Projekt FR-TI1/456 - ADIREM

Vývoj a zavedení nástrojů aditivně modulujících procesy bioremediace půdy a vody

Financován poskytovatelem dotace:
Česká republika - Ministerstvo průmyslu a obchodu
Na Františku 32, 110 15 Praha 1
IČ: 47609109
www.mpo.cz

Přehled výsledků za rok 2009

V zahajovací fázi projektu v roce 2009 bylo hlavním úkolem zpracovat literární rešerše k vybraným tématům a navrhnout konstrukci bioreaktoru se zřetelem na kritické oblasti provozní kultivace. Bohaté provozní zkušenosti ukázaly, že pro spolehlivý a efektivní provoz bioreaktorů na lokalitě s nízkými provozními náklady je vhodné vybavit bioreaktor co nejjednodušším automatizovaným řídicím systémem s intuitivním ovládáním. Obvyklé prostorové omezení na lokalitě lze vyřešit umístěním technologie v přepravních kontejnerech. Toto řešení rovněž zajišťuje snadnou přepravu technologie mezi lokalitami. Vzhledem k charakteru provozní kultivace není možné na lokalitě zajistit aseptické prostředí. Riziko nežádoucí kontaminace bioreaktorů je proto významným faktorem. Nejčastěji se objevují tyto případy kontaminace pěstovaných kultur: a) výskyt prvoků, kteří jsou predátory pěstovaných kultur biodegradérů, b) kontaminace nežádoucími kmeny mikroorganismů bez schopnosti utilizovat cílový kontaminant, které přerostou a vytěsní původně pěstované biodegradéry. Tyto nežádoucí kontaminace způsobují zpravidla limitaci růstu pěstované kultury a nejsou-li včas podchyceny, mohou být příčinou zkázy celé kultivace. I při zachování technologické kázně však není možné se nežádoucím kontaminacím zcela vyhnout. Toto riziko je třeba minimalizovat a zavést nástroje umožňující rychlé a efektivní řešení případných kontaminací. Další faktory ovlivňující úspěšnost vsádkové nebo semikontinuální kultivace na lokalitě mají zpravidla aerace systému a kvalita technologické vody. Tyto faktory se však dají poměrně snadno regulovat. Při kultivaci v médiu je žádoucí udržovat biodegradéry ve vznosu a minimalizovat agregaci buněk a tvorbu biofilmů na stěnách a vnitřním zařízení bioreaktoru, které přichází do styku s médiem. Biofilmy mohou rovněž nežádoucím způsobem ovlivňovat např. aerační systém bioreaktoru a činnost sond.

Na základě rešerše a dosavadních zkušeností s konstrukcí bioreaktorů byly stanoveny tyto hlavní požadavky na konstrukci bioreaktoru:

Zásadní výzvu představuje vypořádání se s případnými kontaminacemi kultury biodegradéru. Pozornost bude tedy třeba věnovat monitoringu kultivace – nastavení a udržování optimálních podmínek růstu kultury a jejího sledování, analýze schopností pěstované kultury utilizovat cílový kontaminant a včasného zásahu při zjištění odchylek.

Primární inokulum při provozní kultivaci by mělo obsahovat koncentraci buněk v dostatečném objemu vzhledem k velikosti bioreaktoru. Základní on-line monitoring by měl být zaměřen na koncentraci buněk a hodnotu pH, která je klíčovým ukazatelem při dávkování reagencií (kyseliny, zásady). Pozornost musí být věnována i umístění snímačů sledovaných parametrů a jejich čištění od případných nárostů tak, aby byla zajištěna dostatečně rychlá odezva a regulace probíhala včasně a bez obtíží.

Vhodně zvolený typ nádrže reaktoru, včetně použitých konstrukčních prvků a míchání musí zajistit rovnoměrnou distribuci média, udržení kultury biodegradérů ve vznosu a dostatečnou homogenizaci média po přídavku živin a dalších reagencií. Nezbytnou součástí instalace bude provzdušňovací zařízení, které je možné kombinovat s mícháním, schopné zajistit optimální saturaci kultivačního média kyslíkem nezbytným pro růst kultury.

Po primární inokulaci musí být středně vzdělaná a proškolená obsluha schopna nejen sledovat klíčové parametry kultivace, ale i plně řídit regulační prvky systému a to na dálku bez nutnosti zásahu na místě. Je pochopitelné, že v první fázi poloprovozních zkoušek bioreaktoru bude nutné zasahovat častěji na místě, nicméně s postupem času se předpokládá přechod do semi-automatického režimu.

© Karel Koranda jr. - 2008 | RS Nimue 1.0 | XHTML 1.0 valid | CSS 2.1 valid