Ugrás a tartalomhoz

"B" Tételű modul - Fenntartható mezőgazdasági rendszerek és környezettechnológia

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. (2008)

Szaktudás Kiadó Ház ZRt. a TÁMOP 4.1.2 pályázat keretein belül

Biológiai eljárások

Biológiai eljárások

Bioszorpció

A mikroorganizmusok (baktériumok, élesztőgombák, fonalas gombák és algák) vagy metabolikus termékeik képesek a fémek (nehézfém-ionok és számos toxikus anion) koncentrálására és akkumulációjára híg vizes oldatból. A mikroorganizmusok alkalmazása a fémek gazdaságos visszanyerésének, valamint a szennyvizek kezelésének egy lehetséges módja. A fémek oldatból történő mikrobiológiai eltávolítása a vízben oldott fémionok akkumulációjával, a szilárd részecskék megkötésével vagy a fémek oldhatatlanná tételével történik. Két mechanizmust azonosítottak, amelyek szerint a mikrobák fémeket koncentrálhatnak: fémek kötődésével a sejtfelszínen lévő vegyületekhez - sejtligandumokhoz és biopolimerekhez (bioszorpció) és metabolizmus-függő sejten belüli akkumulációval. A sejtek egyéb élettani tevékenységei szintén vezethetnek a fémek oldhatatlanná alakulásához

Intenzifikált bioremediáció

Az intenzifikált bioremediáció felszíni, felszín alatti és csurgalékvizek in situ biológiai kezelésére alkalmas eljárás. A szerves szennyezők biológiai lebontása talajvízben, felszíni vizekben vagy csurgalék-vizekben az elektron akceptorok és a tápanyagok koncentrációjának növelésével fokozható. Az aerob biológiai lebontás során a fő elektron-akceptor az oxigén. A nitrát alternatív elektron-akceptor anaerob körülmények között. A bioremediáció során a természetesen is lezajló lebontási folyamatokat a mikrobák életkörülményeinek javításával (tápanyag és oxigén-bevitel) és/vagy megfelelő mikroba-tenyészettel való beoltással intenzifikáljuk. A talajvíz oxigéntartalmának növelése oxigén-befúvatással, vagy hidrogén-peroxid bejuttatásával érhető el. Anaerob körülmények között a bioremediáció gyorsítása érdekében nitrátot juttatnak a talajvízbe.

Landfarming

A talajműveléses kezelés szennyezett talajok, üledékek és iszapok mentesítésére alkalmas in situ biológiai eljárás. Felszíni szennyezések esetén a biológiai lebontás elősegítése érdekében a szennyezett felszínt felszántják, ezáltal a szennyezők aerob lebontásához szükséges oxigén bevitelével a lebontási folyamat sebességét gyorsítják. A szántás periodikus ismétlésével, ill. segédanyagok alkalmazásával a hatásfok növelhető. A lebontás feltételeinek szabályozásával még kedvezőbb hatásfok érhető el. Általában az alábbi paraméterek beállítására kerül sor:

  • nedvességtartalom (öntözéssel);

  • semleges kémhatás beállítása mész-adagolással;

  • egyéb adalékok talajba keverése (tápanyag, stb.);

  • levegőztetés, ütemezett szántás, fellazítás.

Kometabolikus folyamatok

A kometabolikus folyamatokon alapuló kezelés felszíni és felszín alatti vizek, valamint csurgalék kezelésére alkalmas in situ biológiai eljárás. Primer szubsztrátok (pl.: toluol, metán) híg oldatát injektálják a szennyezett felszín alatti vízbe, hogy a célzott szerves szennyezők kometabolikus bontását elősegítsék. A kometabolizmus a másodlagos szubsztrát-transzformáció egy formája, amely során az elsődleges szubsztrát oxidációját végrehajtó enzimek képesek a másodlagos szubsztrát lebontására is, bár az utóbbi folyamat nem eredményez további energiát a mikroorganizmus-populáció fenntartásához.

Bioágyas remediáció

A bioágyas remediáció szennyezett talajok, üledékek és iszapok mentesítésére alkalmas ex situ biológiai eljárás. Az adalékokkal összekevert szennyezett talajt a talajfelszínen szétterítik. A terület megfelelően előkészített, csurgalékvíz-gyűjtő rendszerrel és valamilyen levegőztetési lehetőséggel rendelkezik. Az eljárás elsősorban a szénhidrogénekkel szennyezett talajok tisztítására alkalmas. A biológiai lebontás fokozható a tápanyag- és nedvesség-tartalom, az oxigén-tartalom, a megfelelő hőmérséklet és a kémhatás beállításával. A szennyezett talaj általában vízzáró felületre kerül (alsó szigetelés), hogy a szennyezés szivárgását a mélyebb rétegek felé megakadályozzák.

Komposztálás

A komposztálás szennyezett talajok, üledékek és iszapok mentesítésére alkalmas ex situ biológiai eljárás. A szennyezett talajt térfogatnövelő és szerves anyagokkal (mint pl. fakéreg, szén, szerves trágya és egyéb zöld hulladékok) keverik. Megfelelő javító adalékok kiválasztásával olyan porozitás, szén- és nitrogén-tartalom állítható be, amely elősegíti a hőtermeléssel járó mikrobiológiai lebontást. A megfelelő komposztálás érdekében kb. 54-65 °C biztosítása szükséges. A viszonylag magas hőmérsékletet a szerves anyagok lebontása során termelt hő biztosítja. Legtöbb esetben a természetesen jelenlévő mikroorganizmus-állomány elegendő (nem szükséges beoltás).

Bioreaktorok

A bioreaktoros eljárás felszín alatti és felszíni vizek, valamint csurgalék kezelésére alkalmas ex situ biológiai kezelés (kitermelés szükséges). A kitermelt szennyező anyagokat tartalmazó felszín alatti vizeket reaktorokban fix filmes vagy szuszpendált állapotban lévő mikroorganizmusokkal hozzák érintkezésbe. A biológiai bomlás aerob úton történik, melynek során szén-dioxid, víz és új sejtanyag képződik. A szuszpenziós rendszerekben (pl.: eleveniszap, fluidágy) a szennyezett vizet egy levegőztető medencében keringtetik. A mikroorganizmusok iszapot képeznek és leülepszenek az ülepítő tartályban, ahonnan vagy visszavezetik a levegőzető medencébe vagy elszállítják és deponálják. A szilárd fázison fix filmes (forgó tárcsás vagy csepegtetőtestes) rendszerekben a mikroorganizmusok inert anyag felületén helyezkednek el, és a tisztítandó víz ezen a mátrixon áramlik keresztül.

Bioszűrés

A bioszűrés véggázok és egyéb kibocsátások során levegőbe kerülő szennyezés kezelésére alkalmas eljárás. A bioszűrés során a gőzfázisú szerves szennyező anyagokat egy talajágyon vezetjük keresztül, és a szennyező megkötődik a talaj felületén, majd ott mikroorganizmusok segítségével lebomlik.