Anaerob fermentált szennyvíziszap biokémiai jellemzése enzimaktivitás vizsgálatokkal

Hasonló dokumentumok
Anaerob fermentált szennyvíziszap jellemzése enzimaktivitás-mérésekkel

CELLULÓZTARTALMÚ HULLADÉKOK ÉS SZENNYVÍZISZAP KÖZÖS ROTHASZTÁSA

A szennyvíztelepi biogáztermelés optimálása és az üzemelés nyomon követése

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

Ko-szubsztrát rothasztás tapasztalatai az Észak-pesti Szennyvíztisztító Telepen Román Pál és Szalay Gergely - Fővárosi Csatornázási Művek Zrt.

A szennyvíztelepi biogáz termelő fermentációs folyamatok nyomon követése kémiai és biokémiai módszerekkel. Doktori értekezés tézisei.

Az együttrothasztás tapasztalatai a BAKONYKARSZT Zrt. veszprémi telepén

Anaerob rothasztók üzemének ellenőrzése biokémiai paraméterek alapján

Kémiai technológia laboratóriumi gyakorlatok M É R É S I J E G Y Z Ő K Ö N Y V. című gyakorlathoz

TÉMAVEZETŐ TAKÁCS ERZSÉBET BEZSENYI ANIKÓ A GYÓGYSZERMARADVÁNYOK ELTÁVOLÍTÁSNAK LEHETŐSÉGEI A DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

Megújuló energiák hasznosítása: a napenergia. Készítette: Pribelszky Csenge Környezettan BSc.

Mikrobiális folyamatok energetikai hasznosítása a depóniagáz formájában

Települési szennyvíz tisztítás alapsémája

Települési szennyvíz tisztítás alapsémája

energiaforrása Kőrösi Viktor Energetikai Osztály KUTIK, Summer School, Miskolc, Augusztus 30.

15. elıadás SZERVES ÜLEDÉKES KİZETEK

Iszapkezelés, biogáz előállítás és tisztítás

Hulladékfogadás, együttes rothasztás, biogáz hasznosítás hatékonyságának növelése a DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

Korszerű eleveniszapos szennyvízkezelési eljárások, a nitrifikáció hatékonyságának kémiai, mikrobiológiai vizsgálata

Gáz halmazállapotú energiahordozók és biohajtóanyagok (biogáz, biohidrogén)

Biogáztermelés szennyvízből

B I O M A S S Z A H A S Z N O S Í T Á S és RÉGIÓK KÖZÖTTI EGYÜTM KÖDÉS

Az anaerob rothasztók üzemének ellenőrzése

az Észak-pesti Szennyvíztisztító Telepen Telek Fanni környezetvédelmi előadó

A biomassza rövid története:

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek kimutatása környezeti mintákból

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2012/3. ütem -

A kisméretű szennyvíztisztító továbbfejlesztése a megújuló energiaforrás előállítása és hasznosítása révén

Fotoszintézis. fotoszintetikus pigmentek Fényszakasz - gránum/sztrómalamella. Sötétszakasz - sztróma

A ko-fermentáció technológiai bemutatása

Biogáz Biometán vagy bioföldgáz: Bio-CNG

Ferrát-technológia alkalmazása biológiailag tisztított szennyvizek kezelésére

A talaj szerves anyagai

Növényélettani Gyakorlatok A légzés vizsgálata

VÍZTISZTÍTÁS BIOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL. Készítette: Kozma Lujza és Tóth Ádám

Adszorbeálható szerves halogén vegyületek koncentráció változásának vizsgálata kommunális szennyvizek eltérő módszerekkel történő fertőtlenítése során

Biogáz hasznosítás. SEE-REUSE Az európai megújuló energia oktatás megerősítése a fenntartható gazdaságért. Vajdahunyadvár, december 10.

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2014/2. ütem -

Szőke Péter Ádám Környezettudomány szak. Témavezető: Dr. Barkács Katalin

Jegyzőkönyv Arundo biogáz termelő képességének vizsgálata Biobyte Kft.

Nagyhatékonyságú oxidációs eljárás alkalmazása a szennyvízkezelésben

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2014/1. ütem -

Proline Prosonic Flow B 200

Biogáz és Biofinomító Klaszter szakmai tevékenysége. Kép!!!

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Környezeti analitika laboratóriumi gyakorlat Számolási feladatok áttekintése

TELEPÜLÉSI SZENNYVÍZISZAP HASZNOSÍTÁSÁNAK LEHETİSÉGEI 3.

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

BORSOD-ABAÚJ-ZEMPLÉN MEGYE

A vízügyi ágazat biogáz üzemeit az alábbi táblázat mutatja:

HULLADÉKHASZNOSÍTÁS AZ ÉSZAK-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN Román Pál - Fővárosi Csatornázási Művek Zrt.

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

Az anaerob rendszerek jellemzése és ellenőrzése

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2012/4. ütem -

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2011/1. ütem -

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2013/3. ütem -

Oldódás, mint egyensúly

Biogáz termelés - hasznosítás

A8-0392/286. Adina-Ioana Vălean a Környezetvédelmi, Közegészségügyi és Élelmiszer-biztonsági Bizottság nevében

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

Az iszapkezelés trendjei

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Milyen biológiai okai vannak a biológiai fölösiszap csökkentésnek? Horváth Gábor Szennyvíztechnológus

A 2009/2010. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első (iskolai) forduló KÉMIA I-II. KATEGÓRIA FELADATLAP

Nemzeti Akkreditáló Testület. MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAT /2011 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Kémiai alapismeretek 6. hét

Oldódás, mint egyensúly

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Szennyvíz és szennyvíziszap-komposzt gyógyszermaradványainak mikrobiális eltávolítása

a NAT /2006 számú akkreditálási ügyirathoz

A ferrát-technológia klórozással szembeni előnyei a kommunális szennyvizek utókezelésekor

KUTATÁS + FEJLESZTÉS PROGRAM. - AKF2013/4. ütem -

Fenntartható biomassza termelés-biofinomításbiometán

Új lehetőségek a biogáz technológiában

ÖSSZEFÜGGÉSEK A BOROK BELTARTALMI ÉRTÉKE ÉS EREDETISÉGE KÖZÖTT, KÜLÖNÖS TEKINTETTEL A TOKAJI ASZÚSZEMRE

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

A SZENNYVÍZISZAPRA VONATKOZÓ HAZAI SZABÁLYOZÁS TERVEZETT VÁLTOZTATÁSAI. Domahidy László György főosztályvezető-helyettes Budapest, május 30.

MÓDOSÍTOTT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2015 nyilvántartási számú 1 akkreditált státuszhoz

Megnyitó. Markó Csaba. KvVM Környezetgazdasági Főosztály

1. ANYAG ÉS MÓDSZER Homogén mikrohullámú tér kialakítása

Kassai Zsófia üzemeltetési csoportvezető Fővárosi Csatornázási Művek Zrt április 19.

3. változat. 2. Melyik megállapítás helyes: Az egyik gáz másikhoz viszonyított sűrűsége nem más,

UV-sugárzást elnyelő vegyületek vizsgálata GC-MS módszerrel és kimutatásuk környezeti vízmintákban

Doktori értekezés. Készítette: Ivanova Galina. Témavezetı: Prof. Kovács L. Kornél

HIDROFIL HÉJ KIALAKÍTÁSA

1. Bevezetés A. TRUZSI, I. BODNÁR, Z. FÜLÖP

Energiatudatos épülettervezés Biogáz üzem

Bevezetés a biokémiába fogorvostan hallgatóknak

Biológia, biotechnológia Környezetvédelem, szennyvíztisztítás altémakörök

A vaskúti szubsztrátok anaerob bonthatóságának kísérleti vizsgálata TDK dolgozat

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

PANNON Egyetem. A szennyvíztisztítás fajlagos térfogati teljesítményének növelése. Dr. Kárpáti Árpád március 28.

Az anaerob iszapkezelésben rejlő energia-termelési és hasznosítási lehetőségek Palkó György Oláh József Szilágyi Mihály FCSM Rt.

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

Horgászvízkezelő-Tógazda Tanfolyam (Elméleti képzés) 4. óra A halastavak legfőbb problémái és annak kezelési lehetőségei (EM technológia lehetősége).

Ambrus László Székelyudvarhely,

Fotoszintézis. 2. A kloroplasztisz felépítése 1. A fotoszintézis lényege és jelentısége

Klímaváltozás és borászat, alkalmazkodás a mindennapi gyakorlatban. Nyitrainé dr. Sárdy Diána SZIE, Borászati Tanszék Tanszékvezető, egyetemi docens

Átírás:

Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Környezettudományi Centrum Anaerob fermentált szennyvíziszap biokémiai jellemzése enzimaktivitás vizsgálatokkal Készítette: Vaszkó Virág Környezettudomány szakos hallgató Témavezetı: Kardos Levente tanársegéd Budapesti Corvinus Egyetem Kertészettudományi Kar Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék Belsı konzulens: Dr. Barkács Katalin adjunktus Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Analitikai Kémiai Tanszék 2009. június 19.

Problémafelvetés, célkitőzés Fosszilis energiahordozók (kıszén, kıolaj, földgáz) használata ma még meghatározók az energiaellátásban Hatásaik veszélyesek a földi környezetre: CO 2 üvegházhatás globális éghajlatváltozás SO 2 savas esık kıolaj szállításkor olajszennyezés Környezetkímélı megoldás megújuló energiaforrások (vízenergia, napenergia, ár-apály, geotermikus energia, biogáz, biomassza, szélenergia) használata A biogáz energiatartalma nagy, így az energiaválságban kitőnıen alkalmazható elektromos és hıenergiaként Anaerob rothasztás folyamatának vizsgálata enzimaktivitás mérésekkel 2009.06.19. 2

A biogáz és képzıdése Szerves anyagok baktériumok által történı anaerob rothasztása során keletkezik. Összetétele: metán (~70 %), szén-dioxid (~30 %), kénhidrogén (H 2 S), ammónia (NH 3 ) és egyéb gázok Biogáz elıállítható: kommunális hulladékból, szennyvíziszapból, mezıgazdasági termékekbıl (növényi, állati), élelmiszeripari melléktermékekbıl. A biogáz felhasználása: meleg víz, generátor elektromos energia, hıforrás (közvetlen elégetés gázkazánokban), motorüzemanyag (CO 2 eltávolítása után). Szennyvíziszap anaerob fermentációjából nagy mennyiségő biogáz nyerhetı szennyvíztelepek helybeni és lakossági energiaellátás 2009.06.19. 3

A lebontást meghatározó legfontosabb tényezık Szubsztrát összetétel Szubsztrát terhelés Hımérséklet (mezofil: ~ 35ºC, termofil: ~ 55ºC) Oltóanyagban lévı mikroorganizmusok faja, száma Toxikus anyagok Üzemeltetési körülmények (tartózkodási idı, keveredés, tartály kialakítás) 2009.06.19. 4

Az anaerob lebontás 3 lépcsıre bontható: 1. lépcsı: a hidrolízis a savtermelı baktériumok extracelluláris enzimjei végzik (vízoldható vegyületek keletkeznek) 2. lépcsı: acidogenezis folyamata - a hidrolízis végtermékei ecetsavvá és nagyobb molekulatömegő zsírsavakká alakulnak (ecetsav (CH 3 COOH), propionsav (C 2 H 5 COOH), tejsav (C 3 H 6 O 3 ), vajsav (C 3 H 7 COOH), CO 2, H 2, stb. képzıdik acetogenezis folyamata - az elızı lépések intermedierjei (propionsav, vajsav stb.) ecetsavvá alakulnak 3. lépcsı: metánképzıdés folyamata - elızı folyamatok köztitermékeibıl, metanogén baktériumok által metán (CH 4 ) és szén-dioxid (CO 2 ) Az iszaprothasztás gyakorlatában kevert reaktorokat alkalmaznak 2009.06.19. 5

Az anaerob lebontás vázlata szénhidrátok Nyers iszap proteinek zsírok monoszacharidok peptidek,aminosavak glicerin, zsírsavak propionsav, vajsav, alkoholok, stb. Baktériumszintézis Baktériumszintézis H 2, CO 2, ecetsav H 2, CO 2, ecetsav NH 4+, H 2 S, stb. Biogáz ~70% CH 4, ~30% CO 2 Baktériumszintézis 2009.06.19. 6

Szennyvíztelepi vizsgálatok A folyamatokat ellenırzı paraméterekkel és enzimaktivitás vizsgálatokkal lehet nyomon követni: Klasszikus ellenırzı paraméterek: száraz- és szerves anyag (MSZ 318/3-79), ph (MSZ 318/4-79), illósav (Standard Methods 16th Edition,1985.), lúgosság (Standard Methods 16th Edition,1985.), gázösszetétel (MSZ 5313 57). Enzimaktivitás mérések: dehidrogenáz (MSZ-08-1721/3-86), proteáz (Thiel, P.G. és Hattingh W.H.J, 1967.), lipáz (Vorderwülbecke, T. et al., 1992.), celluláz (Hofmann, 1955.). 2009.06.19. 7

Üzemi anaerob fermentorok (FCSM Zrt. Délpesti Szennyvíztisztító Telep) 2009.06.19. 8

A szennyvíztelepen alkalmazott enzimaktivitás vizsgálatok Dehidrogenáz enzimaktivitás meghatározása A dehidrogenáz aktivitás összaktivitás jellemzı paraméter, a hidrogén átvitelét katalizálja a redukált hidrogén donorról az oxidált hidrogén akceptor szubsztrátra. Mesterséges hidrogén akceptor: 2,3,5-trifenil-tetrazóliumklorid (TTC) az enzim által katalizált folyamat eredményeképpen vörös színő trifenil-formazánná (TF) redukálódik mennyisége a színreakció után spektrofotometriásan mérhetı. A mérés elve: rothasztott szennyvíziszap + telített NaHCO 3 (puffer) + TTC-oldat (szubsztrát) inkubálás 1 órán keresztül 37 ºC-on a biokémiai folyamat leállítása etanollal szőrés abszorbancia mérése 485 nm-en etanollal szemben. 2009.06.19. 9

Dehidrogenáz enzimaktivitás mérése során alkalmazott változtatások Mérések során változtatott paraméterek: Iszapminta térfogata: 0,5, 1,0, 2,0 ml (szárazanyag-tartalom: ~30-50 g/kg) Inkubálás hımérséklete: szobahımérséklet, 37, 45 és 55 ºC Mérési eredmények: Iszaptérfogat: 1,0 ml Ideális inkubálási hımérséklet: 37 ºC az inkubálás hımérséklete függ az anaerob rothasztás körülményeitıl (mezofil vagy termofil) Kevésbé volt érzékeny a mérési körülmények változtatására. 2009.06.19. 10

A Formazán-koncentráció változása mg For rmazán/g sz.a.i iszap*h 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 Hımérséklet 2009.06.19. 11

A szennyvíztelepen alkalmazott enzimaktivitás vizsgálatok Proteáz enzimaktivitás meghatározása A proteázok a fehérjékben található peptidkötések hidrolízise révén bontják le a fehérjéket kisebb peptidekre, majd aminosavakra. A mérés elve: rothasztott szennyvíziszap + kazein-oldat (szubsztrát) minták: 1/3 rész iszapminta + 1/3 rész szubsztrát + 1/3 rész desztillált víz inkubálás 1 órán kersztül szobahımérsékleten reakció leállítása triklórecetsavval szőrés lúgosítás szőrés hígított Folin-reagens hozzáadása után abszorbancia mérése 660 nm-en a vak mintával szemben (kék színő oldat) 2009.06.19. 12

Proteáz enzimaktivitás mérése során alkalmazott változtatások Mérések során változtatott paraméterek: Iszapminta térfogata: elıször 1,0, 2,0 és 4,0 ml, késıbb 0,5, 1,0 és 2,0 ml, végül csak 1,0 és 2,0 ml Inkubálás hımérséklete: szobahımérsékletrıl 37 ºC-ra Inkubálás leállítása triklórecetsavval: 10 %-os helyett 15 és 20 %-os alkalmazása Töményebb NaOH-oldat: 0,5 M helyett 1,0, 1,5 és 2,0 M- os oldatok Szőrés: vákuumszőrés (pórusátmérı: 0,45 µm) Folin-reagens hozzáadásával kialakuló kék szín idıfüggése 2009.06.19. 13

Mérési eredmények Mintatérfogatok: 1,0 és 2,0 ml megbízhatóbb adatok Ideális inkubálási hımérséklet: 37 ºC nagyobb biológiai aktivitás, azaz nagyobb enzimaktivitás értékek A reakció leállításához 15 %-os triklórecetsav-oldat Lúgosításhoz 1,0 M-os NaOH-oldat Folin-reagens hozzáadása után 15 perc várakozás a kialakuló kék szín stabilizálódásához 2009.06.19. 14

Folin-reagens idıbeli stabilitásának kialakulása Minta Abszorbancia 0 5 perc 10 perc 15perc 25perc 30perc 35perc vak1 0,621 0,641 0,648 0,643 0,641 0,639 0,642 vak2 0,686 0,724 0,740 0,728 0,728 0,727 0,725 1 0,793 0,796 0,802 0,798 0,790 0,785 0,783 2 0,712 0,711 0,714 0,706 0,700 0,695 0,693 3 0,770 0,774 0,774 0,771 0,771 0,763 0,759 2009.06.19. 15

Összefoglalás Dehidrogenáz: viszonylag homogén eredmények Proteáz: különbözı mintákban eltérı eredmények, a reakciók érzékenyen reagáltak a változtatott paraméterekre további elemzések szükségesek Laboratóriumban és üzemi gyakorlatban egyaránt fontos a mérési módszerek további fejlesztése, egyszerősítése, tökéletesítése (dehidrogenáz, proteáz, celluláz, lipáz) 2009.06.19. 16

Köszönöm a figyelmet! 2009.06.19. 17