Sloda Gníomhachtaithe a Thuiscint (II) – Conas Miocrorgánaigh a Choinneáil 'atáirgthe'!

Brollach: Phléigh an doiciméad roimhe seo bunús agus struchtúr pobail mhiocróbach sloda gníomhachtaithe. Díríonn an doiciméad seo ar "conas microorganisms atáirgthe a choinneáil." Tá a fhios againn go léir, nuair a bhíonn an timpeallacht oiriúnach le haghaidh atáirgeadh, go dtéann orgánaigh (plandaí, ainmhithe agus miocrorgánaigh) isteach go nádúrtha i stát atáirgthe; nuair a théann an timpeallacht in olcas, stopann orgánaigh ag atáirgeadh. Má úsáidimid "dúil atáirgthe" daonna mar analaí, tá trí mhórdhúshlán os comhair daoine óga inniu: oideachas, cúram sláinte agus tithíocht. Bíonn tionchar suntasach ag na trí ghné seo ar a dtoilteanas leanaí a bheith acu. Ar ndóigh, níl an oiread sin ceanglais ag miocrorgánaigh, agus ní gá gluaisteáin nó tithe a bheith acu. Chomh fada agus a chomhlíonann an timpeallacht uisce na ceanglais maidir le teocht, ocsaigin tuaslagtha, pH, agus cothaithigh, is féidir leo fás go tapa!

Tá a gcuar fáis féin ag microorganisms, agus athraíonn a bpróiseas fáis le hinfhaighteacht cothaithigh. I dtimpeallacht shainithe, nach bhfuil tionchar ag fachtóirí seachtracha uirthi, cloíonn cuar fáis na miocrorgánach leis an léaráid thíos. Áirítear leis an bpróiseas fáis ceithre chéim: oiriúnú (céim coigeartaithe), céim fáis logartamach, céim fáis luasmhoillithe, agus riospráid ingenous. Nuair a théann miocrorgánaigh isteach i dtimpeallacht nua, tá tréimhse oiriúnaithe ann ina bhfanann a líon sách cobhsaí.

Cuar Fáis Sloda (.i. Cuar Fáis Mhiocróbach)

Tá luach tosaigh ag tiúchan na miocrorgánaigh, rud a léiríonn an méid sloda a cuireadh leis le linn tosaithe tosaigh an umar cóireála bitheolaíoch. Le himeacht ama, méadaíonn an tiúchan sloda de réir a chéile. Go ginearálta, is féidir an tiúchan sloda in umar cóireála bitheolaíoch aeróbach a choinneáil idir 3000-5000 mg/L. Braitheann an tiúchan sloda ar thiúchan BOD an insilteach; dá airde an tiúchan BOD, is airde an tiúchan sloda is féidir a choinneáil.

In oibríocht umar cóireála bitheolaíoch iarbhír, coimeádtar an tiúchan sloda idir an chéim fáis luasmhoillithe agus an chéim riospráid ingenous. Is féidir a fheiceáil go n-athraíonn an tiúchan sloda ag brath ar mhodh oibriúcháin an umar cóireála bitheolaíoch.

I ngnáth-aerú, ar a dtugtar freisin aerú sreabhadh breiseán, laghdaítear na truailleáin de réir a chéile le linn an phróisis tiomána, agus déantar fás sloda a rialú le linn na céime fáis luasmhoillithe. D’fhéadfadh roinnt ceisteanna a chur, conas a rialaítear é seo? Baintear é seo amach trí athshruthú sloda agus bearta bainte sloda!

Ciallaíonn meascadh iomlán go n-oibríonn gach cuid den umar cóireála bitheolaíoch faoi na coinníollacha céanna (m.sh., tiúchan truailleán, pH, ocsaigin tuaslagtha, etc.). Is féidir le próisis chóireála bitheolaíocha a oibrítear go ham (cosúil leis an bpróiseas SBR a luadh níos luaithe) seo a bhaint amach go ginearálta go maith, agus déantar an stát sloda a rialú le linn na céime fáis luasmhoillithe.

Úsáideann aeraithe leathnaithe (SRT) ráta luchtaithe toirtmhéadrach an-íseal sa dearadh, rud a fhágann go bhfuil tiúchan sloda sách íseal san umar cóireála bitheolaíoch. Feidhmíonn an próiseas seo sa chéim riospráid ingenous den chuar fáis, a éilíonn ráta luchtaithe orgánach íseal agus am aeraithe fada, de ghnáth 20-30 lá le haghaidh SRT agus 24 uair an chloig le haghaidh HRT. De ghnáth ní úsáideann an próiseas seo umar dríodraithe príomhúil.

Cuar Tiúchan Ocsaigin Tuaslagtha

Gan forlíonadh ocsaigine tuaslagtha seachtrach, laghdaítear an ocsaigin tuaslagtha san uisce de réir a chéile mar a thaispeántar san fhigiúr. Ar ndóigh, ní mór ocsaigin tuaslagtha a fhorlíonadh san umar cóireála bitheolaíoch chun luach réasúnta seasmhach a choinneáil.

Cuar Tiúchan Truailleán

Is féidir le BOD, go pointe áirithe, tiúchan na dtruailleán san uisce a chur in iúl (mar a luadh níos luaithe, is fearr luachanna COD a úsáid i ndearadh toirte umar). Le himeacht ama, laghdaítear an tiúchan truailleán go leibhéal in-scaoilte.

Faoi theocht oiriúnach, dóthain ocsaigine agus cothaithigh thuaslagtha, agus easpa substaintí coisctheacha, is é an fachtóir cinntitheach a rialaíonn fás sloda gníomhachtaithe ná an cóimheas F/M idir an méid bia (ábhar orgánach i bhfuíolluisce, ar a dtugtar foshraith freisin) agus méid na miocrorgánach (sloda gníomhachtaithe), a bhfuil tionchar freisin ag fachtóirí ar nós ráta díghrádaithe an tsubstráit orgánach, an ráta úsáide ocsaigine agus an ráta sluaite sloda.

Céim Oiriúnaithe (Céim Coigeartaithe): Ar a dtugtar an chéim choigeartaithe freisin, is é seo an chéim tosaigh de shaothrú sloda gníomhachtaithe. Ní iomadaíonn miocrorgánaigh, ach tosaíonn athruithe cáilíochtúla ag tarlú. Freagraíonn an chéim seo don chuid chothrománach tosaigh den chuar fáis sa léaráid agus bíonn sé gearr go hiondúil. Sna céimeanna níos déanaí den chéim oiriúnaithe, tá an córas einsím miocróbach tar éis oiriúnú de réir a chéile don timpeallacht nua, tá leibhéal áirithe bainte amach ag forbairt aonair, tosaíonn cealla a roinnt, agus tosaíonn microorganisms ag atáirgeadh.

Céim Fáis Logartamach: Méadaíonn an ráta fáis sloda gníomhachtaithe, tá an cóimheas F/M sách mór, tá an tsubstráit orgánach flúirseach, agus tá gníomhaíocht sloda gníomhachtaithe ard. Déanann microorganisms tsubstráit orgánach a ionsú ag an ráta is airde ag an am céanna agus cealla a shintéisiú ag an ráta is airde, ag baint amach iomadú. Ag an gcéim seo, tá cumas ard ag an sloda gníomhachtaithe chun ábhar orgánach a bhaint, agus níl fás sloda teoranta ag coinníollacha cothaitheach ach amháin ag tiúchan miocróbach. Mar sin féin, tá droch-airíonna flocasúcháin ag an sloda, tá sé deacair a shocrú, agus tá droch-éifeachtúlacht cóireála aige.

Céim an Fháis Mhoillithe: Laghdaíonn an ráta fáis sloda gníomhachtaithe, leanann an cóimheas F/M ag laghdú, agus tá an ráta fáis teoranta ag cothaithigh orgánacha. Is é seo an chéim oibriúcháin tipiciúil den phróiseas sloda gníomhachtaithe. Ag an gcéim seo, is féidir ábhar orgánach sa fhuíolluisce a bhaint den chuid is mó, agus tá dea-airíonna flocasúcháin agus socraithe ag an sloda.

Céim Metabolism Endogenous: Tá cothaithigh laghdaithe den chuid is mó. Ní féidir leis dóthain cothaithigh a fháil, tosaíonn an sloda gníomhachtaithe ag baint úsáide as a stóráil inmheánach, is é sin, tá sé ag céim an ocsaídiúcháin féin. Ag an gcéim seo, tá ardleibhéal neamhorgánachta agus dea-airíonna socraithe ag an sloda, ach flocasúchán bocht, agus laghdaítear an sloda de réir a chéile. Mar sin féin, ós rud é go bhfuil sé deacair den chuid is mó iarmhar an riospráid inginiúil-díghrádú a dhéanamh ar chillbhallaí agus ar chíteaplasma, ní féidir leis an sloda gníomhachtaithe imithe go hiomlán.

Is féidir le go leor fachtóirí tionchar a imirt ar fhás miocróbach, lena n-áirítear cothaithigh, teocht, pH, ocsaigin tuaslagtha, agus substaintí tocsaineacha. Ar ndóigh, tá raonta caoinfhulaingt éagsúla ag cineálacha éagsúla miocrorgánaigh do na fachtóirí seo. I measc na gcineálacha coitianta miocrorgánaigh i sloda gníomhachtaithe tá baictéir aeróbach (catagóir leathan, a chuimsíonn go leor fochatagóirí cosúil le baictéir nítriúcháin), baictéir hidrealacha, baictéir choipeadh, baictéir hidrigine, baictéir aigéid aicéiteach, meatánaiginí, baictéir a laghdaíonn sulfáit, agus prótóis anaeróbach. Dá bhrí sin, chomh fada agus a choimeádtar na fachtóirí seo laistigh de ghnáth-raonta, is féidir fás miocróbach tapa a bhaint amach.

Cothaithigh
Le linn gníomhaíochtaí saoil na miocrorgánaigh, ní mór dóibh cothaithigh riachtanacha a ionsú go leanúnach ón gcomhlacht uisce máguaird, lena n-áirítear: foinsí carbóin, foinsí nítrigine, salainn neamhorgánacha, agus fachtóirí fáis áirithe. Caithfidh méideanna leordhóthanacha de na substaintí seo a bheith san fhuíolluisce atá le cóireáil.

Is comhpháirt struchtúrach thábhachtach de chealla mhiocróbacha é carbón. Tá ceanglas foinse carbóin sách ard ag miocrorgánaigh a bhfuil baint acu le cóireáil sloda gníomhachtaithe, go ginearálta nach lú ná 100 mg/L (arna ríomh mar BOD5).

Is gné thábhachtach é nítrigin i gcomhdhéanamh próitéiní agus aigéid núicléacha laistigh de chealla miocróbach. Is féidir le foinsí nítrigine teacht ó chomhdhúile nítrigine neamhorgánacha ar nós N2, NH3, agus NO3, chomh maith le nítrigin orgánach-ina bhfuil comhdhúile cosúil le próitéiní agus aimínaigéid.

Is gné riachtanach é fosfar do shintéis nucleoproteiní, lecithin, agus comhdhúile eile fosfar, ag imirt ról ríthábhachtach i meitibileacht miocróbach agus claochlú ábhar. Tá fosfar i gcoeinsín I, coenzyme II, agus monophosphate adenosine (ATP). Faigheann miocrorgánaigh fosfar go príomha ó chomhdhúile neamhorgánacha fosfair. Cuirfidh foinsí fosfair neamhleor isteach ar ghníomhaíocht einsíme, rud a chuirfidh isteach ar fheidhmeanna fiseolaíocha miocrorgánaigh.

Go ginearálta, is é BOD:N:P=100:5:1 cóimheas na dtrí mhórchothaitheach (carbón, nítrigin, agus fosfar). Ina theannta sin, tá ról tábhachtach ag riandúile ar nós sulfair, sóidiam, potaisiam, cailciam, maignéisiam, agus iarann ​​i bpróiseas fáis microorganisms.

Ocsaigin tuaslagtha

Roinntear na speicis mhiocróbacha a bhaineann le cóireáil fuíolluisce ina speiceas aeróbach agus anaeróbach, agus cuimsíonn na n-umair oibriúcháin umair aeróbach, umair anocsacha, umair hidrealú, agus umair anaeróbach. Bunaithe ar thaithí oibriúcháin, ba cheart an tiúchan ocsaigine tuaslagtha san umar aeróbach a choinneáil idir 2-4 mg/L. Sna humair hidrealú agus anocsacha, atá ina dtimpeallachtaí anaeróbach dáimhe, tá tiúchan áirithe ocsaigine tuaslagtha ceadaithe, go ginearálta idir 0.2-0.5 mg/L. Is timpeallacht dhian anaeróbach é an umar anaeróbach; chun próisis hidrealú agus choipeadh a chinntiú, ní cheadaítear ocsaigin tuaslagtha a bheith ann.

Tá ocsaigin tuaslagtha ríthábhachtach d'oibriú ionaid chóireála fuíolluisce. Má tá an ocsaigin tuaslagtha san umar aeróbach ró-íseal, cuirfear bac ar fhás baictéir nítriúcháin agus baictéir aeróbach eile, agus beidh baictéir filamentous ag iomadú go tapa, rud a fhágann go gcuirfear sloda ar an toirt.

luach pH: Tá dlúthbhaint ag gníomhaíochtaí fiseolaíocha miocrorgánaigh le pH an chomhshaoil. Ní féidir le miocrorgánaigh gnáthghníomhaíochtaí fiseolaíocha a dhéanamh ach amháin faoi choinníollacha pH oiriúnacha. Is é an raon pH is fearr le haghaidh miocrorgánaigh a bhfuil baint acu le cóireáil fuíolluisce bitheolaíoch idir 6.5 agus 8.5. Tá raonta caoinfhulaingt éagsúla ag grúpaí baictéaracha éagsúla; Tá raon pH idir 5.5 agus 7.5 ag baictéir aigéadaithe hidrealacha, agus tá raon pH idir 6.5 agus 8.5 ag baictéir aeróbach.

Teocht
Tá an teocht ríthábhachtach d'fhás miocróbach. Is teirmeafilic an chuid is mó de mhiocrorgánaigh a bhfuil baint acu le cóireáil sloda gníomhachtaithe, agus tá an raon teochta is fearr de 10-45 céim acu. Chun oibriú cuí a áirithiú, is gnách go gcoimeádtar teocht an uisce san umar cóireála bitheolaíoch idir 15-35 céim; Moillíonn fás miocróbach faoi bhun 5 céim. Ina theannta sin, tá lamháltas teochta i bhfad níos airde ag baictéir anaeróbach ná baictéir aeróbach, agus mar sin tá feistí inslithe agus teasa ag formhór na n-umair anaeróbach.

Substaintí Tocsaineacha
Tagraíonn "substaintí tocsaineacha" do shubstaintí neamhorgánacha agus orgánacha áirithe a chuireann bac ar ghníomhaíochtaí fiseolaíocha miocrorgánach. Áirítear orthu seo go príomha iain miotail throma (cosúil le since, copar, nicil, luaidhe, cróimiam, etc.) agus roinnt comhdhúile neamh-mhiotalacha (amhail feanóil, aildéid, ciainídí, suilfídeanna, etc.). Tá éifeachtaí tocsaineacha substaintí tocsaineacha ar mhiocrorgánaigh cainníochtúil; ní léir tocsaineacht ná cosc ​​ach amháin nuair a shroicheann an tsubstaint thocsaineach tiúchan áirithe sa chomhshaol. Chomh fada agus a bhíonn tiúchan substaintí tocsaineacha éagsúla i bhfuíolluisce faoi bhun an leibhéil seo, ní dhéantar difear d'fheidhmeanna fiseolaíocha miocrorgánaigh.

Braitheann baint mhiocróbach agus díghrádú truailleán go príomha ar dhá phróiseas: asaithe agus meitibileacht (comhshamhlú agus dí-chomhshamhlú).

Próiseas Asaithe: Laistigh de thréimhse ghearr tar éis don fhuíolluisce dul i dteagmháil le sloda gníomhachtaithe agus meascadh leis, léiríonn truailleáin orgánacha san uisce ráta ard aistrithe. Tá an feiniméan tosaigh ardluais bainte seo mar thoradh ar mheascán d’asú fisiceach agus bitheolaíoch. Le linn an phróisis seo, laghdaíonn an tsubstráit orgánach sa leacht measctha go tapa. Tá sé seo amhlaidh toisc go bhfuil achar dromchla mór ag an sloda gníomhachtaithe agus go bhfuil sé saibhrithe le líon mór miocrorgánach ar a dhromchla, clúdaithe le ciseal slaodach saibhir polaisiúicríd. Nuair a thagann foshraitheanna orgánacha ar fionraí agus collóideach sa fhuíolluisce i dteagmháil leis na flocanna sloda gníomhachtaithe, déantar iad a théachtadh go tapa agus a asaithe, feiniméan ar a dtugtar "asaithe tosaigh."

Téann an próiseas asaithe tosaigh ar aghaidh go han-tapa, de ghnáth críochnaítear é laistigh de 30 nóiméad. Is féidir leis an ráta asaithe fuíolluisce BOD a bhaint amach 70%, agus maidir le fuíolluisce ina bhfuil cuid mhór ábhar orgánach ar fionraí agus colóideach, is féidir le BOD laghdú 80%-90%. Braitheann an ráta asaithe tosaigh go príomha ar ghníomhaíocht na miocrorgánach agus ar an méid idirleata hiodrálach agus dinimic hiodrálacha laistigh den imoibreoir. Cinneann an chéad cheann éifeachtacht asaithe agus flocasúcháin na miocrorgánaigh sloda gníomhachtaithe, agus cinneann an dara ceann an méid teagmhála idir na flocas sloda gníomhachtaithe agus an tsubstráit orgánach.

Próiseas Meitibileach: Déantar truailleáin orgánacha atá asaithe ar dhromchla cealla miocróbach sloda gníomhachtaithe a mheitibiliú. Leathnaíonn ábhar orgánach tuaslagtha agus móilíneach beag go díreach an balla cille isteach sa chill faoi ghníomhaíocht einsímí tréscaoilteacha, áit a dtéann sé faoi mheitibileacht. Déantar ábhar orgánach collóideach agus mór-mhóilín ar fuaidreamh, amhail stáirse agus próitéin, a hidrealú ar dtús i móilíní beaga tuaslagtha trí einsímí eischeallacha-hidrealáis-roimh dul isteach sa chill. Chomh luath agus taobh istigh den chill, déantar truailleáin orgánacha a ocsaídiú de réir a chéile agus a dhianscaoileadh i dtáirgí cobhsaí neamhorgánacha, mar shampla CO2 agus H2O, faoi chatalú einsímí intracellular éagsúla, ag scaoileadh fuinnimh le haghaidh sintéise cille. Sa phróiseas seo, déantar ábhar orgánach a chlaochlú i substaintí neamhorgánacha simplí, cobhsaí trí imoibrithe bithcheimiceacha, ag baint amach baint truailleán.