Biofilm alapú szennyvíztisztító rendszer és matematikai modelljének vizsgálata, modellparaméterek meghatározása
A biofilmes folyamatok napjainkban ismételten egyre nagyobb szerephez jutnak a szennyvíztisztítási technológiákban, mivel ezen technológiák környezetbarát és kevésbé energiaigényes tisztítást tesznek lehetővé. A biofilmes reaktorok nagy előnye, hogy a rögzített biomassza révén nagyobb iszapkor érhető el, mint a hagyományos rendszerekben, ezzel kedvezőbb körülményeket teremtve a nehezebben növő, pl. autotróf szervezetek számára.
A munkám során az Organica Technológiák Zrt. által fejlesztett speciális, polipropilén hordozószöveteken kialakult biofilm mennyiségét vizsgáltam egy 168 napig tartó kísérlet-sorozatban. A vizsgálatokat nyolc darab, sorba kapcsolt, biofilmes reaktort tartalmazó kaszkád rendszeren végeztem el. A kísérlet ideje alatt folyamatos monitoringgal, heti két alkalommal elvégzett, részletes laboratóriumi analízissel követtem nyomon a kaszkádelemek reaktorvizének paramétereit (kémiai oxigénigény, nitrogénformák, pH és lebegőanyag tartalom), valamint adott időközönként a reaktorokból egy–egy textilhordozót kiemelve, gravimetriás módszerrel számoltam a biomassza mennyiséget illetve a biofilm vastagságot és annak változását.
Dolgozatom fő célkitűzése a biofilmben található baktériumok mennyiségének időbeli változásának meghatározása volt. Erre azért volt szükség, mert a biofilm modell paraméterei (pl. leválási és megkötődési koefficiens, maximális biomassza mennyiség stb.) eltérnek a különböző technológiák esetében, így azt minden új technológia tervezésénél kísérleti módszerekkel, laboratóriumi körülmények között meg kell határozni, annak érdekében, hogy egy ilyen technológia később pontosan tervezhető legyen.
A biofilm modell paramétereit a félüzemi méréseim során kapott biomassza mennyiségből és változásából határoztam meg. Ezeket a koefficienseket behelyettesítve a technológia teljes, biológiai folyamatokat és biofilmes rendszert is tartalmazó modelljébe, elvégeztem egy az adott időszakra vonatkozó szimulációt a GPS-X 6.0 szoftvercsomag segítségével. Végezetül pedig a szimuláció eredményeit összehasonlítottam a laboratóriumi méréseim eredményével.
A TDK munkám további célja, a korábbiaktól eltérő biofilm-struktúrájú Organica Technológia hatékonyságának tesztelése és működésének nyomon követése volt. Ennek érdekében elvégeztem egy üzemmenet jellemzést is az adott időszakra, amely során a technológia nitrifikációs hatékonyságát és szerves anyag eltávolítását vizsgáltam.
