Ludzie zazwyczaj spłukują toaletę lub wylewają wodę do mycia warzyw, ale rzadko zastanawiają się, ile zanieczyszczeń ukrywa się w tych ściekach.Dziś porozmawiamy o bardzo ważnym wskaźniku w oczyszczaniu ścieków - COD (chemiczne zapotrzebowanie na tlen)., i jak grupa milczących "microbial cleaners" oczyszcza te zanieczyszczenia.
Po pierwsze, zrozumiesz, co to jest przyczyna śmierci?
W skrócie oznacza to całkowitą ilość substancji w ściekach, które mogą zostać "spalone" przez tlenki chemiczne.Substancje organiczne, takie jak resztki z kuchni i organiczne ścieki z fabryk, zawierają dużą ilość pierwiastków węglowychIlość tlenu zużytego w tym procesie utleniania jest COD. Im wyższa wartość, tym więcej "brudnych rzeczy" jest w ściekach.Jeżeli jest ona bezpośrednio zrzucana do rzeki, ryby i krewetki w wodzie ucierpią.
Mikroorganizmy: "główną siłą" oczyszczalni ścieków
Odpady trafiają do oczyszczalni, a prawdziwymi pracownikami nie są wysokie urządzenia oczyszczające, ale mikroorganizmy, które można zobaczyć tylko pod mikroskopem.Są jak grupa małych robotników z wyraźnym podziałem pracyNiektóre potrafią "jeść mięso w dużych kawałkach", rozkładając duże cząsteczki organiczne, podczas gdy inne mogą powoli przeżuwać trudne związki w nieszkodliwe substancje.Mikroorganizmy te dzielą się głównie na trzy kategorie:Najbardziej wykwalifikowani "pracownicy" to wciąż bakterie.
Strategia "trzystopniowa" rozkładu drobnoustrojów w chorobie spowodowanej chorobą krwionośną
Krok 1: Adsorpcja i wchłanianie - "Przyprowadź do domu"
Materia organiczna w ściekach składa się z dużych kawałków tłustego mięsa (materia organiczna o wysokiej masie cząsteczkowej) lub małych kawałków mięsa (materia organiczna o niskiej masie cząsteczkowej).Mikroorganizmy nie chwytają pokarmu rękami jak myKiedy przepływają przez nie ścieki, małe cząsteczki organiczne mogą bezpośrednio przenikać do komórek.podczas gdy duże cząsteczki organiczne będą "przywiązane" do powierzchni komórki, czekając na następny krok rozkładu.
Na przykład, jest to jak zamawianie jedzenia na wynos, gdzie mała molekuła organicznej materii jest przedrąbanym talerzem owoców, który można napełnić bezpośrednio do ust;Wysokiej masy cząsteczkowej materia organiczna to cały arbuz, który musi zostać rozcięty przed jedzeniem.
Krok 2: Rozkład wewnątrzkomórkowy - "Jedzmy!
Po wchłonięciu na powierzchnię mikroorganizmów dużych cząsteczek organicznych "wypluwają" coś, co nazywa się enzymami zewnętrznymi.Enzymy te są jak ostre noże, które mogą przekształcać skrobię w glukozęPo rozkładzie małe cząsteczki organiczne mogą płynnie przejść przez błonę komórkową i wejść do wnętrza komórek drobnoustrojowych.
Małe cząsteczki organiczne wchodzące do komórek przechodzą szereg złożonych reakcji chemicznych, podobnych do trawienia w naszym ciele.gdzie mikroorganizmy "palą" pierwiastki węgla w materii organicznejProces ten wymaga pomocy tlenu, który jest powszechnie określany jako leczenie aerobowe.Niektóre mikroorganizmy są wyjątkowe i mogą funkcjonować w środowiskach bez tlenu, czyli leczenie beztlenowe.
Oddychanie aerobowe: aerobiczna wersja "palenia materii organicznej"
W środowisku bogatym w tlen mikroorganizmy są jak silnik turbodoładowany, rozkładający materię organiczną z szczególnie dużą prędkością.wytwarzanie dwutlenku węgla, wody i dużej ilości energii, której część wykorzystuje się do syntezy substancji niezbędnych do wzrostu drobnoustrojów, takich jak białka i kwasy nukleinowe;Druga część służy do utrzymania codziennej aktywności mikroorganizmów., jak "pływanie" w poszukiwaniu pożywienia.
Oddychanie beztlenowe: wersja beztlenowa "alternatywnego trawienia"
Gdy tlenu nie ma, mikroorganizmy szukają innych substancji, które mogą zastąpić tlen, takich jak azotany i siarczany.Substancje te mogą również przyjmować elektrony uwalniane podczas rozkładu materii organicznej i całkowitego "oddychania"Jednakże leczenie beztlenowe jest wolniejsze niż leczenie aerobowe i wytwarza gazy pachnące, takie jak metan i siarczan wodoru (tak więc zbiorniki beztlenowe czasami mają paskudny zapach).Ale ma też zalety., może obsługiwać twardy materiał organiczny, z którym mikroorganizmy aerobowe nie mogą sobie poradzić, a także może wytwarzać biogas jako źródło energii.
Krok 3: Synteza i transformacja - "Jesteś pełna, czas rozwijać swoje ciało"
Mikroorganizmy rozkładają materię organiczną nie tylko po to, by uzyskać energię, ale także po to, by "rozwijać swoje ciała".Wykorzystują one produkty pośrednie wytwarzane podczas procesu rozkładu do syntezy substancji komórkowych potrzebnych do własnego wzrostu i rozmnażaniaMówiąc prościej, oznacza to przekształcenie jedzenia, które jesz, w własne mięso.tworząc widoczne "małe grupy", które często nazywamy osadami aktywnymi lub biofilmami.
Po oczyszczeniu woda podlega osadnictwu w celu oddzielenia mikroorganizmów od wody.Czysta woda może być zrzucana lub ponownie wykorzystana, podczas gdy mikroorganizmy "rozwijające się tłuszczem" będą dalej przetwarzane i przekształcane w nawozy lub osady przeznaczone do składowania odpadów.
"Mniejszy temperament", który wpływa na wydajność pracy drobnoustrojów
Chociaż mikroorganizmy są główną siłą w pracy, mają również "temperament" i nie działają dobrze w nieodpowiednich środowiskach:
-temperatura: większość mikroorganizmów preferuje środowisko o temperaturze 20-35 °C. Jeśli jest za zimno, zamarzają; jeśli jest zbyt gorąco, cierpią na udar cieplny,i ich efektywność rozkładu zmniejszy się.
Wartość pH: Najbardziej odpowiednia jest wartość pH pomiędzy 6,5-8,5, ponieważ nadmierna kwasowość lub zasadowość może uszkodzić strukturę komórkową mikroorganizmów.
- stosunek składników odżywczych: mikroorganizmy potrzebują również "zrównoważonego odżywiania" podczas pracy, oprócz materii organicznej potrzebują również odpowiedniej ilości azotu, fosforu i innych pierwiastków,tak jak ludzie jedzą mięso i warzywa w zrównoważony sposób.
- Substancje toksyczne: Metale ciężkie, środki chemiczne i inne substancje są dla mikroorganizmów jak "trucizna", a zbyt wysokie stężenie może bezpośrednio je "trujące".
Przyszłość: sprawdzanie skuteczności pracy mikroorganizmów
Naukowcy badają, w jaki sposób mikroorganizmy mogą lepiej usuwać COD. Na przykład poprzez genetyczną inżynierię mikroorganizmów, aby rozkładać trudniejsze do przetworzenia zanieczyszczenia;Opracowanie nowych procesów oczyszczania ścieków łączących oczyszczanie aerobowe i beztlenowe w celu poprawy wydajności oczyszczaniaByć może pewnego dnia te małe mikroorganizmy pomogą nam rozwiązać takie duże problemy jak zanieczyszczenie plastikiem i wycieki ropy!
Następnym razem, gdy przejdziesz obok oczyszczalni ścieków, nie lekceważ tych niepozornych basenów i rurociągów./które ukrywają miliardy "microbial cleaners", /które nieustannie czyszczą brudną wodę dzień i noc.Chociaż są małe, chronią nasze środowisko wodne i są zdecydowanie najpotężniejszymi "stróżami środowiska" na Ziemi!
