Záray Gyula, Jurecska Laura: Ciklodextrin alapú szűrők tisztított szennyvizek újrahasznosítására, MTA Szénhidrátkémiai Munkabizottság Ülése, Budapest, szeptember 1. Hegyi Anna, Felföldi Tamás, Máthé István, Jurecska Laura, Palatinszky Márton, Barkács Katalin, Márialigeti Károly A Medve-tó mikrobaközösségeinek vizsgálata molekuláris módszerekkel, LIII. Hidrobiológus Napok. Tihany, október 5-7.

18 Konferencia szereplések Laura Jurecska Katalin Barkács Éva Kiss Tamás Felföldi Balázs Törő Róbert Kovács Gyula Záray: Intensification of wastewater treatment with polymer fiberbased biofilm carriers, XIV. Hungarian-Italian Symposium on Spectrochemistry October 5-7, 2011, Sümeg Laura Jurecska Balázs Törő Tamás Felföldi Katalin Barkács Róbert Kovács Gyula Záray: Polymer Based Biofilm Carriers for Improving the Efficiency of Biological Wastewater Treatment, Chinese_European Cooperation for a Long Term Sustainability (November 10-11, 2011 Budapest) Jurecska Laura Barkács Katalin Fenyvesi Éva Andersen Endre Záray Gyula: Mikroszennyezők eltávolítása ciklodextrin tartalmú szorbensekkel, II. MaSzeSz Junior Szimpózium, Magyar Szennyvíztechnikai Szövetség, december 9. Jurecska Laura, Barkács Katalin, Dobosy Péter, Fenyvesi Éva, Andersen Endre, Záray Gyula: Vizekben előforduló xenobiotikumok eltávolítására kifejlesztett ciklodextrin tartalmú szűrőlapok vizsgálata (ELTE Innovációs Nap, február 23.) Dobosy Péter, Barkács Katalin, Jurecska Laura, Fenyvesi Éva, Andersen Endre, Záray Gyula: Mikro-szennyezők eltávolítására kifejlesztett, ciklodextrinnel módosított szűrők vizsgálata, ELTE Bolyai Konferencia, május 4.

19 Köszönetnyilvánítás Dr. Záray Gyula Dr. Barkács Katalin Dobosy Péter Dr. Felföldi Tamás Dr. Makk Judit Organica Zrt. munkatársai