Swissuniversities (https://www.swissuniversities.ch)

Lukáš Dvořák (VŠCHT, Ústav technologie vody a prostředí)

80 542 CHF

University of Applied Sciences Northwestern Switzerland (FHNW)

Maximální inhibiční efekt průmyslové odpadní vody na každém vzorku byl vyhodnocen snížením respirační a nitrifikační rychlosti v testu s 100 % průmyslové odpadní vody v porovnání s testem s 0 % průmyslové odpadní vody. Před zahájením adaptace byl inhibiční efekt nitrifikační rychlosti zhruba 95 %. Po 247 dnech nebyl již inhibiční efekt pozorován. Naopak inhibiční efekt na vzorcích referenčního aktivovaného kalu se během celého experimentálního období výrazně nezměnil a zůstal v rozmezí 83 - 92 %. Inhibiční efekt průmyslové odpadní vody na nitrifikační rychlost aktivovaného kalu z MBR nebyl ve většině případů pozorován u testovaných poměrů do 30 %. Relativně silný inhibiční efekt byl pozorován u testovaného poměru 30 % referenčním aktivovaným kalem. Téměř žádný inhibiční efekt nebyl zjištěn u referenčního aktivovaného kalu u 5 % průmyslové odpadní vody. Výsledky chemických analýz ukázaly, že nárůst obsahu průmyslové odpadní vody v přítoku MBR neměl téměř žádný vliv na koncentraci amonikálního dusíku v odtoku z MBR, dokud obsah průmyslové odpadní vody nedosáhl 40 %. Při 40 % zatížení průmyslovou odpadní vodou byl pozorován průlom dusitanů do odtoku, po kterém následoval průlomem amonia při 50 % zatížení průmyslovou odpadní vodou. To reflektuje inhibici procesu nitrifikace; druhý krok nitrifikace (nitratace) je citlivější na průmyslovou odpadní vodu než první krok (nitritace). To bylo rovněž potvrzeno respiračními testy – výrazný pokles celkové nitrifikační činnosti byl pozorován po nárůstu obsahu průmyslové odpadní vody na 40 %, příp. 50 %. Průměrná koncentrace amonikálního dusíku v odtoku během operace s 0-30 % průmyslové odpadní vody byla 0,47 mg/l (což odpovídá odstranění 98,5 %), během operace s 40 % a 50 % byla 9,3 mg/l (77,8 % odstranění). Vysoké koncentrace dusičnanu v odtoku odpovídaly účinnosti nitrifikace – přeměna amonikálního dusíku na dusičnan. Jeho pokles byl pozorován při obsahu 40 % a zvláště 50 % průmyslové odpadní vody v přítoku MBR. Zvýšená koncentrace dusičnanu (až 10 mg/l) byla zjištěna v počátečním období MBR operace, pravděpodobně jako důsledek přechodných podmínek po přenosu zárodku do nových podmínek v MBR. Po stabilizaci se dusičnan snížil na 0,6 mg/l a zůstal stabilní do průlomu nitrifikace při 40 % a 50 % průmyslové odpadní vody. Koncentrace CHSKCr v odtoku byla ovlivněna organickým zatížením v přítoku MBR. Její mírný dlouhodobý nárůst byl pozorován během celého provozu MBR v důsledku omezené rozložitelnosti organického zatížení v průmyslové odpadní vodě. Ovšem účinnost odstranění CHSKCr byla relativně stabilní a vysoká – v průměru 86 %.

Nové členské státy Evropské unie jsou povinny přijmout legislativu týkající se čištění komunální a průmyslové odpadní vody během několika následujících let. Pokud se odpadní voda čistí biologicky, nitrifikace se obvykle požaduje před vypuštěním do sběrných vod. Poněvadž jsou nitrifikační bakterie citlivé na různé inhibiční efekty, biologické čištění nebo spolučištění průmyslové odpadní vody je často problémem kvůli přítomnosti potenciálně inhibičních látek. Cílem projektu bude studium vlivu přidání průmyslové odpadní vody do procesu nitrifikace. Práce bude zahrnovat sledování procesu nitrifikace v pilotním membránovém bioreaktoru (MBR) zásobovaném směsí syntetické a průmyslové odpadní vody z průmyslového komplexu ve Švýcarsku. Hodnocení bude provedeno na základě chemických analýz přítoku a odtoku z pilotního závodu a kinetických testů s aktivovaným kalem provedeným v laboratoři. Poněvadž se očekává, že adaptace baterií aktivovaného kalu bude hrát důležitou roli, složení biomasy bude sledováno v pravidelných intervalech za použití technik molekulární biologie (elektroforéza v gradientovém denaturačním gelu - DGGE). Další úlohou bude sledování filtračních vlastností aktivovaného kalu. Hlavními benefity pro příjemce grantu bude získání nových dovedností (pokročilé analytické techniky, jako např. je HPLC-MS a DGGE) a shromažďování množiny experimentálních údajů, které použije pro svou disertační práci.