Deall Slwtsh Actifedig (II) – Sut i Gadw Micro-organebau yn 'Atgenhedlol'!

Rhagair: Roedd y ddogfen flaenorol yn trafod tarddiad a strwythur cymunedol microbaidd llaid wedi'i actifadu. Mae'r ddogfen hon yn canolbwyntio ar "sut i gadw micro-organebau yn atgenhedlu." Gwyddom oll, pan fydd yr amgylchedd yn addas ar gyfer atgenhedlu, bod organebau (planhigion, anifeiliaid a micro-organebau) yn mynd i mewn i gyflwr atgenhedlu yn naturiol; pan fydd yr amgylchedd yn dirywio, mae organebau'n rhoi'r gorau i atgynhyrchu. Os ydym yn defnyddio "awydd atgenhedlu" dynol fel cyfatebiaeth, mae pobl ifanc heddiw yn wynebu tair her fawr: addysg, gofal iechyd a thai. Mae'r tair agwedd hyn yn effeithio'n sylweddol ar eu parodrwydd i gael plant. Wrth gwrs, nid oes gan ficro-organebau gymaint o ofynion, ac nid oes angen ceir na thai arnynt. Cyn belled â bod yr amgylchedd dŵr yn bodloni'r gofynion ar gyfer tymheredd, ocsigen toddedig, pH, a maetholion, gallant dyfu'n gyflym!

Mae gan ficro-organebau eu cromlin twf eu hunain, ac mae eu proses twf yn newid gydag argaeledd maetholion. Mewn amgylchedd diffiniedig, heb ei effeithio gan ffactorau allanol, mae cromlin twf micro-organebau yn cydymffurfio â'r diagram isod. Mae'r broses dwf yn cynnwys pedwar cam: addasu (cam addasu), cyfnod twf logarithmig, cyfnod twf arafiad, a resbiradaeth mewndarddol. Pan fydd micro-organebau'n mynd i mewn i amgylchedd newydd, mae cyfnod addasu pan fydd eu niferoedd yn aros yn gymharol sefydlog.

Cromlin Twf Slwtsh (hy, Cromlin Twf Microbaidd)

Mae gan y crynodiad o ficro-organebau werth cychwynnol, sy'n cynrychioli swm y llaid a ychwanegwyd yn ystod cychwyniad cychwynnol y tanc triniaeth fiolegol. Dros amser, mae crynodiad y llaid yn cynyddu'n raddol. Yn gyffredinol, gellir cynnal y crynodiad llaid mewn tanc triniaeth fiolegol aerobig rhwng 3000-5000 mg / L. Mae'r crynodiad llaid yn dibynnu ar grynodiad BOD y dylanwadwr; po uchaf yw'r crynodiad BOD, yr uchaf yw'r crynodiad llaid y gellir ei gynnal.

Mewn gweithrediad tanc triniaeth fiolegol gwirioneddol, cynhelir y crynodiad llaid rhwng y cyfnod twf arafiad a'r cyfnod resbiradaeth mewndarddol. Gellir gweld bod y crynodiad llaid yn amrywio yn dibynnu ar ddull gweithredu'r tanc triniaeth fiolegol.

Mewn awyru cyffredin, a elwir hefyd yn awyru llif plwg, mae'r llygryddion yn lleihau'n raddol yn ystod y broses yrru, ac mae twf llaid yn cael ei reoli yn ystod y cyfnod twf arafiad. Efallai y bydd rhai yn gofyn, sut mae hyn yn cael ei reoli? Cyflawnir hyn trwy fesurau ailgylchredeg llaid a thynnu llaid!

Mae cymysgu cyflawn yn golygu bod pob rhan o'r tanc triniaeth fiolegol yn gweithredu o dan yr un amodau (ee, crynodiad llygryddion, pH, ocsigen toddedig, ac ati). Yn gyffredinol, gall prosesau trin biolegol a weithredir yn ysbeidiol (fel y broses SBR a grybwyllwyd yn gynharach) gyflawni hyn yn dda, ac mae cyflwr y llaid yn cael ei reoli yn ystod y cyfnod twf arafiad.

Mae awyru estynedig (SRT) yn defnyddio cyfradd llwytho cyfeintiol isel iawn yn y dyluniad, gan arwain at grynodiad llaid cymharol isel yn y tanc triniaeth fiolegol. Mae'r broses hon yn gweithredu yng nghyfnod resbiradaeth mewndarddol y gromlin twf, sy'n gofyn am gyfradd llwytho organig isel ac amser awyru hir, fel arfer 20-30 diwrnod ar gyfer SRT a 24 awr ar gyfer HRT. Yn gyffredinol, nid yw'r broses hon yn defnyddio tanc gwaddodi cynradd.

Cromlin Crynodiad Ocsigen Toddedig

Heb ychwanegiad ocsigen toddedig allanol, mae'r ocsigen toddedig yn y dŵr yn gostwng yn raddol fel y dangosir yn y ffigur. Wrth gwrs, rhaid ychwanegu ocsigen toddedig yn y tanc triniaeth fiolegol i gynnal gwerth cymharol gyson.

Cromlin Crynodiad Llygryddion

Gall BOD, i ryw raddau, fynegi crynodiad llygryddion yn y dŵr (fel y crybwyllwyd yn gynharach, mae gwerthoedd COD yn cael eu defnyddio orau mewn dylunio cyfaint tanc). Dros amser, mae crynodiad y llygrydd yn gostwng i lefel y gellir ei ollwng.

O dan dymheredd addas, digon o ocsigen a maetholion toddedig, ac absenoldeb sylweddau ataliol, y ffactor penderfynu sy'n rheoli twf llaid wedi'i actifadu yw'r gymhareb F/M rhwng faint o fwyd (mater organig mewn dŵr gwastraff, a elwir hefyd yn swbstrad) a faint o ficro-organebau (slwtsh wedi'i actifadu), sydd hefyd yn cael ei ddylanwadu gan ffactorau megis cyfradd diraddio swbstrad organig, cyfradd defnyddio ocsigen, a phriodweddau slwtsh ac actifadu s.

Cam Addasu (Cam Addasu): Fe'i gelwir hefyd yn gam addasu, dyma'r cam cychwynnol o dyfu llaid wedi'i actifadu. Nid yw micro-organebau yn amlhau, ond mae newidiadau ansoddol yn dechrau digwydd. Mae'r cam hwn yn cyfateb i ran lorweddol gychwynnol y gromlin twf yn y diagram ac yn gyffredinol mae'n fyr o ran hyd. Yng nghamau diweddarach y cam addasu, mae'r system ensymau microbaidd wedi addasu'n raddol i'r amgylchedd newydd, mae datblygiad unigol wedi cyrraedd lefel benodol, mae celloedd yn dechrau rhannu, ac mae micro-organebau'n dechrau atgynhyrchu.

Cam Twf Logarithmig: Mae cyfradd twf llaid wedi'i actifadu yn cynyddu, mae'r gymhareb F / M yn gymharol fawr, mae swbstrad organig yn helaeth, ac mae gweithgaredd llaid wedi'i actifadu yn uchel. Mae micro-organebau ar yr un pryd yn amsugno swbstrad organig ar y gyfradd uchaf ac yn syntheseiddio celloedd ar y gyfradd uchaf, gan gyflawni amlhau. Ar yr adeg hon, mae gan y llaid wedi'i actifadu allu uchel i gael gwared â mater organig, ac nid yw twf llaid wedi'i gyfyngu gan amodau maetholion ond dim ond gan grynodiad microbaidd. Fodd bynnag, mae gan y llaid briodweddau flocwleiddio gwael, mae'n anodd ei setlo, ac mae ganddo effeithlonrwydd triniaeth gwael.

Cam Twf Arafedig: Mae cyfradd twf llaid wedi'i actifadu yn gostwng, mae'r gymhareb F / M yn parhau i ostwng, ac mae'r gyfradd twf wedi'i chyfyngu gan faetholion organig. Dyma gam gweithredu nodweddiadol y broses llaid wedi'i actifadu. Ar yr adeg hon, gellir symud mater organig yn y dŵr gwastraff i raddau helaeth, ac mae gan y llaid briodweddau flocculation a setlo da.

Cam Metabolaeth Mewndarddol: Mae maetholion yn cael eu disbyddu i raddau helaeth. Yn methu â chael digon o faetholion, mae'r llaid wedi'i actifadu yn dechrau defnyddio ei storfa fewnol, hy, mae yn y cyfnod hunan-ocsidiad. Ar yr adeg hon, mae gan y llaid lefel uchel o anorganicization ac eiddo setlo da, ond mae'r fflwcsiad yn wael, ac mae'r llaid yn gostwng yn raddol. Fodd bynnag, gan fod gweddillion resbiradaeth mewndarddol gan mwyaf yn anodd-i-ddiraddio{-cellfuriau a sytoplasm, ni all y llaid wedi'i actifadu ddiflannu'n llwyr.

Gall llawer o ffactorau effeithio ar dwf microbaidd, gan gynnwys maetholion, tymheredd, pH, ocsigen toddedig, a sylweddau gwenwynig. Wrth gwrs, mae gan wahanol fathau o ficro-organebau ystodau goddefgarwch gwahanol ar gyfer y ffactorau hyn. Mae mathau cyffredin o ficro-organebau mewn llaid wedi'i actifadu yn cynnwys bacteria aerobig (categori eang, sy'n cwmpasu llawer o is-gategorïau fel bacteria nitreiddio), bacteria hydrolytig, bacteria eplesu, bacteria hydrogen, bacteria asid asetig, methanogenau, bacteria sy'n lleihau sylffad, a phrotosoa anaerobig. Felly, cyn belled â bod y ffactorau hyn yn cael eu cadw o fewn yr ystodau arferol, gellir cyflawni twf microbaidd cyflym.

Maetholion
Yn ystod gweithgareddau bywyd micro-organebau, mae angen iddynt amsugno maetholion hanfodol o'r corff dŵr cyfagos yn barhaus, gan gynnwys: ffynonellau carbon, ffynonellau nitrogen, halwynau anorganig, a rhai ffactorau twf. Rhaid i'r dŵr gwastraff sydd i'w drin gynnwys symiau digonol o'r sylweddau hyn.

Mae carbon yn elfen strwythurol bwysig o gelloedd microbaidd. Mae gan ficro-organebau sy'n ymwneud â thrin llaid wedi'i actifadu ofyniad ffynhonnell carbon cymharol uchel, yn gyffredinol nid yw'n llai na 100 mg/L (a gyfrifir fel BOD5).

Mae nitrogen yn elfen bwysig yng nghyfansoddiad proteinau ac asidau niwclëig o fewn celloedd microbaidd. Gall ffynonellau nitrogen ddod o gyfansoddion nitrogen anorganig megis N2, NH3, a NO3, yn ogystal â nitrogen organig-sy'n cynnwys cyfansoddion megis proteinau ac asidau amino.

Mae ffosfforws yn elfen hanfodol ar gyfer synthesis niwcleoproteinau, lecithin, a chyfansoddion ffosfforws eraill, gan chwarae rhan hanfodol mewn metaboledd microbaidd a thrawsnewid deunydd. Mae coenzyme I, coenzyme II, ac adenosine monophosphate (ATP) i gyd yn cynnwys ffosfforws. Mae micro-organebau yn cael ffosfforws yn bennaf o gyfansoddion ffosfforws anorganig. Bydd ffynonellau ffosfforws annigonol yn effeithio ar weithgaredd ensymau, a thrwy hynny effeithio ar swyddogaethau ffisiolegol micro-organebau.

Yn gyffredinol, cymhareb y tri phrif faetholyn (carbon, nitrogen, a ffosfforws) yw BOD:N:P=100:5:1. Yn ogystal, mae elfennau hybrin fel sylffwr, sodiwm, potasiwm, calsiwm, magnesiwm, a haearn hefyd yn chwarae rhan bwysig ym mhroses twf micro-organebau.

Ocsigen toddedig

Rhennir y rhywogaethau microbaidd sy'n ymwneud â thrin dŵr gwastraff yn rywogaethau aerobig ac anaerobig, ac mae'r tanciau gweithredu yn cynnwys tanciau aerobig, tanciau anocsig, tanciau hydrolysis, a thanciau anaerobig. Yn seiliedig ar brofiad gweithredol, dylid cynnal y crynodiad ocsigen toddedig yn y tanc aerobig rhwng 2-4 mg / L. Yn y tanciau hydrolysis a anocsig, sy'n amgylcheddau anaerobig cyfadranol, caniateir crynodiad penodol o ocsigen toddedig, yn gyffredinol rhwng 0.2-0.5 mg / L. Mae'r tanc anaerobig yn amgylchedd cwbl anaerobig; er mwyn sicrhau'r prosesau hydrolysis a eplesu, ni chaniateir presenoldeb ocsigen toddedig.

Mae ocsigen toddedig yn hanfodol ar gyfer gweithredu gweithfeydd trin dŵr gwastraff. Os yw'r ocsigen toddedig yn y tanc aerobig yn rhy isel, bydd twf bacteria nitreiddio a bacteria aerobig eraill yn cael ei atal, tra bydd bacteria ffilamentaidd yn amlhau'n gyflym, gan arwain at swmpio llaid.

Gwerth pH: Mae cysylltiad agos rhwng gweithgareddau ffisiolegol micro-organebau a pH yr amgylchedd. Dim ond o dan amodau pH addas y gall micro-organebau gyflawni gweithgareddau ffisiolegol arferol. Yr ystod pH gorau posibl ar gyfer micro-organebau sy'n ymwneud â thrin dŵr gwastraff biolegol yn gyffredinol yw rhwng 6.5 a 8.5. Mae gan wahanol grwpiau bacteriol ystodau goddefgarwch gwahanol; Mae gan facteria asideiddio hydrolytig ystod pH rhwng 5.5 a 7.5, tra bod gan facteria aerobig ystod pH rhwng 6.5 a 8.5.

Tymheredd
Mae tymheredd yn hanfodol ar gyfer twf microbaidd. Mae'r rhan fwyaf o ficro-organebau sy'n ymwneud â thrin llaid wedi'i actifadu yn thermoffilig, gydag ystod tymheredd gorau posibl o 10-45 gradd. Er mwyn sicrhau gweithrediad priodol, mae tymheredd y dŵr yn y tanc triniaeth fiolegol yn cael ei gynnal yn gyffredinol rhwng 15-35 gradd; twf microbaidd yn arafu o dan 5 gradd. At hynny, mae gan facteria anaerobig oddefgarwch tymheredd llawer uwch na bacteria aerobig, felly mae gan y rhan fwyaf o danciau anaerobig ddyfeisiau inswleiddio a gwresogi.

Sylweddau Gwenwynig
Mae "sylweddau gwenwynig" yn cyfeirio at rai sylweddau anorganig ac organig sy'n atal gweithgareddau ffisiolegol micro-organebau. Mae'r rhain yn bennaf yn cynnwys ïonau metel trwm (fel sinc, copr, nicel, plwm, cromiwm, ac ati) a rhai cyfansoddion anfetelaidd (fel ffenolau, aldehydau, cyanidau, sylffidau, ac ati). Mae effeithiau gwenwynig sylweddau gwenwynig ar ficro-organebau yn feintiol; dim ond pan fydd y sylwedd gwenwynig yn cyrraedd crynodiad penodol yn yr amgylchedd y daw gwenwyndra ac ataliad i'r amlwg. Cyn belled â bod crynodiad amrywiol sylweddau gwenwynig mewn dŵr gwastraff yn is na'r lefel hon, ni effeithir ar swyddogaethau ffisiolegol micro-organebau.

Mae tynnu microbaidd a diraddio llygryddion yn dibynnu'n bennaf ar ddwy broses: arsugniad a metaboledd (cymhathu a dihysbyddu).

Proses Arsugniad: O fewn cyfnod byr ar ôl i ddŵr gwastraff ddod i gysylltiad â llaid wedi'i actifadu a'i gymysgu, mae llygryddion organig yn y dŵr yn arddangos cyfradd symud uchel. Mae'r ffenomen tynnu cyflymder uchel cychwynnol hwn yn ganlyniad cyfuniad o arsugniad corfforol a biolegol. Yn ystod y broses hon, mae'r swbstrad organig yn y gwirod cymysg yn gostwng yn gyflym. Mae hyn oherwydd bod gan y llaid wedi'i actifadu arwynebedd arwyneb mawr a'i fod wedi'i gyfoethogi â nifer fawr o ficro-organebau ar ei wyneb, wedi'i orchuddio â haen gludiog cyfoethog polysacarid. Pan fydd swbstradau organig colloidal yn y dŵr gwastraff yn dod i gysylltiad â'r fflociau llaid wedi'u actifadu, maent yn cael eu ceulo a'u harsugno'n gyflym, ffenomen a elwir yn "arsugniad cychwynnol."

Mae'r broses arsugniad gychwynnol yn mynd rhagddo'n gyflym iawn, yn gyffredinol wedi'i chwblhau o fewn 30 munud. Gall cyfradd tynnu arsugniad BOD dŵr gwastraff gyrraedd 70%, ac ar gyfer dŵr gwastraff sy'n cynnwys llawer iawn o ddeunydd organig crog a choloidaidd, gall BOD ostwng 80% -90%. Mae'r gyfradd arsugniad cychwynnol yn bennaf yn dibynnu ar weithgaredd y micro-organebau a graddau'r trylediad hydrolig a dynameg hydrolig yn yr adweithydd. Mae'r cyntaf yn pennu effeithlonrwydd arsugniad ac flocculation y micro-organebau llaid wedi'i actifadu, tra bod yr olaf yn pennu graddau'r cyswllt rhwng y fflocs llaid wedi'i actifadu a'r swbstrad organig.

Proses Metabolaidd: Mae llygryddion organig sydd wedi'u harsugno ar wyneb celloedd microbaidd llaid actif yn cael eu metaboli. Mae mater organig moleciwlaidd toddedig a bach yn treiddio'n uniongyrchol i'r cellfur i'r gell o dan weithred ensymau athraidd, lle mae'n mynd trwy fetaboledd. Mae mater organig coloidaidd a moleciwlaidd mawr mewn daliant, fel startsh a phrotein, yn cael ei hydroleiddio i mewn i foleciwlau bach toddedig yn gyntaf gan ensymau allgellog-hydrolasau-cyn mynd i mewn i'r gell. Unwaith y tu mewn i'r gell, mae llygryddion organig yn cael eu ocsidio'n raddol a'u dadelfennu'n gynhyrchion anorganig sefydlog, megis CO2 a H2O, o dan gatalysis amrywiol ensymau mewngellol, gan ryddhau egni ar gyfer synthesis celloedd. Yn y broses hon, mae deunydd organig yn cael ei drawsnewid yn sylweddau anorganig syml, sefydlog trwy adweithiau biocemegol, gan sicrhau bod llygryddion yn cael eu tynnu.