Οι άνθρωποι συνήθως ρίχνουν το νερό από την τουαλέτα ή ρίχνουν νερό για το πλύσιμο των λαχανικών, αλλά σπάνια σκέφτονται πόσα ρύπαντα είναι κρυμμένα σε αυτά τα λύματα.Σήμερα θα μιλήσουμε για έναν εξαιρετικά κρίσιμο δείκτη στην επεξεργασία λυμάτων - COD (Χημική Απαιτηση Οξυγόνου), και πώς μια ομάδα σιωπηλών "μικροβιακών καθαριστών" καθαρίζουν αυτούς τους ρύπους.
Πρώτα, να καταλάβεις τι είναι η αιτία θανάτου;
Με απλά λόγια, αναφέρεται στην συνολική ποσότητα των ουσιών στα λυμάτων που μπορούν να "καούν" από χημικά οξειδωτικά.Οι οργανικές ουσίες, όπως τα υπολείμματα από την κουζίνα και τα οργανικά λύματα από εργοστάσια, περιέχουν μεγάλη ποσότητα στοιχείων άνθρακαΗ ποσότητα οξυγόνου που καταναλώνεται σε αυτή τη διαδικασία οξείδωσης είναι COD. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή, τόσο περισσότερα "βρώμικα πράγματα" υπάρχουν στα λύματα.Εάν εκφορτωθεί απευθείας στο ποτάμι, τα ψάρια και οι γαρίδες στο νερό θα υποφέρουν.
Μικροοργανισμοί: "η κύρια δύναμη" των εγκαταστάσεων επεξεργασίας λυμάτων
Τα λύματα εισέρχονται στην μονάδα επεξεργασίας, και οι πραγματικοί εργάτες δεν είναι οι ψηλοί εξοπλισμός επεξεργασίας, αλλά οι μικροοργανισμοί που μπορούν να δουν μόνο κάτω από το μικροσκόπιο.Είναι σαν μια ομάδα μικρών εργατών με σαφή κατανομή της εργασίας, μερικά είναι καλά στο να "τρώνε κρέας σε μεγάλα κομμάτια" για να αποσυνθέσουν μεγάλα οργανικά μόρια, ενώ άλλα μπορούν να μασούν αργά δύσκολες ενώσεις σε ακίνδυνες ουσίες.Αυτοί οι μικροοργανισμοί χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίεςΟι πιο εξειδικευμένοι "εργάτες" είναι ακόμα τα βακτήρια.
Η στρατηγική "τριών βημάτων" για τη μικροβιακή αποσύνθεση της αιμοσφαιρικής νόσου
Βήμα 1: Απορρόφηση και Απορρόφηση - "Φέρτε το φαγητό στο σπίτι"
Η οργανική ύλη στα λύματα είναι είτε σαν μεγάλα κομμάτια λιπαρού κρέατος (υψηλής μοριακής μάζας οργανική ύλη) ή μικρά κομμάτια κρέατος (χαμηλής μοριακής μάζας οργανική ύλη).Οι μικροοργανισμοί δεν αρπάζουν τροφή με τα χέρια τους όπως εμείςΕκκρίνουν μια κολλώδη ουσία στην επιφάνεια των κυττάρων τους, σαν να τους βάζουν ένα "κολλώδες παλτό".Ενώ τα μεγάλα οργανικά μόρια θα "κολλήσουν" στην επιφάνεια του κυττάρουΠεριμένοντας το επόμενο βήμα της αποσύνθεσης.
Για παράδειγμα, είναι σαν να παραγγέλνεις φαγητό, όπου μικρά μόρια οργανικής ύλης είναι ένα πιάτο με φρούτα που μπορεί να τοποθετηθεί απευθείας στο στόμα σου.Η οργανική ύλη υψηλού μοριακού βάρους είναι ένα ολόκληρο καρπούζι που πρέπει να τεμαχίζεται πριν φάει..
Βήμα 2: Ενδοκυτταρική αποσύνθεση - "Ας φάμε!
Αφού τα μεγάλα οργανικά μόρια απορροφηθούν στην επιφάνεια των μικροοργανισμών, θα "φτύσουν" κάτι που ονομάζεται εξωκυτταρικό ένζυμο.Αυτά τα ένζυμα είναι σαν κοφτερά μαχαίρια που μπορούν να κόψουν το άμυλο σε γλυκόζηΜετά την αποσύνθεση, τα μικρά οργανικά μόρια μπορούν να περάσουν ομαλά από την κυτταρική μεμβράνη και να εισέλθουν στο εσωτερικό των μικροβιακών κυττάρων.
Τα μικρά οργανικά μόρια που εισέρχονται στα κύτταρα υποβάλλονται σε μια σειρά από πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις, παρόμοιες με την πέψη στο σώμα μας.όπου οι μικροοργανισμοί "καίγουν" τα στοιχεία άνθρακα στην οργανική ύληΑυτή η διαδικασία απαιτεί βοήθεια οξυγόνου, η οποία αναφέρεται συνήθως ως αερόβια θεραπεία.Μερικοί μικροοργανισμοί είναι πολύ μοναδικοί και μπορούν να λειτουργήσουν σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο., η οποία είναι αναερόβια θεραπεία.
Αερόβια αναπνοή: αερόβια έκδοση του όρου "καύση οργανικής ύλης"
Σε ένα περιβάλλον πλούσιο σε οξυγόνο, οι μικροοργανισμοί είναι σαν να οδηγούν μια "τουρμποφορτιζόμενη μηχανή", αποσυνθέτοντας οργανική ύλη με ιδιαίτερα γρήγορη ταχύτητα.που παράγει διοξείδιο του άνθρακαΗ εν λόγω ενέργεια χρησιμοποιείται για τη σύνθεση ουσιών που απαιτούνται για την ανάπτυξη των μικροβίων, όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα.Το άλλο μέρος χρησιμοποιείται για τη διατήρηση των καθημερινών δραστηριοτήτων των μικροοργανισμών., όπως το "πλύσιμο" για να ψάξει για τροφή.
Αναερόβια αναπνοή: αναερόβια έκδοση της "εναλλακτικής πέψης"
Όταν δεν υπάρχει οξυγόνο, οι μικροοργανισμοί έχουν επίσης τρόπους.Αυτές οι ουσίες μπορούν επίσης να δεχτούν ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης της οργανικής ύλης και να ολοκληρώσουν την "αναπνοή"Ωστόσο, η αναερόβια θεραπεία είναι πιο αργή από την αεροβική θεραπεία και παράγει οσφρητικά αέρια όπως το μεθάνιο και το θειικό υδρογόνο (έτσι οι αναερόβες δεξαμενές έχουν μερικές φορές δυσάρεστη μυρωδιά).Αλλά έχει και οφέλη., μπορεί να χειριστεί την πεισματική οργανική ύλη που οι αερόβιοι μικροοργανισμοί δεν μπορούν να χειριστούν, και μπορεί επίσης να παράγει βιοαέριο ως πηγή ενέργειας.
Βήμα 3: Σύνθεση και Μεταμόρφωση - "Είσαι γεμάτος, ήρθε η ώρα να μεγαλώσεις το σώμα σου"
Οι μικροοργανισμοί αποσυνθέτουν οργανική ύλη όχι μόνο για να αποκτήσουν ενέργεια, αλλά και για να "αναπτύξουν τα σώματά τους".Θα χρησιμοποιήσουν τα ενδιάμεσα προϊόντα που παράγονται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποσύνθεσης για να συνθέσουν τις κυτταρικές ουσίες που χρειάζονται για τη δική τους ανάπτυξη και αναπαραγωγήΜε απλά λόγια, σημαίνει να μετατρέπεις το "τροφή" που τρως σε δικό σου "κρέας".σχηματίζοντας ορατές "μικρές ομάδες" που συχνά αποκαλούμε ενεργό ιλύ ή βιοφίλμ.
Όταν οι μικροοργανισμοί τρώνε και πίνουν αρκετά, μειώνεται επίσης η COD στα λύματα.Το καθαρό νερό μπορεί να εκφορτωθεί ή να επαναχρησιμοποιηθεί, ενώ οι μικροοργανισμοί που παράγουν λίπος θα υποβληθούν σε περαιτέρω επεξεργασία και θα μετατραπούν σε λιπάσματα ή λάσπη για τα χώρια υγειονομικής ταφής.
Η "χαλαρότητα" που επηρεάζει την αποτελεσματικότητα της μικροβιακής εργασίας
Παρόλο που οι μικροοργανισμοί είναι η κύρια δύναμη στην εργασία, έχουν επίσης μια "θεραπεία" και δεν λειτουργούν καλά σε ακατάλληλα περιβάλλοντα:
-Θερμοκρασία: Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί προτιμούν περιβάλλον 20-35 °C.και η αποτελεσματικότητα της αποσύνθεσής τους θα μειωθεί..
-Αξία PH: Μια τιμή pH μεταξύ 6,5-8,5 είναι η πιο κατάλληλη, καθώς η υπερβολική οξύτητα ή αλκαλικότητα μπορεί να βλάψει την κυτταρική δομή των μικροοργανισμών.
- αναλογία θρεπτικών συστατικών: οι μικροοργανισμοί χρειάζονται επίσης μια "ισορροπημένη διατροφή" όταν εργάζονται, εκτός από την οργανική ύλη, χρειάζονται επίσης μια κατάλληλη ποσότητα αζώτου, φωσφόρου και άλλων στοιχείων,Όπως ακριβώς οι άνθρωποι τρώνε κρέας και λαχανικά με ισορροπημένο τρόπο..
- Τοξικές ουσίες: Τα βαρέα μέταλλα, οι χημικοί παράγοντες και άλλες ουσίες είναι σαν " δηλητήριο " για τους μικροοργανισμούς, και σε πολύ υψηλή συγκέντρωση μπορούν να τους " δηλητηριάσουν " άμεσα.
Το μέλλον: Η αποτελεσματικότερη λειτουργία των μικροοργανισμών
Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει πώς να κάνουν τους μικροοργανισμούς να απομακρύνουν καλύτερα το COD. Για παράδειγμα, με τη γενετική μηχανική μικροοργανισμών να αποσυντίθενται πιο δύσκολο να αντιμετωπιστούν ρύποι.Ανάπτυξη νέων διαδικασιών επεξεργασίας λυμάτων που συνδυάζουν αερόβια και αναερόβια επεξεργασία για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της επεξεργασίαςΊσως μια μέρα, αυτοί οι μικροοργανισμοί μπορούν να μας βοηθήσουν να αντιμετωπίσουμε μεγάλα προβλήματα όπως η ρύπανση από πλαστικά και οι πετρελαιοκηλίδες!
Την επόμενη φορά που θα περάσετε από μια μονάδα επεξεργασίας λυμάτων, μην υποτιμάτε αυτές τις αδιαφανείς πισίνες και αγωγούς,που κρύβουν δισεκατομμύρια "μικροβιακά καθαριστικά" που καθαρίζουν συνεχώς το βρώμικο νερό μέρα και νύχταΠαρόλο που είναι μικρά, προστατεύουν το υδάτινο περιβάλλον μας και είναι σίγουρα οι πιο ισχυροί "προστάτες του περιβάλλοντος" στη Γη!
