Az eleveniszap pehelyszerkezetének és reológiai tulajdonságainak vizsgálata low S – low DO körülmények között, valamint súlyos tápanyaghiány esetén folytonos üzemű összehasonlító laboratóriumi modellkísérletekben
A kedvezőtlen befolyó szennyvízminőség, valamint a nem megfelelő bioreaktor elrendezés és/vagy üzemi körülmények az eleveniszap nagymértékű fonalasodásához vagy extracelluláris poliszacharid túltermeléshez, és így utóülepítőbeli elválasztási problémákhoz vezethetnek. Mindez a folyási tulajdonságok megváltozásával együtt hatással lehet az oxigénátadás hatékonyságára és a szivattyúzás technikai megvalósítására, ennek megfelelően pedig az energiafogyasztásra is.
A kutatás célja az volt, hogy összefüggést keressünk az eleveniszap pehelyszerkezet változása és a szuszpenzió reológiai tulajdonságainak alakulása (látszólagos viszkozitás, konzisztencia koefficiens, folyási index) között, az ülepedési tulajdonságok egyidejű nyomon követésével.
A kutatómunka során egy folytonos üzemű laboratóriumi modellrendszert üzemeltettünk 30 napon keresztül, amelyben a fonalas mikroorganizmusok elszaporodását idéztük elő ún. low S - low DO (alacsony szubsztrát és oldott oxigén koncentrációjú) körülmények között. Az iszapszerkezet változását, valamint a fonalasok minőségi és mennyiségi meghatározását mikroszkópos vizsgálatokkal követtük nyomon, az ülepedési tulajdonságok vizsgálatát SVI és DSVI (hígítatlan és hígított iszap ülepedési index) mérésével, a reológiai tulajdonságokat pedig műszeres reológiai mérésekkel vizsgáltuk. Ezzel egyidejűleg ugyanezen bioreaktor elrendezés alkalmazásával, és súlyosan N és P (tápanyag) hiányos műszennyvíz betáplálásával egy másik kísérleti berendezés is üzemelt. Munkám során a két kísérleti berendezésre kapott eredmények összehasonlító értékelését is elvégeztem.
Low S – low DO körülmények között sikerült előidézni a biomassza nagymértékű fonalasodását, míg a másik kísérletben (súlyos tápanyaghiány esetén) a célnak megfelelően viszkózus iszappuffadás jelentkezett, mindkét esetben az ülepíthetőség drasztikus leromlásával. Állandó iszapkoncentráció mellett az eleveniszap szerkezet átalakulása azonos nyírási sebességek esetében a mért viszkozitás növekedését eredményezte a konzisztencia index nagyságrendnyi növekedésével. A növekedés mértéke különbözőnek adódott a fonalasokat és az extracelluláris poliszacharidot túltermelő kísérleti rendszerekben. Az eredmények jó eszközül szolgálhatnak az eleveniszap szerkezet változások reológiai nyomon követésére, valamint nagy energia-felhasználású és/vagy biomassza elválasztási problémákkal küzdő eleveniszapos rendszerek költségkímélő hatékonyság növelésére.
szerző
-
Nagy Eszter
Környezetmérnöki mesterképzési szak, nappali MSc
mesterképzés (MA/MSc)
konzulensek
-
Bakos Vince
egyetemi tanársegéd, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék -
Gyarmati Benjámin Sándor
egyetemi docens, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék
