S Z E N T ISTVÁN EG Y E T E M
№ Ш Я Н № Я 1
SZIE Szarvasi Campusának kutatási és képzési profiljának specializálása intelligens szakosodással: mezőgazdasági vízgazdálkodás, hidrokultúrás növénytermesztés, alternatív
szántóföldi növénytermesztés, ehhez kapcsolódó precíziós gépkezelés fejlesztése EFOP-3.6.1-16-2016-00016
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
II. Víztudományi Nemzetközi Konferencia
Konferencia kötet
Szarvas, 2019. március 22.
SZÉCHENYI
V
M
agyarország KORMÁNYAEurópai Unl 6
E u ' ú p a i S í w a i i ,
Alap
Kiadó:
Szent István Egyetem A grár- és G azdaságtudom ányi Kar 5540 Szarvas, Szabadság út 1-3.
h o n lap : w w w .gk.szie.hu
Felelős kiadó:
Dr. Futó Zoltán
egyetem i docens, Szent István Egyetem A grár- és Gazdaságtudományi K arának m egbízott dékánja
R ácz Istvánné dr.
főiskolai tanár, szakmai vezető EFO P 3.6.1-16-2016-00016 projekt
Szerkesztette:
Dr. Jakab G usztáv — C sengeri E rzsébet
A kiadvány megjelenését támogatta:
A z E F O P 3 .6 .1 -1 6 -2 0 1 6 -0 0 0 1 6 szám ú, SZIE Szarvasi Cam pusának kutatási és képzési profiljának sp ecializálása intelligen s szakosodással: m ezőgazd asági vízgazdálkodás, hidrokultúrás növényterm esztés, alternatív szán tóföld i növényterm esztés, ehhez k a p cso ló d ó precíziós gép k ezelés fejlesztése cím ű E SZ A által finanszírozott EU projekt.
Nyomda:
D igitális K alam áris K iadó és G yorsnyom da 5540 Szarvas, Fűzfa u, 27.
ISBN 978-963-269-808-3
Szarvas, 2019
A konferencia tudományos és lektori bizottsága:
Rácz Istvánné dr. főiskolai tanár, EFOP szakmai vezető, SZIE AGK Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
Prof. Dr. Helyes Lajos egyetemi tanár, intézetigazgató, SZIE MKK Kertészeti Intézet
Dr. Skutai Julianna egyetemi docens, SZIE MKK Természetvédelmi és Tájgazdálkodási Intézet
Dr. Jakab Gusztáv egyetemi docens, mb intézetigazgató, SZIE AGK Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
Dr. Jakabné Dr. Sándor Zsuzsanna tudományos főmunkatárs, NAIK Halászati Kutató Intézet
Dr. Gombos Béla főiskolai docens, SZIE AGK Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
Dr. Virág Sándor főiskolai tanár, SZIE AGK Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
Dr. Mészáros Miklós főiskolai docens, SZIE AGK Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet
Dr. Tirczka Imre egyetemi docens - SZIE MKK Természetvédelmi és Tájgazdálkodási Intézet
Dr. Centeri Csaba egyetemi docens, intézetigazgató, SZIE MKK Természetvédelmi és Tájgazdálkodási Intézet
Dr. Bodnár Károly főiskolai tanár, SZIE AGK Agrártudományi és Vidékfejlesztési Intézet
Dr. Egri Zoltán főiskolai docens SZIE AGK Agrártudományi és Vidékfejlesztési Intézet
Dr. Grónás Viktor egyetemi docens, SZIE MKK Természetvédelmi és
Tájgazdálkodási Intézet
XXL SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOM ÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
Tartalomjegyzék
Bányai G réta - Gulyás N ikolett - Lem m er Balázs - Jákói Zoltán - Hodúr Cecilia:
Ultrahangos előkezelés hatása a z e n zim k in etik ára... 10 Bártfai Z. - Bognár I.-Faust D .-Lágym ányosi A. - Tóth L. - Blahunka Z.: Robotok a precíziós m ezőgazdaságban... 16 Bártfai Zoltán — Kátai László — Szabó István - Gárdonyi Péter - Mezőgazdasági ékszíjhajtások precíziós gépüzem eltetés szem pontjából lényeges üzemi paraméterei...29 Jákói Zoltán - Berta A drienn - Papp V iktória - H odur C ecilia - Beszédes Sándor:
M ikrohullám ú előkezelés alkalm azási lehetőségei a szennyvíz és iszapkezelési eljárásokban... 34 Bognár István - Bártfai Zoltán - Szabó István - Blahunka Zoltán Szakaszvezérlés teljesítm ényoptim alizálása...40 C zellér K risztina — Tuba G éza - Kovács Györgyi - Sinka Lucia - Zsembeli József- Percze Attila: A M iscanthus giganteus vízfelhasználási hatékonyságának vizsgálata lizim éteres k ísérle tb en ... ... 48 Csengeri Erzsébet - Takács Sándor - Csányi Dániel - Barna Sándor - Jakab Gusztáv:
Integrált vízgyűjtő modellezés: M IK E S H E ...56 Fazekas Ákos Ferenc - Veréb G ábor - Kertész Szabolcs - Beszédes Sándor - Hodur C ecília - László Zsuzsanna: V alós term álvíz nagyhatékonyságú oxidációs eljárásokkal való kezelésének költségbecslése...61 Futó Zoltán - Kruppa Jó zsef - Orosz Szilvia - Bencze Gábor - Ifj. Kruppa József:
Gabonaszilázs előállítás lehetőségei kis vízigényű tritikálé fajták alkalmazásával a klím aváltozás tü k ré b e n ... 68 Gom bos Béla - Hudák Roland: Csabacsüd község belterületén folytatott nagy területi sűrűségű csapadékm érések tapasztalatai... 76 Grónás Viktor - M olnár Dániel - Skutai Julianna - Mohári Barbara: Térinformatikai és tájmetriai eljárásokon alapuló módszertan kidolgozása az agrárterületekhez kötődő madárfajok elteljedésének értékelésére... 83
4
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
Jákói Zoltán - Hodúr Cecilia - László Zsuzsanna - Szalay Dóra - Beszédes Sándor:
M ikrohullám m al intenzifíkált Fenton-eljárás alkalmazása szennyvízkezelésre...84 Kajári Balázs - Bozán Csaba: A belvízelöntések tartósságának elemzési lehetőségei néhány integrált hidrológiai modell összehasonlítása alapján... 91 Kardos Máté Krisztián: Víz keretirányelv szerinti fiziko-kémiai minősítés alacsony mintaszám esetén.... ... ... ...98 Kerezsi György - Kajári Balázs - Túri Norbert - Körösparti János - Bozán Csaba:
Vízvisszatartás tervezése belvizes területen UAV légifelvételből készített digitális magassági modell alapján...-...111 Kertész Szabolcs - Garai Dzsenifer - Apáti-Nagy Petra - Seres Zita - Veréb Gábor - Beszédes Sándor - László Zsuzsanna - Szalay Dóra - Hodúr Cecilia: Biológiai- és kétlépcsős előkezelések vizsgálata membránszeparációnál... 117 Kun Ágnes - Oncsik B. Mária - Szőke Anita - Bozán Csaba: Magas nátrium tartalmú öntözővíz hatása réti talajon kialakuló Al-oldható nátrium akkumuláció intenzitására
... ... 123 Lemmer Balázs - Jákói Zoltán - Stefán Márk - Deák József - Hodúr CeciJia:
Cellulózfermentumok szeparációja membrántechnikával... 128 Mészáros Miklós - Virág Sándor: A precíziós öntözés helyzete az európai mezőgazdaságban... 134 Molnár András - Módos Rita - Vári Enikő - Kiss Andrea: Az öntözés jövedelmezőségének vizsgálata a főbb szántóföldi növényeknél... 140 Molnár Petronella -Nagy László - Hegedűs Szilárd: Magyar és szlovák közfeladatot ellátó vállalatok számviteli elemzése... 147 Nagypál Virág - Mikó Edit - Hodúr Cecília: Vizlábnyom: egy új szemlélet...157 Ördög Dorottya - Jákói Zoltán - Lemmer Balázs * Hodúr Cecília: Cukoroldatok fermentálása... 165 Rákóczi Attila - Urban Klaudia: A Vidékfejlesztési Program öntözésfejlesztési pályázatai és azok Békés megyei jellemzése... 171 Ribács Attila: /liga felhasználása a halak takarmányozásában...179
5
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
Zakar Mihály - Farkas Dániel Imre - Szabó Anna - Hanczné-Lakatos Erika - Keszthelyi- Szabó Gábor - László Zsuzsanna: A Fenton-reakció és az ózonos előkezelés hatásának vizsgálata modell tejipari szennyvíz membránszürése s orán...186 Szalókiné Zima Ildikó: Víz- és tápanyagellátás hatása a kukorica aminosav tartalmára... 193 Szerencsés Szabolcs Gyula - Veréb Gábor - Beszédes Sándor- Lászlói Zsuzsanna- Hodúr Cecilia - Csanádi József - Kertész Szabolcs: Vibrációs membránszűrés működtetési paramétereinek vizsgálata a szennyvíztisztításban... 201 Szőke Anita - Bozán Csaba - Jancsó Mihály - Kolozsvári Ildikó - Bíróné Oncsik Mária - Kun Ágnes: Fenológiai megfigyelések mezőgazdasági eredetű szennyvízzel öntözött alternatív növényeken...207 Szpisják-Gulyás Nikolett - Lemmer Balázs - Czupy Imre - Hodúr Cecilia: Ultraszürés modellezése... 213 Tuba Géza - Kiss Judit - Garcia A. Rivera - Czellér Krisztina - Kovács Györgyi - Zsembeli József: A fák és a köztesnövény vízfelhasználási konkurenciájának vizsgálata egy agrárerdészeti rendszer első évében... 219 Túri Norbert - Körösparti János - Kerezsi György - Kajári Balázs - Bozán Csaba:
Belvízkárokkal érintett területek kiterjedésének felmérése és terméskiesés becslése drónnal készült légifelvételek felhasználásával... 225 Virág Sándor - Mészáros Miklós - Csengeri Erzsébet: A Szarvas - Békésszentandrási Holt-Körös öntözési célú hasznosítása... *... 231 Minoarimanana Ny Ania - István Waltner: Drought and its effects in Madagascar Rakotoarivony...238 Szandra Baklanov - Ágota Horel - Zsófia Bakacsi Eszter Tóth - Györgyi Gelybó - Márton Dencső - Imre Potyó: Investigation o f changes in nitrogen cycling processes under different land use types in a small catchm ent...249
Betim Bresilla - Adam Csorba - Marta Fuchs - Tamas Szegi: Charecteization of hydromorphological features o f some kosovo S o ils ... 250 Zita Birkás - Dzsenifer Német - Gábor Balázs - Katalin Fekete - Zoltán Kókai: Sensory quality and chemical composition o f different types o f sweet pepper (Capsicum annuun L.) hybrids... ... ...251
6
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
Bojana Dabic — Jasna Grabic — Emina Mladenovic: Greywater in the service o f horticultural crops... ... ... 258 Egri Zoltán - Tímea Győri: Roles o f country effect and country group effect in regional health inequality process o f Europe and CEE...2 6 4 Katalin Fekete - Zoltán Pap - Zita Csapó-Birkás - Nour Alhadidi: The effect o f mycorrhizal inoculation on inner content and yield in case o f tomato, cucumber and potato in soilless systems and on field: A review ...273 Jasna Grabié - Bojana IvoSevic - Simonida Djuric - Marko Panic - Slobodan Birgermajer - Vasa Radonic: Remote sensing method for assessment o f phytoplankton in aquatic environment...281 János Grósz - István W altner- András Sebők - Zoltán Vekerdy: Results o f a long-term data analysis for algae migration monitoring...287 Hella Fodor - Ádám Csorba - Bendegúz Sas - Tamás Szegi - Erika Michéli:
Investigation o f soils affected by inland excess water... ... 288 Jafar Al-Omari - Gábor Soma Szerdahelyi - Júlia Radó - Sándor Szoboszlay - István Szabó: Identification o f plastic-associated bacterial strains originated from fresh and seawater... 289 Gusztáv Jakab: Water management in the Medieval hungary: legacy and opportunity.... 290 Jovito L. Opefja: Growth and Drought Resistance o f Swietenia macrophylla (King) as Affected by Arbuscular Mycorrhizal Fungi... 291 Lamlile Khumalo - Márk Horváth - György Heltai: Sampling procedure for monitoring processes for the mobility of radioactive elements and potentially toxic elements during the recultivation o f the uranium mining deposit No.l in Mecsek... 292 Lyndre Nel: Mapping River Conservation Priority Areas along the bergriver. South Africa... 293 Mohammed Ahmed Mohammed Zein - Abdelmagid Ali Elmobarak: Mapping and Assessment o f Sand Dunes by Remote Sensing and GIS in Sufia Project Area, White Nile State, Sudan... 294 Dániel Molnár - Julianna Skutai - Viktor Grónás: The monitoring approach of Common Agricultural Policy and the Water Framework Directive...295
7
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
M aryam Mozafarian Meim andi - Noémi K appel: Role o f grafted vegetables
under w ater stress conditions... ... 302
Ném eth D zsenifer - Balázs G ábor - Kappel N oém i: Vitam in C and soluble solid content o f different M elon v arieties...306 Osam a “M oh’d N ajeeb” Gazai: Hydro-geological investigation o f groundwater aquifers in arid region, C ase study o f Azraq b a sin ...310 Tibor Terbe - I. R ácz - Boglárka Ágoston - Barbara Schmidt-Szantner: Development pathw ays o f w ater m anagem ent in Hungarian hydroponic tomato production...322 N orbert Révész — Flórián T óth - László Berzi-Nagy - Ferenc Demény - András Rónyai
— D énes G ál — Éva Kerepeczki: Effects o f sustainable fish feed on water quality in semi- intensive p o n d s ... ... 329 Sadiq Al M aliki: Data Integration for M odelling o f Environmental Impact o f Using Brackish W ater for W etlands Restoration. Case Study: AI Hammar Marshland, Southern Iraq...*... ... 336 Saeidi Sahar - W alter István - Centeri Csaba: Application o f hydrodynamic and Quality M odeling o f water resources... 338 Barbara Scmidtné Szantner - Péter M ilotay - I. Rácz - Tibor Terbe: Impacts o f irrigation and potassium supply on the yield and dry matter content o f industrial tomato exam ined in two different years... 343 András Sebök - Imre Czinkota - Boglárka Anna Dálnoki - István W altner - János Grósz: Long-term reduction effects to the extractable soil chem icals...349 Taha Ibrahim: Analysis o f Irrigation Efficiency Based on Remote Sensing. Test area:
New Haifa scheme, Su d an ... ... 356 Terbe Tibor - 1. Rácz - Barbara Schmidt-Szantner: Analysing plant monitoring data in hydroponic tomato cultivation...357 Tóth József A.: Bulk Density assessment in relation with Soil M oisture Characteristic ...365
8
XXL SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
Tsedekech G. Weldmichael - Lubangakene Denish - Tamás Szegi - Erika Michéli - Barbara Simon: Soil moisture content is governed by a combination o f soil texture and soil organic matter in selected soils o f Hungary...366
9
XXI. SZÁZADI VÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
BIOLÓGIAI- ÉS KÉTLÉPCSŐS ELŐKEZELÉSEK VIZSGÁLATA MEMBRÁNSZEPARÁCIÓNÁL
KERTÉSZ S zabolcsr
-G ARAI D zsen ifer'
-APA T I-N A G Y P etra1
-SERES Zita2 - VERÉB G ábor'
-BESZÉDES S án d o r' - LÁSZLÓ Zsuzsanna 3 - SZALA Y D óra4
-H Ó D ÚR C ecilia'
1 Szegedi Tudományegyetem, Mérnöki Kar, Folyamatmérnöki Intézet, 6725 Szeged, Moszkvai krt. 9., *kcrtesz@mk.u-szeged.hu
3 Újvidéki Egyetem, Technológiai Kar, Bulevar сага Lazara 1, 21000 Újvidék, Szerbia, zitas@tf.uns.ac.rs 5 Szegedi Tudományegyetem, Környezettudományi és Műszaki Intézet, 6720 Szeged, Tisza Lajos krt. 103.
* Soproni Egyetem, Erdömémöki Kar, Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézet, 9400 Sopron, Bajcsy-Zsilinszky u. 4., szaIay.dora@uni-sopron.hu
Bevezetés
Magyarországon az ipari szennyvizek közül az élelmiszeripari szennyvizek rendelkeznek az egyik legnagyobb m ennyiségű szervetlen anyagtartalommal és szerves anyag terheléssel. B efogadóba eresztésükhöz igen szigorú követelményeknek kell megfelelni, ezért szükséges a környezetterhelésük lehető leghatékonyabb csökkentése.
Erre megoldást jelenthetnek az egyre népszerűbbé váló egy- és többlépcsős, illetve a kombinált membránszeparációs eljárások. M ivel legfőbb problémájuk a membrán eltömödés, ezért ennek csökkentése érdekében célszerű előkezelési eljárásokat alkalmazni, ami a technológia hatékonyságát is javíthatja.
Irodalmi áttekintés
ígéretes kutatások zajlanak a membránszeparáció hatékonyságának növelése érdekében végzett előkezelésekkel, és különböző, kom plex technikákkal kapcsolatban a membrán eltömödés mértékének csökkentése érdekében (Leiknes 2009, Gao et al. 2011). Jó példa erre a kiindulási, kezelendő szennyvizek flokkulálása alacsonyabb pH tartományban. Ez a membránszürés előtt alkalm azva hozzájárulhat a membránok eltömödésének csökkentéséhez, valamint a szétválasztás hatékonyságának a növeléséhez is. Mivel savasabb pH-n a szerves anyagok nagy része szem csésebb és kompaktabb lesz, így csökken a negatív töltések m ennyisége, ezáltal a kölcsönhatásuk is megváltozik, kevésbé lesz taszító, tehát könnyebben szétválasztható lesz (Ö llös 2006). Turano és társai centrifugálást ultraszűréssei kombináltak az olajos élelmiszeripari szennyvizek tisztításának vizsgálatára. így a centrifugálás és az ultraszíirés együttesen 90%-kal csökkentette a szerves anyagokra vonatkoztatott visszatartási értékeket (Turano et al.
2002). Luo és társai tejipari szennyvizek kétlépcsős membránszeparációs (UF-NF) kezelését tesztelték és azt tapasztalták, hogy ez magasabb hatékonysággal bír, és kevésbé tömődik el a nanoszürö membrán, mint az egylépcsős módszernél (Luo et al.
20П ).
Munkánk során különböző, lehetséges előkezelési eljárásokat, és technikákat teszteltünk (mint amilyen a mikroszürés, ülepítés, centrifugálás és biológiai kezelés) a leválasztási hatékonyság összehasonlítása és a membránszürési eljárásokkal történő kombinációjának vizsgálata érdekében. Ennek egyik célja a membrán eltömödés
117
X X I. S Z Á Z A D I V ÍZ G A Z D Á L K O D Á S A T U D O M Á N Y O K METSZÉSPONTJÁBAN
c sö k k e n té se , a m á s ik p e d ig a m e m b rá n sz e p a rá c ió s m ű v elet intenzifikálása mellett a le h e tő le g h a té k o n y a b b k ö rn y e z e ti te rh e lé s c sö k k e n té se .
A n y a g cs m ó d sz e r
V iz sg á la n d ó s z e n n y v iz e k : M u n k á n k b a n e lső so rb a n az élelm iszeripari szennyvizekhez ta rto z ó m o d e ll te jip a ri s z e n n y v iz e k e t v iz sg á ltu n k . E zek et sovány és zsíros tejporból k é sz íte ttü k é s h íg íto tt te jb ő l á llíto ttu k elő. D ö n tő e n a sovány tejporból készített s z e n n y v iz e k re v o n a tk o z ó e re d m é n y e k e t m u ta tju k be: megállapítottuk, hogy a le g m e g fe le lő b b k o n c e n trá c ió a te jip a ri m o d ell szen n y v izek elkészítéséhez, az 5 g/L-es so v á n y te jp o rt és a 0,5 g /L -e s an io n o s d e te rg e n st tartalm azó szennyvíz, mivel ez e re d m é n y e z te a v a ló s á g n a k m e g fe le lő , le h e tő leg k ö zeleb b i kiindulási értékeket. Ennek a k é m ia i o x ig é n ig é n y , K O I é rté k e 5 g /L k ö rü lin ek a d ó d o tt, am i megfelel az iparban is k e le tk e z ő te jip a ri sz e n n y v iz e k átla g o s sze rv e s a n y ag terhelésének, ami az irodalomban ta lá lt 2 é s 7 g /L k ö z ö tti é rté k (A li e t a l., 2 0 1 2 ). A biológiai kezelésekhez magasabb s z e rv e s a n y a g ta rta lm ú te jip a ri é s v a ló s k em én y ítö ip ari szennyvizeket is vizsgáltunk (K O I = 12 g /L ) (S z a b a d k a , S z e rb ia ). M in d k ét szen n y v izet tartalm azó reaktorban a b e á llíto tt m ű k ö d te té si p a ra m é te re k : 2 L /m in -es levegöztetési sebesség, 500 rpm k e v e rte té s i fo k o z a t és 25 °C k iin d u lá si h ő m é rsék let volt.
M e m b rá n s z ű ré se k : A m ik ro sz ű ré se k e t eg y k eresztáram ú kerámia csöves m e m b rá n m o d u lla l re n d e lk e z ő b e re n d ez é sse l v ég eztü k , am ely aktív szűrési felülete 0 ,1 2 5 m 2. A z u ltra s z ü ré se k e t e g y k e v erte th etö , statikus laboratóriumi ultraszűrő c e llá b a n te s z te ltü k (M e rc k M illip o re , N ém eto rsz á g ). Ultraszüréseknél 10 kDa vágási é rté k ű p o lié te r-s z u lfo n , P E S m e m b rá n o k a t h asználtunk. A m inták szerves anyag ta rta lm á t K O I m é ré se k k e l, m g /L eg y ség b en határoztuk meg (Lovibond s p e k tro fo to m é te r é s ro n c s o ló b lo k k , B elg iu m ), a szab v án y szerinti 150°C-os 2 órás ro n c s o lá s t k ö v e tő e n . A p H é s h ő m é rsék let m eghatározásához hordozható pH-mérö m ű s z e rt h a sz n á ltu n k (A D W A , A D I2 ; A q u a-T erra, M agyarország).
E re d m é n y e k és é rté k e lé sü k
E g y lé p c s ő s k e z e lé s e k v iz sg á la ta : M ik ro szű rési, elépítést, centrifügálást, és aerob b io ló g ia i k e z e lé se k e t, m in t p o te n c iális e lő k ezelések et végeztünk, annak érdekében, h o g y m e g tu d ju k , h o g y a v iz sg á la n d ó szen n y v izek beltartalm i értékeit (zavarosság, v e z e tő k é p e ss é g , ö ssz e s o ld o tt an y ag tartalo m : TD S, K O I) hogyan változtatják meg. Ezt k ö v e tő e n a k a p o tt e re d m é n y ek a la p ján a m ásodik lépcsőben további membránszúrési, u ltra s z ü ré si k ísérle tek e t is v é g ez tü n k a tisztítási hatékonyságok összehasonlítása céljáb ó l.
M ik ro s z ü ré s : K e rá m ia , 0,2 p m -e s p ó ru sú m em brános berendezéssel végeztük a m ik ro sz ű ré si k ísérle tek e t á lla n d ó hő m érsék leten , 25°C -on, növekvő transzmembrán n y o m á s (1 ; 1,5 és 2 b a r), v alam in t térfo g atáram érték ek (6; 10 és 14 L/perc) mellett. A le g n a g y o b b flu x u sé rté k e k et a 14 L /perc, 2 b a r m űködtetési param éterek mellett mértük.
Itt a te lje s o ld o tt an y ag tartalo m ra 20% -os, a K O I-ra 35% -os és a zavarosságra 99%-os m e m b rá n v issz a ta rtá si érték ek et kaptunk. (T ovábbi élelm iszeripari szennyvizek m ik ro sz ü ré sé t is fig y elem b e v év e m egjegyzendő, hogy a legnagyobb térfogatáram b e á llítá sa (1 4 L /p erc) esetén tap asztaltuk a n yom ás növelés hatására bekövetkező leg n a g y o b b v issz a ta rtá st növelő hatást.) A különböző m ikroszűrési kísérleteink során a
118
XXI. SZÁZADI V ÍZGAZDÁLKODÁS A TUDOMÁNYOK METSZÉSPONTJÁBAN
membrán eltöm ődések jellem zése érdekében vízfluxus csökkenéseket határoztunk meg.
Azt tapasztaltuk, hogy 92 -9 4 % közötti volt a csökkenés mértéke, ami jelentős. Ezért ennek részletesebb v izsgálata érdekében a későbbi ultraszüréseknél ellenállási értékeket is meghatároztunk, hogy a részletesebb membrán eltömődési mechanizmusokat jellemezni tudjuk.
Olepílés: M unkánk során klasszikus, és kémiai anyaggal, vas-kloriddal elősegített elépítés! vizsgálatokat is végeztünk, azért, hogy kiválasszuk a további méréseinkhez megfelelő pH értéket (a pH =4; 5; 6; 7 és kontrol 7,7 pH értékek közül). A klasszikus ülepítési kísérletek során a pH =4-nél lett a legalacsonyabb a szerves anyag tartalom (42%-os KOI csökkenést eredm ényezve), valam int itt volt az egyik legnagyobb mértékű csapadékképződés is (72 m L/L; ImhofF-típusú ülepítő kehellyei mérve). Mivel ezt a jelenséget a lúgos tartom ányban nem tapasztaltunk, így a savas pH tartományt választottuk a további m éréseinkhez. A vas-klorid flokkulálószerrel elősegített ülepitéses kísérleteinknél a szerv es an y ag tartalom egy kivételével mindig csökkent, sőt a zavarosság értékei m eghaladták a 97% -os csökkenést is pH=4 esetén.
Centrifijeálás: Egylépcsős kezelési eljárásként centrifiigálási hatékonyságokat is meghatároztunk, a m űködtetési param éterek (fordulatszám : 1000 és 5000 rpm; és az időtartam: 1,5 és 10 perc) változtatása m ellett. A vizsgált három különböző típusú tejipari szennyvíz közül a sovány tejporos szennyvíz adódott a legkevésbé stabilnak. A zavarosság csökkentésre v o n atkoztatott centrifirgálási hatékonyság értékei ennél a mintánál voltak a legalacsonyabbak. Sőt a kém iai oxigénigényre vonatkoztatott csökkenés mértéke a centrifugálás hatására itt volt a legkisebb (körülbelül 36% a többi minta átlagos 56%-ához képest). 5000 rpm fordulatszám ot és 10 perc centrifugáló-1/ időt választva vizsgáltuk a pH hatását is a zavarosság és a szerves anyag tartalom csökkenésére vonatkozóan. A legjelentősebb változást a zavarossági értékek esetén tapasztaltuk, ami pH =4-nél m ajdnem 100% -os csökkentést jelentett.
Ultraszürés: M unkánk során teszteltü n k egy m ásik membránszeparációs eljárást, az ultraszűrést is, annak érdekében, hogy az egylépcsős ultraszűrésekröl, mint kontrol értékekről is inform ációt kapjunk és a későbbiekben a kétlépcsős kezelésekkel össze tudjuk hasonlítani. A z ultraszűréseket különböző pH értékeken (pH=4; 6; 8) végeztük.
Azt tapasztaltuk, hogy a v izsgált tartom ányban a pH =4 adódott a leghatékonyabbnak, mivel ez eredményezte a legnagyobb fluxusokat, valam int, a legalacsonyabb teljes ellenállási értékek kialakulását is (1. ábra).
119
X X I. SZÁ ZA DI V ÍZG A Z D Á L K O D Á S A T U D O M Á N Y O K METSZÉSPONTJÁBAN
I. ábra. A fluxusok (I ) és az ellenállási értékek (2) változása a pH függvényében (10 kDa UF membrán; n = 450 rpm, TMP = 0,35 MPa; T - 25°C).
Figure I. Effect o f pH on flux (1 ) and resistance values (2) (10 kDa UF membrane; n = 450 rpm, TMP » 0.35 MPa; T ■ 25°C).
A z ultraszűrések k ezd etek o r m in d en esetb en je le n tő s flu x u sesések et tapasztaltunk, ami a gyorsan kialakuló m em brán eltö m ó d ésn ek é s a k o n cen tráció polarizáció jelenségének tud h ató be.
B iológiai k ezelés: A z aerob k ö rü lm én y ek k ö z ö tt v ég zett egylépcsős biológiai kezelések során m ár a beo ltás utáni kezdeti ’lag’ fá z ist k ö v ető en is jelen tő s változásokat tapasztaltunk. A kem ényítöipari szennyvíz reak to rát a 14. napon állítottuk le, mivel a szerves an y ag csökkenés ekkó.r m ár je le n tő s, 99 ,5 5 % -o s volt. A tejipari szennyvíz esetében azonban a kezeléseket to v áb b folytattuk, m ert ek k o r m ég 'c s a k ' 66,8 %-os csökkenést m értünk. A 21. nap letelte után azo n b an a szerv es anyagok mennyisége 2 g/L érték alá esett, így ezt a reak to rt is leállítottuk (a kezdeti kontrolihoz képest ez 85,18
% -o s csökkenés). A v izsg ált két k ülönböző típusú szen n y v íz közül a keményítőipari szennyvíz hatékonyabban kezelhető ezzel az a ero b e ljárással.
K étlépcsős kezelések vizsgálata: A k é tlé p cső s k ezelések , azaz az aerob biológiai előkezeléseket követő ultraszűrések összehasonlítása során kiderült, hogy a kezdeti fluxusértékek m agasabbaknak adódtak, valam in t a kétszeres sűrítési arány eléréséig folytatott ultraszűrések ideje is lényegesen rövidebbnek bizonyult, m int az egylépcsős kontroll ultraszűréseknél (2. ábra). T o v áb b á a kezdeti lluxusértékekben nagy különbségek adódtak, különösen a kem ényítöipari szennyvizek esetében. Az egylépcsős kem ényítöipari szennyvizek ultraszűrésénél a legkisebb kezdeti fluxus értéke 3 5 L m % \ m íg a biológiai előkezelés után ennek több m int négy és fél szerese, azaz 160 Lm'% '1. A legm agasabb fluxusok, mind a tejipari, m ind a kem ényítőipari szennyvizeknél, a biológiai aerob kezelések utáni ultraszűréseknél alakultak ki. Tehát a kétlépcsős biológiai és ultraszürési kísérletek a m agasabb fluxusok elérése szempontjából sokkal hatékonyabbnak bizonyultak, m int az egylépcsős ultraszűrések.
120
XXI. SZÁZADI V ÍZG A Z D Á LK O D Á S A TUD OM Á NY O K METSZÉSPONTJÁBAN
I W 1,2 1A 1,6 1,8 2,0
□ kétlépcsős k « . , kem szv.
■ kétlépcsős kéz., tc jip .u v . egylépcsős kéz., te jip jz v . I egylépcsős I t « ., k t n x g v .
Sűrítési a rá n y [-] Rmemb Rirrev Rrev Rtotal
2. ábra. A fluxusok (1) é s az ellenállási értékek (2) változása a biológiai kezelések hatására (kétlépcsős) tejipari és keményítöipari szennyvizek ultraszűrésekor (10 kDa U F m em brán; n = 4 5 0 rpm, T M P =0 ,35 M P a ;T = 25"C).
Figure 2. Effect of pH on flux ( 1 ) and resistance values (2) during dairy and starch wastewater ultrafiltration 110 kDa UF membrane; n = 450 rpm, TMP = 0.35 MPa; T - 25°C).
A membránok eltöm ődésére in fo rm áció t adó ellenállási értékeket (R™™*: membrán ellenállása; Rm*.: irrev erzib ilis e lle n állás; R™.: reverzibilis ellenállás; Rtooi: teljes ellenállás) vizsgálva k iderült, hogy a teljes ellenállásra vonatkozóan a nyers keményítöipari szennyvíz k e zelése so rán tö b b m int kétszer akkora értéket kaptunk, mint a biológiailag előkezelt m in ták e setéb en (2/b. ábra). (Ez a tendencia a tejipari szennyvizek ultraszűrésénél is m eg fig y elh ető volt, bár lényegesen kisebb eltéréssel.) Ezen eredmények ism ét a b iológiai e lő k ezelés hatékonyságát támasztják alá.
A membránok szerves a n y a g ta rtalo m ra vonatkozó visszatartására a kétlépcsős (aerob/UF) kezelések során 9 8 % fö lö tti m em brán visszatartási értékeket értünk el. Az összes oldott szilárd a n y ag ta rta lo m ra vo n atk o zó an m axim um 50%, a zavarosságra vonatkoztatott visszatartási é rté k e k á tla g a p ed ig 99% -nak adódott. (Ezekben a paraméterekben döntően n em v o lt lén y eg es eltérés a különböző kezeléseket illetően, ami azt jelenti, hogy az old h atatlan an y ag tartalo m m ár a z első lépcsőben is jelentős mértékben lecsökkent m in d k ét típ u sú v izsg álan d ó szennyvíz esetében.)
Összefoglalás
Munkánk során m eg állapítottuk, h o g y a tejipari és keményítöipari szennyvizek kétlépcsős kezelése, és a b io ló g iai e lő k ezelések et követő membránszűrések hatékony és járható útnak bizonyulhatnak a k ü lö n b ö ző szennyvizek tisztításában. Hiszünk abban, hogy a tárgyalt kom binált eljá rá so k to v áb b i fejlesztése után sikeres kezelések érhetők el.
Ennek érdekében további típ u sú szen n y v izek és m em bránok vizsgálatát célozzuk meg azeltávolitási h aték o n y sá g ja v ítá sa érd ek éb en .
Kulcsszavak: szennyvíztisztítás, m ik ro szű rés, ultraszűrés, előkezelés, aerob kezelés Köszönetnyilvánítás
A TÉT_16-1-20I6-0138 számú projekt a Nemzeti Kutatási Fejlesztési és Innovációs Alapból biztosított támogatással, a Kétoldalú Tudományos és Technológiai (TÉT) Együttműködés támogatása (TÉT_16) pályázati program finanszírozásában valósult
121
