Nitrifikace a její využití při zpracování odpadu

Tento web používá soubory cookie. Dalším procházením tohoto webu vyjadřujete souhlas s jejich používáním.

Aerobní bakterie jsou mikroorganismy, které ke svému životu a aktivitě potřebují kyslík. Bez aerobních bakterií by příroda ztratila efektivní nástroj pro rozklad organických látek. Aerobní bakterie jsou nenahraditelným pomocníkem v přírodě i v technických procesech. Jejich schopnost efektivně rozkládat organické látky z nich dělá ideální řešení pro čištění vody (bakterie do ČOV), kompostování (urychlovače kompostu) nebo péči o zahradní jezírka (bakterie do jezírek).

Aerobní bakterie hrají klíčovou roli v rozkladu organického odpadu na humus. Díky kyslíku proces probíhá rychleji a bez vzniku nepříjemných pachů. V průmyslovém kompostování se často používají ventilační systémy pro optimální přívod vzduchu. Ačkoliv samotná produkce bioplynu probíhá anaerobně, aerobní fáze je klíčová pro předúpravu substrátu. Aerobní bakterie se používají i při čištění vzduchu v průmyslových provozech.

Aerobní bakterie využívají kyslík k rozkladu organických látek na jednodušší sloučeniny, jako je oxid uhličitý (CO2), voda (H2O) a minerální látky. Správné podmínky, zejména dostatek kyslíku a optimální teplota, zajistí jejich maximální účinnost. Teplota - nejefektivněji fungují při teplotách mezi 25-35 °C. Vlhkost a pH - ideální pH se pohybuje mezi 6,5 a 8,5. Existují různé druhy aerobních bakterií, které se liší svou odolností vůči teplotám.

Nitrifikace a denitrifikace

Nitrifikace a denitrifikace jsou biologické postupy, kterými se provádí úprava vody. Biologická nitrifikace se pro odstraňování aminiakálního dusíky z odpadních vod používá nejčastěji a probíhá za aerobních podmínek. Nitrifikací vznikají sloučeniny, díky kterým bakterie získávají energii pro své životní procesy. Denitrifikace přeměňuje dusičnany na plynný dusík. Některé bakterie, organismy a dokonce i houby ji využívají při nedostatku kyslíku. Nitrifikace a denitrifikace se provádí i v našich akreditovaných laboratořích.

Čtěte také: Lesy a vodní bilance krajiny

Významného zlepšení ve stabilitě a účinnosti procesů nitrifikace a denitrifikace lze dosáhnout správným měřením a řízením podmínek v aktivačních systémech. K dispozici jsou ověřené a patentované postupy řízení nitrifikace a denitrifikace.

S odstraňováním sloučenin dusíku a fosforu z odpadních vod úzce souvisí i problematiky vnosu těchto prvků do povrchových vod z difúzního znečištění. Správné provozování a řízení biologických čistírenských procesů není možné bez potřebných znalostí o složení používaných mikrobiálních společenství (biofilmů, aktivovaného kalu, enkapsulovaných kultur, atd.). Pro tyto účely byly rozpracovány a do každodenní praxe zavedeny metody mikroskopické analýzy v oblasti viditelného světla (přímé osvětlení i fázový kontrast) i v oblasti UV záření. Jako první v ČR zavedla skupina i metody molekulární biologie pro identifikaci organismů aktivovaného kalu.

Již dnes je možno analyzovat přítomnost základních vláknitých mikroorganismů i nitrifikačních baktérií prvního i druhého stupně metodou FISH (fluorescenční in situ hybridizace). Metoda FISH je založena na navázání fluorescenčně značených genových sond na nukleové kyseliny v mikrobiální buňce. Díky tomu je možné s vysokou specifičností detekovat přítomné mikroorganismy v poměrně krátkém časovém období přímo v dodaném vzorku biomasy.

K běžnému používání se připravuje i metoda PCR (polymerázová řetězová reakce) s následující separací molekul DNA metodou DGGE (elektroforéza v gradientovém denaturačním gelu). Tato metoda slouží k separaci odlišných úseků nukleových kyselin odpovídajících různým mikroorganismům, čímž je možné komplexněji popsat přítomnou biocenózu.

Skupina se již tradičně věnuje problematice řízení sedimentačních vlastností aktivovaných kalů, a to jak s využitím biologických metod založených na principech populační dynamiky aktivovaných kalů a nebo metod využívajících chemických či fyzikálních postupů (oxidace, toxické působení, koagulace, selektivní dezintegrace). S řízením sedimentačních vlastností souvisí i správné navrhování a dimenzování dosazovacích nádrží, kterému se skupina též věnuje.

Čtěte také: Odpad v České republice

Akvaponie a nitrifikace

Bakterie jsou srdcem i duší jakéhokoliv akvaponického systému. Bez nich nemůže žádný akvaponický systém existovat. Bakterie zprostředkovávají veškeré možné procesy odehrávající se v našem systému, počínaje trávením krmiva rybami, přes absorbci živin skrze kořeny rostlin a mnoho dalších.

Bakterie jsou v akvaponii zodpovědné za nitrifikační proces, což je biologický proces, kdy probíhá přeměna amoniaku (NH4+) na dusitany (NO2-). Amoniak se dostává do vody při zpracování krmiva rybami a především společně s jejich exkrementy. Přítomnost druhu bakterií, díky kterým nitrifikační proces probíhá závisí na několika faktorech, jako je pH vody, teplota a množství kyslíku. Je kriticky nutné vytvořit těmto bakteriím dobré podmínky pro tvorbu jejich kolonií.

V akvaponickém systému tento proces obstarává nepřeberné množství různých druhů bakterií a jiných mikroorganismů. V podstatě se jedná o proces, kdy tyto bakterie a mikroorganismy rozkládají pevné organické nečistoty v systému na jednoduché sloučeniny, které se ve vodě rozpouštějí. Tyto sloučeniny mohou zpracovat a využít ke svému růstu rostliny. Existují možná desítky tisíc různých druhů bakterií a mikroorganismů, které jsou schopny provádět tento mineralizační proces.

Vytvořit správné prostředí pro tvorbu kolonií těchto bakterií je nezbytně nutné pro správné a efektivní fungování zdravého akvaponického systému. Vytvoření takovéto kolonie bakterií neproběhne ze dne na den, je to dlouhodobý proces. V této počáteční fázi, získáváme do systému naše bakterie, které pro sebe hledají nejlepší podmínky a ve chvíli, kdy je najdou začínají toto prostředí kolonizovat.

Pro kolonizaci systému je důležité krmit ryby kvalitním krmivem, čímž ryby budou bakterie v systému zásobovat organickým odpadem a díky bakteriím a mineralizačnímu procesu dodávat rostlinám potřebné živiny. Dále musíme neustále hlídat kvalitu vody, především pH vody, obsah amoniaku a kyslíku v ní. Prostor, který vytváříme pro kolonizování je prakticky celý biofiltr akvaponickému systému. Čím větší bude, tím vice prostoru ke kolonizaci bakterie mají. Vytvořené prostředí v biofiltru i jeho velikost přímo ovlivňuje, jaké druhy a jak velká kolonie bakterií náš system obsadí. Čím vice prostoru vytvoříme pro baktrie, tím vice organického odpadu a amoniaku jsme schopni přeměnit na živiny využitelné pro rostliny.

Čtěte také: Co je hierarchie zpracování odpadu?

tags: #nitrifikace #zpracování #odpadu #proces

Oblíbené příspěvky:

• Řešení světelného znečištění
• Seznam Konkrétních Odpadů
• Nejlepší stát v ochraně přírody
• Hnojení ekologických sadů
• Variabilita přírody a artefaktů