ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΤΟΥ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΤΙΚΟΥ ΒΑΚΤΗΡΙΔΙΟΥ PSEUDOMONAS DENITRIFICANS ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ

Abstract

DENITRIFICATION IS THE BIOLOGICAL PROCESS WHICH IS RESPONSIBLE FOR THE REMOVAL OF NITROGEN IN THE FORM OF NITRATE AND /OR NITRITE FROM POTABLE WATER OR WASTEWATERS BY CONVERSION TO NITROGEN GAS. THE PROCESS IS CARRIED OUT BY HETEROTROPHIC FACULTATIVE AEROBIC BACTERIA UNDER ANOXIC CONDITIONS. A MATHEMATICAL MODEL CAPABLE OF DESCRIBING ACCURATELY THE MICROORGANISM'S GROWTH RATE AND THE RATE OF DENITRIFICATION UNDER AEROBIC, ANOXIC AND TRANSIENT CONDITIONS OF GROWTH, IS NECESSARY FOR THE DENITRIFICATION PROCESS DESIGN. KINETIC DATA FOR THE ESTABLISHMENT OF SUCH A MODEL WERE TAKEN FROM BATCH EXPERIMENTS WITH A PURE CULTURE OF A REPRESENTATIVE DENITRIFYING BACTERIUM (PSEUDOMONAS DENITRIFICANS) IN A DEFINED SYNTHETIC MEDIUM. CONSIDERING THE BIOLOGICAL REDUCTION OF NITRATESTO MOLAR NITROGEN AS A TWO-STEP PROCESS (PRODUCTION OF NITRITE-NITROGEN AS ANINTERMEDIATE), AN OVERALL DENITRIFICATION MODEL WAS DEVELOPED THAT WAS USED FOR THE OPTIMUM DESIGN OF CSTR AND SBR REACTORS. DENITRIFICATION, WAS ALSO CONSIDERED AS AN ONE-STEP PROCESS FOR THE BIOLOGICAL REDUCTION OF NITRATES TO MOLAR NITROGEN. A SIMPLE DENITRIFICATION MODEL WAS DEVELOPED THAT WAS USED FOR THE OPTIMIZATION OF A CSTR REACTOR UNDER STEADY STATE OPERATING CONDITIONS, OR UNDER CONDITIONS OF PULSED PERIODIC ALTERNATION OF AEROBIC /ANOXIC CONDITIONS.

Η ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ ΠΟΥ ΣΤΟΧΕΥΕΙ ΣΤΗΝ ΑΠΟΜΑΚΡΥΝΣΗ ΤΟΥ ΑΖΩΤΟΥ ΣΤΗ ΜΟΡΦΗ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ Η/ΚΑΙ ΝΙΤΡΩΔΩΝ ΑΠΟ ΤΟ ΝΕΡΟ, ΕΙΤΕ ΠΡΟΚΕΙΤΑΙ ΓΙΑ ΠΟΣΙΜΟ ΝΕΡΟ, ΕΙΤΕ ΓΙΑ ΑΣΤΙΚΑ ΛΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΥΓΡΑ ΑΠΟΒΛΗΤΑ. Η ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ ΑΥΤΗ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΑΠΟ ΕΤΕΡΟΤΡΟΦΑ, ΠΡΟΑΙΡΕΤΙΚΑ ΑΕΡΟΒΙΑ ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΤΩ ΑΠΟ ΑΝΟΞΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ. ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΙΑΣ ΜΟΝΑΔΑΣ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ Η ΥΠΑΡΞΗ ΕΝΟΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ, ΙΚΑΝΟΥ ΝΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΜΕ ΙΚΑΝΟΠΟΙΗΤΙΚΗ ΑΚΡΙΒΕΙΑ ΤΟΝ ΡΥΘΜΟ ΜΙΚΡΟΒΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΚΑΤΩ ΑΠΟ ΑΕΡΟΒΙΕΣ, ΑΝΟΞΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ. ΓΙΑ ΤΟ ΣΚΟΠΟ ΑΥΤΟ, ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ ΜΕ ΚΑΘΑΡΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΕΝΟΣ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΥΤΙΚΟΥ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΤΙΚΟΥ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ (PSEUDOMONAS DENITRIFICANS) ΣΕ ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΘΡΕΠΤΙΚΟ ΜΕΣΟ. ΘΕΩΡΩΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗ ΩΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ ΑΝΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ ΠΡΟΣ ΑΕΡΙΟ ΑΖΩΤΟ ΣΕ ΔΥΟ ΣΤΑΔΙΑ(ΕΝΔΙΑΜΕΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΝΙΤΡΩΔΩΝ), ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΕ ΕΝΑ ΑΞΙΟΠΙΣΤΟ ΚΙΝΗΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΣ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ, ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΓΙΑ ΤΟ ΒΕΛΤΙΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΤΥΠΟΥ CSTR ΚΑΙ SBR (SEQUENCING BATCH REACTOR). Η ΘΕΩΡΗΣΗ ΤΗΣ ΑΠΟΝΙΤΡΟΠΟΙΗΣΗΣ ΩΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΝΟΣ ΣΤΑΔΙΟΥ ΑΝΑΓΩΓΗΣ ΤΩΝ ΝΙΤΡΙΚΩΝ, ΟΔΗΓΗΣΕ ΕΠΙΠΛΕΟΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΝΟΣ ΑΠΛΟΥ ΚΑΙ ΕΥΧΡΗΣΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ. ΤΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΑΥΤΟ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΘΗΚΕ ΓΙΑ ΤΗ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ, ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΒΕΛΤΙΣΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ, ΤΗΣ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗΣ ΤΗΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑ ΤΥΠΟΥ CSTR.