Eleveniszap szervesanyag eltávolítás hatásfokának és pehely morfológiai vizsgálata különböző sókoncentrációk alatt.

Átírás

1 Eleveniszap szervesanyag eltávolítás hatásfokának és pehely morfológiai vizsgálata különböző sókoncentrációk alatt. Szilveszter Szabolcs 1, Máthé István 1, Crognale Silvia 2, Ráduly Botond 1 1 Sapientia Erdélyi Magyar Tudományegyetem, Csíkszeredai Kar, Biomérnöki Tanszék, Erdély, Románia 2 DIBAF Universita Degli Studi della Tuscia, Viterbo, Olaszország

2 Magas sótartalmú szennyvizek: élelmiszer-, textil-, bőr-, kőolaj-,vegyipar. Magas sókoncentráció csökkenti az eleveniszapos szennyvíztisztítás hatékonyságát több jelenség miatt: Eleveniszap biológia: hiperozmotikus stressz körülmények sejt kiszáradás, plazmolízis enzim aktivitás inhibíciója csökkenő tisztítási hatásfok Eleveniszap-pehely morfológia: pehelyszerkezet változása rossz ülepedési tulajdonság elfolyó rossz minősége, iszap kimosódás

3 Sós szennyvízet hagyományosan fiziko-kémiai módszerekkel tisztítanak. Biológiai tisztítási technológiák jelenlegi kutatások középpontjában vannak: Költséghatékonyság (Lefebvre and Moletta, 2006) Széleskörű szennyezőanyag Közművek egyre több eltávolítás (Abou-Elela et al, 2010) sótartalmú vizet használnak (Welles et al. 2014) Kutatásunk célja: Eleveniszapos szennyvíztisztítás vizsgálata különböző sókoncentrációk mellett: Szervesanyag eltávolítás Pehely morfológia Lefebvre, O., Moletta, R., Treatmnet of organic pollution in industrial saline wastewater: A literature review. Water Res. 40, Abou-Elela SI, Kamel MM, Fawzy ME.,2010. Biological treatment of saline wastewater using a salt-tolerant microorganism. Desanilisation. 250:1 5. Welles L., Lopez-Vazquez C. M., Hooijmans C. M., van Loosdrecht M. C. M., Brdjanovic D., Impact of salinity on the anaerobic metabolism of phosphate-accumulating organisms (PAO) and glycogen-accumulating organisms (GAO). Appl. Microbiol. Biotechnol. 98,17:

4 Szakaszos reaktor: 4 L; Levegőztetés és keverés; Eleveniszap innokulum: kommunális szennyvíztisztító; Szobahőmérséklet: 20±2 C; Működési ciklus: 8 h/ciklus, 5 perc betáplálás, 352 perc levegőztetés, 3 perc fölös iszap elvét, 117 perc ülepedés, 3 perc tisztított szennyvíz elvét; Szervesanyag terhelés: 1,02 g KOI L -1 nap -1 ; Tartózkodási idő: 2,6 nap; Iszapkor: 13 nap; A szennyvíz NaCl tartalma fokozatosan volt növelve 0 gl gl -1 között(10 gl -1 lépésekben); 1. Ábra Kutatás során használt szakaszos reaktor vázlata A reaktor minden sókoncentráción 3 hétig volt működtetve, a rendszer beálltáig. A szennyvíz sókoncentrációján kívül más folyamatparaméterek nem voltak változtatva a vizsgálat során.

5 1. Táblázat Szintetikus szennyvíz összetétele Nopens és mtsai (2001) alapján KOI mgl -1 BOI mgl -1 ÖN mgl -1 NH 4 -N 13 mgl -1 ÖP mgl -1 KOI/N/P 100:15.7:2.1 Analitikai módszerek: KOI, BOI 5, Iszapkoncentráció: APHA standard módszer; Kimenő szennyvíz transzmittanciája: Biolog optikai denzitométer; Ammónia, Oldott oxigén, ph, Hőmérséklet: WTW szenzorok (Varion Plus 700 IQ, FDO 700 IQ, Sensolyt 700). Nopens, I., Capalozza, C., Vanrolleghem, P.A., Stability analysis of a synthetic municipal wastewater, Gent University.

6 Pehely morfológiai jellemzés: Olympus BX53 optikai mikroszkóp, 40X, perdefiniált fedőlemez koordináták; Képfeldolgozás ImageJ program segítségével (NIH, Bethesda, MD, USA); Morfológiai paraméterek: Teljes felület (TA), aggregátum szám, egyenértékű átmérő (D eq ); Aggregátumok osztályozása D eq szerint: normál >0.1 mm; köztes: mm; kis pinpoint <0.01 mm; Pásztázó elektron mikroszkópia: Arany-palládium (60:40) ötvözet, Tokuda EH-3A vákuum párologtató; JEOL JSM-5200 SEM mikroszkóp, 200X, 1000X, 2000X nagyítás; 2. Ábra Perdefiniált fedőlemez koordináták 3. Ábra Előkezelt kép 4. Ábra JEOL JSM-5200

7 KOI eltávolítás hatásfok (%) VSS KOI Iszapkoncentráció VSS (mgl -1 ) NaCl (gl -1 ) 5. Ábra KOI eltávolítási hatásfok (%) és iszapkoncentráció változása különböző NaCl koncentráción

8 Teljes aggregátum szám/mg VSS x 1000 Össz. Aggreg./VSS Transzmittancia (%) Transzmittancia (%) NaCl (gl -1 ) 6. Ábra Iszap teljes aggregátum száma iszapkoncentrációra normalizálva (aggregátum/mg VSS) valamint kimenő szennyvíz transzmittanciája különböző NaCl koncentráción

9 Aggregátum szám NaCl (gl -1 ) 7. Ábra %-os eloszlása normál, köztes és kis pehelyátmérőknek különböző NaCl koncentráción o Normál pehelyméret: 31% ->6.7%; o Kis pehelyméret: 1.5% ->31%;

10 G y e n g ü l ő p e h e l y s z e r k e z e t 8. Ábra Pehelyszerkezet változásának vizsgálata különböző NaCl koncentráción SEM mikroszkóp segítségével

11 KOI eltávolítási hataásfok: 98.9% 27.5%; 10 gl -1 konstans iszap koncentráció; 40 gl -1 megközelítőleg 40% iszap kimosódás; Stabil kimenő szennyvíz transzmittancia 20 gl -1 NaCl koncentráció alatt; 10 gl -1 NaCl koncentrációnál induló aggregátum méret váltás normálról közbelső méretre; 10 gl -1 NaCl felet fokozatos aggregátum méret váltás kis méretűre; SEM képek vizuálisan is alátámasztották a morfológiai vizsgálat eredményeit.

12