BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

Transkrypt

1 BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA Ogólne podstawy biologicznych metod oczyszczania ścieków. Ścieki i ich rodzaje. Stosowane metody analityczne. Substancje biogenne w ściekach. Tlenowe procesy przemiany materii. Organizmy. Bakterie. Pierwotniaki. Rośliny niższe. Czynniki fizykochemiczne wpływające na organizmy. Temperatura. Odczyn. Zasadowość. Dwutlenek węgla. Potencjał oksydacyjno-redukcyjny. Aeracja. Mieszanie. Substancje pokarmowe i przemiana materii. Substancje nieorganiczne i organiczne. Chemoorganotrofia. Fotolitotrofia. Chemolitotrofia. Kinetyka przemiany materii. Dyfuzja. Procesy sorpcji. Reakcje enzymatyczne. Kinetyka układów mikrobiologicznych Ścieki i analiza ścieków. Ścieki i ich skład. Ścieki jako roztwór substratu. Podstawy procesów oczyszczania ścieków. Metoda osadu czynnego. Kompleksowy model procesu. Parametry oczyszczania. Kłaczki osadu czynnego. Obciążenie osadu. Zapotrzebowanie na tlen. Recyrkulacja osadu. Typy reaktorów. Utylizacja osadów. Metody ze złożem stałym. Przebieg procesu oczyszczania. Złoża biologiczne i ich rodzaje. Metody oczyszczania gruntowego. System ekologiczny gleba, klimat, rośliny. Nawadnianie użytków rolnych. Oczyszczanie powierzchniowe. Irygacja. Pola filtracyjne. Oczyszczanie hydrobotaniczne. 6. Naturalne samooczyszczanie. Mechanizmy. Bilans masowy. Zakłócenia i następstwa. Systemy saprobowości. 12. Wykorzystanie wód stojących do unieszkodliwiania ścieków. Stawy ściekowe. Stawy rybne. Filtry z roślin wodnych. 1

2 temperatura środowiska odczyn i zasadowość potencjał oksydacyjno-redukcyjny mieszanie turbulencje czynniki fizyczne efektywność oczyszczania ścieków aeracja czynniki chemiczne substancje pokarmowe substancje szkodliwe i toksyczne 2

3 Temperatura wpływa na: lepkość cieczy wielkość napięcia powierzchniowego stężenie tlenu rozpuszczonego Warunkuje to kinetykę: wymiany gazowej między fazami i na granicy faz: gaz-ciecz-gaz O 2 H 2 O CO 2 wymiany gazowej między organizmami a cieczą otaczającą, wymieszania cieczy rozpuszczalności substratów opadalności zawiesin, w tym np. kłaczków osadu czynnego 3

4 4

5 5

6 6

7 K t = K 20 [τ (t-20) ] K stała szybkości reakcji τ współczynnik aktywności reakcji zależny od temperatury 7

8 Przyjmując, że w temperaturze: 25 0 C aktywność organizmów jest maksymalna 20 0 C 70,6% 15 0 C 43,5% 10 0 C 26,0% 8

9 ph optymalne formy zooglearne ph 7,0 7,5 formy nitkowate ph 6,6 9,0 (5,0 6,0) pierwotniaki ph 6,8 8,3 optimum wytwarzania PHB ph 7,5 8,5 ścieki gospodarcze i komunalne ph 6,5 7,5 9

10 10

11 CO 2 + H 2 0 H 2 CO 3 H + + HCO 3-2H + CO 3 2- HCO H 2 0 H 2 CO 3 + OH - CO H 2 0 HCO OH - H 2 CO 3 H CO 2 HCO 3- H + + CO

12 12

13 13

14 Rozpuszczony dwutlenek węgla wpływa niekorzystnie na rozwój mikroorganizmów poprzez ograniczenie nasycenia ścieków tlenem. gdy zasadowość p > 0,7 g CaCO 3 /g CHZT; > 0,56 g CaCO 3 /g BZT 5 zaleca się dawkowanie wodorotlenkiem wapnia 14

15 rh = -log ph 2 rh < 15 procesy redukcyjne 15 < rh < 25 procesy nie wykazują właściwości redukcyjnych i oksydacyjnych rh > 25 procesy oksydacyjne E h > 250 mv 15

16 Zdolność tlenu do rozpuszczania w wodzie zależy od: temperatury zawartości soli mineralnych zawartości gazów rozpuszczonych ciśnienia atmosferycznego ciśnienia hydrostatycznego Pożądana zawartość tlenu dla organizmów = 2 mg/l Minimalna zawartość tlenu >0,1 mg/l Maksymalna szybkość reakcji utleniania substratów = 9,6 mg/l 16

17 17

18 18