Biotechnologia osadu czynnego

Celem zajęć jest zapoznanie studentów procesem osadu czynnego, który jest obecnie powszechnie stosowany do oczyszczania ścieków. W praktyce zasada przebiegu procesu jest podobna, pomimo licznych wariantów technologicznych. Kłaczki osadu stanowią najważniejsze ogniwo w łańcuchu zachodzących reakcji, prowadzących w następstwie do rozkładu zawartych w ściekach zanieczyszczeń. Regularne obserwacje mikroskopowe kłaczków osadu czynnego oraz zmian populacji organizmów dostarczają istotnych informacji służących do prawidłowego kierowania procesem biologicznego oczyszczania ścieków metodą osadu czynnego. Dokładna znajomość morfologii osadu czynnego pozwala dostrzec zmiany sygnalizujące zaburzenia w przebiegu procesu biologicznego oczyszczania ścieków. Przystąpienie do zajęć wymaga wcześniejszego zaliczenia kursów z zakresu mikrobiologii ogólnej oraz analizy i diagnostyki mikrobiologicznej.

TEMATYKA WYKŁADÓW:

1. Cel oczyszczania ścieków, sposoby oczyszczania ścieków, podział biologicznych metod oczyszczania ścieków, oczyszczanie ścieków metodą osadu czynnego, powstawanie osadu czynnego, charakterystyka kłaczków, skład kłaczków osadu czynnego, niektóre zastosowania procesu osadu czynnego, oczyszczalnie z eliminacją azotu i fosforu

2. Zbiorowiska organizmów w osadzie czynnym: zależności pokarmowe w osadzie czynnym, struktura i aktywność osadu czynnego, charakterystyczne biocenozy osadu czynnego

3. Funkcja pierwotniaków w osadzie czynnym, bioindykatory – organizmy wskaźnikowe występujące w osadzie czynnym

4. Zjawisko puchnięcia osadu

TEMATYKA ĆWICZEŃ:

1. Podstawowa aparatura i metody stosowane w badaniach osadu czynnego: pobór i przechowywanie próbek osadu czynnego, przygotowanie próbki osadu do badań, zasady obserwacji osadu czynnego, ocena morfologii kłaczków osadu, szacowanie zagęszczenia bakterii nitkowatych, osad czynny jako sztuczny ekosystem – analiza mikroskopowa osadu czynnego

2. Skład kłaczków osadu czynnego. Rozwój bakterii wolnopływających: charakterystyka różnych typów metabolizmu bakteryjnego w osadzie czynnym, monokolonie, osad zdyspergowany, obserwacje mikroskopowe bakterii występujących w osadzie czynnym (preparat barwiony metodą pozytywno – negatywną), zjawisko puchnięcia osadu czynnego: przyczyny puchnięcia osadu, osad zooglealny, osad nitkowaty, wyznaczanie kategorii osadu czynnego na podstawie częstotliwości występowania organizmów nitkowatych (preparat mikroskopowy przyżyciowy) i obrazów referencyjnych

3. Charakterystyka zwierząt tkankowych występujących w osadzie czynnym, pokarmowa zależność organizmów osadu czynnego: etapy sukcesji w osadzie czynnym, przebieg łańcucha pokarmowego w osadzie czynnym, pierwotniaki jako wskaźniki jakości odpływu, dominujące grupy organizmów w osadzie czynnym a efekt oczyszczania, wyznaczanie dominantów (preparaty przyżyciowe)

4. Sporządzanie karty biologicznej oceny osadu: makro – i mikroskopowa ocena osadu czynnego, charakterystyka biologiczna osadu, barwienie polifosforanów

1. Buck H. Mikroorganizmy w osadzie czynnym. Wydawnictwo „Seidel – Przywecki” sp. z o. o., Szczecin, 1999

2. Cowan R. M. Activated sludge and other aerobic suspended culture processes. Wat. Environm. Res., 68, 4, 451 – 455, 1996

3. Eckenfelder W. W., Musterman J. L. Activated sludge treatment of industrial wastewater. Technomic Publishing, Lancaster, 1995

4. Eikelboom D.H., Buijsen H.J.J. Podręcznik mikroskopowego badania osadu czynnego. Wydawnictwo „Seidel – Przywecki” sp. z o. o., Szczecin, 1999

5. Fiałkowska E., Fyda J., Pajdak – Stós A., Wiąckowski K. Osad czynny, biologia i analiza mikroskopowa. Oficyna wydawnicza „Impuks”, Kraków, 2006

WIEDZA:

1. Student ma pogłębioną wiedzę na temat wykorzystania technik analitycznych w odniesieniu do biologicznych metod oczyszczania ścieków

2. Student zna biologiczne metody oczyszczania ścieków działające w oparciu o metabolizm mikroorganizmów

3. Student zna problematykę gospodarki wodnej i ściekowej, metody oceny zanieczyszczeń i teoretyczne podstawy bioremediacji

UMIEJĘTNOŚCI:

1. Umiejętność wyszukiwania, zrozumienia, analizy i twórczego wykorzystania informacji z różnych źródeł dotyczących diagnostyki biologicznej osadu czynnego

2. Umiejętność doboru i modyfikacji technik i technologii w celu rozwiązania szczegółowych problemów z zakresu biotechnologii osadu czynnego

3. Student dokonuje fizyko-chemicznej i biologicznej analizy osadu czynnego. Nakreśla możliwości wykorzystania fitoremediacji do rekultywacji gruntów i mikroorganizmów w biologicznym oczyszczaniu ścieków

KOMPETENCJE SPOŁECZNE:

1. Rozumie potrzebę ukierunkowanego dokształcania się oraz jest gotów do organizowania procesu uczenia się i przekazywania obiektywnej wiedzy z zakresu współczesnych osiągnięć biotechnologii innym osobom

2. Koordynuje pracę zespołu, określa cele i priorytety oraz sposób realizacji konkretnych zadań

3. Jest świadomy znaczenia społecznej, zawodowej i etycznej odpowiedzialności w zakresie biotechnologii

Wykłady: test jednokrotnego wyboru.

Ćwiczenia: zaliczenie sprawozdania z prac laboratoryjnych, sprawdzian pisemny ograniczony czasowo