Zpracované otázky - CHEMIJE

Růst biofilmu probíhá v několika časových fázích:

a) Lagová fáze - bakterie jsou adsorbovány na povrch nosiče van der Waalsovými silami, zachovávají si však jako koloidní částice Brownův pohyb. Mezi adsorbovanými a volnými bakteriemi se vytváří rovnováha, kterou lze popsat Langmuirovou izotermou. Vzniklá tenká vrstva je málo odolná vůči mechanickým vlivům.

b) Fáze exponenciálního růstu - tato fáze nastává po trvalém zachycení bakteriálních buněk na nosiči, což je důsledkem produkce extracelulárních polymerů, vytvářejících matrici, v níž jsou jednotlivé buňky pevně zakotveny. Bakterielní mikroflóru tvoří vesměs nevláknité organizmy, vláknité se objevují až po stabilizaci biofilmu (řádově až po cca 100 hodinách).

c) Fáze zpomalení růstu - je vyvolána omezením transportu substrátu do hlubších vrstev biofilmu a zvýšením vlivu odumírání buněk ve stárnoucím biofilmu.

d) Ustálený stav s určitou tloušťkou biofilmu. Tento ustálený stav je výsledkem dynamické rovnováhy těchto dějů: 1) adsorpce bakterií z prostředí (málo významné), 2) růstu bakterií v biofilmu, 3) odumírání bakterií, 4) strhávání části biofilmu do proudící vody.

Strhávání biofilmu závisí na jeho charakteru a na hydraulickém režimu v jeho okolí. Dochází k němu dvojím způsobem:

a) Mechanickým otěrem - způsobeným prouděním kapaliny okolo biofilmu. Strhávání probíhá kontinuálně a ztráty biofilmu jsou v rovnováze s jeho přírůstkem. Tento mechanizmus je charakteristický pro tenké, kompaktní, nevláknité biofilmy.

b) Spontánní strhávání. Soudržnost uvnitř biofilmu může být narušena odumíráním buněk a jejich rozkladem i rozkladem matrice. Důsledkem může být stržení biofilmu až na tlouštku řádově v desítkách um. Pak následuje opěovný růst biofilmu s opakováním uvedeného děje. Tento stav se nazývá pseudoustálený.

72. Anaerobní stabilizace kalu – princip, technologické parametry (teplota, doba zdržení kalu, objemové zatížení, stupeň rozkladu organické hmoty)

Anaerobní stabilizace kalu je realizována ve vyhnívacích (metanizačních) nádržích, pracujících na semikontinuálním principu. Denně, příp. i vícekrát za den, je část kalu z nádrže vypuštěna a nahrazena čerstvým surovým kalem, který je třeba dobře rozmíchat s vyhnívaným kalem, aby došlo ke styku anaerobních bakterií s organickou hmotou surového kalu. Děje se tak cirkulací čerpadly, přičemž kal se cirkuluje přes výměník tepla. Někdy se mísí vyhnilý kal s kalem surovým před jeho vstupem do vyhnívací nádrže. Účinným způsobem míchání obsahu vyhnívacích nádrží je cirkulace bioplynem pomocí speciálních kompresorů. Obsah nádrže lze míchat i mechanickými míchadly. Mícháním obsahu vyhnívací nádrže se také brání vzniku kalového stropu, který se jinak tvoří na hladině kalu z notujících částic (vlákna, tukové látky aj.) a není-li průběžně rozrušován, vytvoří kompaktní vrstvu, snižující účinný objem nádrže, která pak musí být po určité době provozu pracně čištěna.