البيئة المتنامية للكائنات الحية الدقيقة
الجسم الرئيسي للمعالجة البيولوجية لمياه الصرف الصحي هو الكائنات الحية الدقيقة ، فقط لخلق ظروف بيئية جيدة للسماح بالتكاثر الجماعي الجرثومي من أجل الحصول على تأثير معالجة مرض. الظروف الرئيسية التي تؤثر على نمو الميكروبات هي التغذية ودرجة الحرارة وقيمة الأس الهيدروجيني والأكسجين المذاب والمواد السامة.
1. التغذية
التغذية هي الأساس المادي لنمو الميكروبات والطاقة والمواد اللازمة لأنشطة الحياة تأتي من التغذية.
2. درجة الحرارة
أنواع مختلفة من الكائنات الحية الدقيقة تنمو في درجات حرارة مختلفة ، ونطاق درجة الحرارة الإجمالية للكائنات الحية الدقيقة المختلفة هو 0 ~ 80. وفقًا لنطاق درجة حرارة التكيف ، يمكن تقسيم الكائنات الحية الدقيقة إلى ثلاث فئات: درجة حرارة منخفضة (مراقي) ، ودرجة حرارة متوسطة ودرجة حرارة عالية (مراقي).
درجة حرارة نمو الكائنات الدقيقة منخفضة الحرارة أقل من 20 ، ودرجة حرارة نمو الكائنات الدقيقة ذات درجة الحرارة المتوسطة هي 20 ~ 45 ، ودرجة حرارة نمو الكائنات الدقيقة ذات درجة الحرارة العالية أعلى من 45. تتم المعالجة البيولوجية الهوائية بشكل أساسي عند درجة حرارة متوسطة ، والحد الأقصى درجة حرارة نمو الكائنات الحية الدقيقة هي 20 ~ 37.
في المعالجة اللاهوائية ، كانت درجة حرارة النمو المثلى للكائنات الدقيقة ذات درجة الحرارة المتوسطة 25 ~ 40 ، ودرجة الحرارة للكائنات الدقيقة ذات درجة الحرارة العالية كانت 50 ~ 60. لذلك ، عادةً ما تستخدم المعالجة الميكروبية اللاهوائية جزأين من درجات الحرارة من 33 ~ 38 و 52 ~ 57 ، والتي تسمى هضم درجة الحرارة المتوسطة (التخمير) والهضم بدرجة حرارة عالية (التخمير) على التوالي.
مع تطور العلم والتكنولوجيا ، يمكن إجراء التفاعل اللاهوائي في درجة حرارة الغرفة من 20 إلى 25 ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة التشغيل.
في نطاق درجة الحرارة المناسبة ، يتم زيادة معدل التفاعل الكيميائي الحيوي بمقدار 1 ~ 2 مرة مع كل زيادة قدرها 10. لذلك ، يكون تأثير المعالجة البيولوجية أفضل في حالة ارتفاع درجة الحرارة المثلى. سيؤدي التغيير الاصطناعي لدرجة حرارة مياه الصرف الصحي إلى زيادة تكلفة المعالجة ، لذلك يتم إجراء المعالجة البيولوجية الهوائية بشكل عام في درجة حرارة طبيعية ، أي في درجة حرارة الغرفة.
تأثير المعالجة البيولوجية الهوائية أقل تأثراً بالمناخ. تتأثر المعالجة البيولوجية اللاهوائية بدرجة كبيرة بدرجة الحرارة وتحتاج إلى الحفاظ على درجة حرارة عالية ، ولكن بالنظر إلى تكلفة التشغيل ، يجب محاولة استخدام عملية درجة الحرارة العادية (20 ~ 25).
إذا كانت درجة حرارة مياه الصرف الصحي الخام عالية ، فيجب استخدام التخمير بدرجة حرارة متوسطة (33 ~ 38) أو التخمير بدرجة حرارة عالية (52 ~ 57). إذا كان هناك ما يكفي من الحرارة المهدرة أو ما يكفي من الغاز الحيوي المنتج أثناء عملية التخمير (مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز وهضم الحمأة) ، يمكن استخدام الطاقة الحرارية للحرارة المهدرة أو الغاز الحيوي لتحقيق تخمير متوسط وعالي درجة الحرارة.
3. قيمة الرقم الهيدروجيني
الإنزيم هو نوع من المنحل بالكهرباء مذبذب. يؤثر تغيير قيمة الرقم الهيدروجيني على شكل التأين للإنزيم ، ثم يؤثر على الأداء التحفيزي للإنزيم. لذلك ، تعد قيمة الرقم الهيدروجيني أحد العوامل المهمة التي تؤثر على نشاط الإنزيم. الكائنات الحية الدقيقة المختلفة ذات أنظمة الإنزيم المختلفة لها نطاقات مختلفة للتكيف مع الأس الهيدروجيني. البكتيريا ، الشعيات ، الطحالب ، والأوليات لها مدى التكيف مع الأس الهيدروجيني من 4 إلى 10.
درجة الحموضة المثلى للخميرة والعفن هي 3.0 ~ 6.0. معظم البكتيريا مناسبة للبيئات المحايدة والقلوية ذات الرقم الهيدروجيني = 6.5 ~ 8.5. يبلغ الرقم الهيدروجيني الأمثل للمعالجة البيولوجية الهوائية 6.5 ~ 8.5 ، أما العلاج البيولوجي اللاهوائي فهو 6.7 ~ 7.4 (درجة الحموضة المثلى هي 6.7 ~ 7.2).
من المهم الحفاظ على نطاق الأس الهيدروجيني الأمثل أثناء المعالجة البيولوجية. خلاف ذلك ، فإن نشاط الإنزيمات الميكروبية ينخفض أو يفقد ، وتنمو الكائنات الحية الدقيقة ببطء أو حتى تموت ، مما يؤدي إلى فشل العلاج.
يمكن أن يكون للتغيير المفاجئ في قيمة الرقم الهيدروجيني للتأثير تأثير كبير على المعالجة البيولوجية ، وهذا التأثير لا رجوع فيه. لذلك من المهم جدًا الحفاظ على استقرار درجة الحموضة.
4. الأكسجين المذاب
تأخذ عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة الهوائية الأكسجين الجزيئي كمستقبل وتشارك في تخليق بعض المواد. لا يمكن أن تنمو الكائنات الدقيقة الهوائية وتتكاثر بدون الأكسجين الجزيئي ، لذلك يجب الحفاظ على تركيز معين من الأكسجين المذاب (يفعل ) عند إجراء المعالجة البيولوجية الهوائية.
إمداد الأكسجين غير الكافي ، المناسب لنمو الأكسجين الذائب المنخفض للكائنات الحية الدقيقة (تتبع البكتيريا الهوائية الثيوجينية) وتتكاثر الكائنات الحية الدقيقة الاختيارية. لم يكتمل تحلل المواد العضوية ، ويقل تأثير المعالجة ، وتنتشر البكتيريا الخيطية ذات الحالة المنخفضة للأكسجين المذاب ، مما يؤدي إلى تورم الحمأة.
لا يؤدي التركيز العالي للأكسجين المذاب إلى إهدار الطاقة فحسب ، بل يؤدي أيضًا إلى أكسدة الخلايا والموت بسبب النقص النسبي في العناصر الغذائية. من أجل تحقيق تأثير معالجة جيد ، من المناسب التحكم في الأكسجين المذاب في نطاق 2 ~ 3 مجم / لتر (0.5 ~ 1 مجم / لتر في دفق خزان الترسيب الثانوي) أثناء المعالجة البيولوجية الهوائية.
تنتج الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية H2O2 تحت الظروف الهوائية ، ولكن ليس لديها الإنزيم لتحلل H2O2 وتقتل بواسطة H2O2. لذلك ، يجب ألا يكون هناك أكسجين جزيئي في المفاعل الحيوي اللاهوائي. مواد حالة الأكسدة الأخرى مثل SO42 - ، رقم 3 - ، PO43 - و Fe3 + سيكون لها أيضًا تأثيرات ضارة على المعالجة البيولوجية اللاهوائية ، ويجب التحكم في تركيزها.
5. المواد السامة
المادة الكيميائية التي لديها تثبيط وسمية للكائنات الحية الدقيقة تسمى مادة سامة. يمكن أن يدمر بنية الخلايا ، ويؤدي إلى تغيير طبيعة الإنزيمات وجعلها غير نشطة. على سبيل المثال ، يمكن أن تتحد المعادن الثقيلة مع مجموعة إنزيمات -ش ، أو تتحد مع البروتينات لتفسد طبيعة هذه الإنزيمات أو تعجلها. المواد السامة غير ضارة للكائنات الحية الدقيقة بتركيزات منخفضة وسامة فوق مستوى معين.
يمكن أن تصبح بعض المواد السامة مغذيات للكائنات الدقيقة بتركيزات منخفضة. تتأثر سمية المواد السامة بعوامل مثل قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة ووجود مواد سامة أخرى. تختلف السمية اختلافًا كبيرًا في ظل ظروف مختلفة ، وتختلف الكائنات الحية الدقيقة عن تحمل نفس السم. يجب تحديد الموقف المحدد وفقًا للتجربة.
في عملية معالجة المياه العادمة البيولوجية ، يجب مراقبة تركيز المواد السامة بصرامة ، ولكن لا يوجد معيار موحد للمدى المسموح به لتركيز المواد السامة. البيانات الواردة في الجدول 1 هي للإشارة فقط
