Persekitaran mikroorganisma yang semakin meningkat
Badan utama rawatan biologi air sisa adalah mikroorganisma, hanya untuk mewujudkan keadaan persekitaran yang baik untuk membolehkan pembiakan jisim mikrob untuk mendapatkan kesan rawatan yang memuaskan. Keadaan utama yang mempengaruhi pertumbuhan mikrob ialah pemakanan, suhu, nilai pH, oksigen terlarut dan bahan toksik.
1. Pemakanan
Pemakanan adalah asas bahan pertumbuhan mikrob dan tenaga serta bahan yang diperlukan untuk aktiviti kehidupan datang daripada pemakanan.
2. Suhu
Jenis mikroorganisma yang berbeza tumbuh pada suhu yang berbeza, dan julat suhu keseluruhan pelbagai mikroorganisma ialah 0~80. Mengikut julat suhu penyesuaian, mikroorganisma boleh dibahagikan kepada tiga kategori: suhu rendah (hypochondriac), suhu sederhana dan suhu tinggi (hypochondriac).
Suhu pertumbuhan mikroorganisma suhu rendah adalah di bawah 20, suhu pertumbuhan mikroorganisma suhu sederhana ialah 20 ~ 45, dan suhu pertumbuhan mikroorganisma suhu tinggi melebihi 45. Rawatan biologi aerobik adalah terutamanya pada suhu sederhana, dan optimum. suhu pertumbuhan mikroorganisma ialah 20 ~ 37.
Dalam rawatan anaerobik, suhu pertumbuhan optimum mikroorganisma suhu sederhana ialah 25~40, dan suhu mikroorganisma suhu tinggi ialah 50~60. Oleh itu, rawatan mikrob anaerobik biasanya menggunakan dua segmen suhu 33~38 dan 52~57, yang masing-masing dipanggil pencernaan suhu sederhana (penapaian) dan pencernaan suhu tinggi (penapaian).
Dengan perkembangan sains dan teknologi, tindak balas anaerobik boleh dijalankan pada suhu bilik 20~25, yang sangat mengurangkan kos operasi.
Dalam julat suhu yang sesuai, kadar tindak balas biokimia meningkat sebanyak 1~2 kali ganda dengan setiap peningkatan sebanyak 10. Oleh itu, kesan rawatan biologi adalah lebih baik di bawah keadaan suhu optimum yang lebih tinggi. Perubahan buatan suhu kumbahan akan meningkatkan kos rawatan, jadi rawatan biologi aerobik secara amnya dijalankan pada suhu semula jadi, iaitu pada suhu bilik.
Kesan rawatan biologi aerobik kurang dipengaruhi oleh iklim. Rawatan biologi anaerobik sangat dipengaruhi oleh suhu dan perlu mengekalkan suhu yang tinggi, tetapi memandangkan kos operasi, harus cuba menggunakan operasi suhu biasa (20~25).
Jika suhu kumbahan mentah adalah tinggi, penapaian suhu sederhana (33~38) atau penapaian suhu tinggi (52~57) hendaklah digunakan. Sekiranya terdapat haba buangan yang mencukupi atau cukup biogas yang dihasilkan semasa proses penapaian (kumbahan organik berkepekatan tinggi dan penghadaman enap cemar), tenaga haba haba buangan atau biogas boleh digunakan untuk mencapai penapaian suhu sederhana dan tinggi.
3. nilai pH
Enzim ialah sejenis elektrolit amfoterik. Perubahan nilai pH menjejaskan bentuk pengionan enzim, dan kemudian menjejaskan prestasi pemangkin enzim. Oleh itu, nilai pH adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi aktiviti enzim. Mikroorganisma yang berbeza dengan sistem enzim yang berbeza mempunyai julat penyesuaian pH yang berbeza. Bakteria, actinomyces, alga, dan protozoa mempunyai julat penyesuaian pH dari 4 hingga 10.
pH optimum yis dan acuan ialah 3.0~6.0. Kebanyakan bakteria sesuai untuk persekitaran neutral dan alkali pH=6.5~8.5. pH optimum rawatan biologi aerobik ialah 6.5~8.5, dan rawatan biologi anaerobik ialah 6.7~7.4 (pH optimum ialah 6.7~7.2).
Adalah penting untuk mengekalkan julat pH optimum semasa pemprosesan biologi. Jika tidak, aktiviti enzim mikrob berkurangan atau hilang, dan mikroorganisma tumbuh dengan perlahan atau mati, yang membawa kepada kegagalan rawatan.
Perubahan mendadak nilai pH influen boleh memberi kesan yang besar terhadap rawatan biologi, dan kesan ini tidak dapat dipulihkan. Jadi sangat penting untuk memastikan pH stabil.
4. Oksigen terlarut
Proses metabolik mikroorganisma aerobik mengambil oksigen molekul sebagai reseptor dan mengambil bahagian dalam sintesis beberapa bahan. Mikroorganisma aerobik tidak boleh tumbuh dan membiak tanpa oksigen molekul, jadi kepekatan oksigen terlarut (DO) tertentu harus dikekalkan semasa melakukan rawatan biologi aerobik.
Bekalan oksigen yang tidak mencukupi, sesuai untuk pertumbuhan oksigen terlarut rendah mikroorganisma (mengesan bakteria thiogenic aerobik) dan mikroorganisma fakultatif membiak. Penguraian bahan organik mereka tidak lengkap, kesan rawatan berkurangan, dan oksigen terlarut rendah keadaan bakteria berfilamen pertumbuhan dominan, mengakibatkan pembengkakan enapcemar.
Kepekatan oksigen terlarut yang tinggi bukan sahaja membazir tenaga, tetapi juga menyebabkan pengoksidaan sel dan kematian akibat kekurangan nutrien yang relatif. Untuk mencapai kesan rawatan yang baik, adalah wajar untuk mengawal oksigen terlarut dalam julat 2~3mg/L (0.5~1mg/L dalam efluen tangki pemendapan sekunder) semasa rawatan biologi aerobik.
Mikroorganisma anaerobik menghasilkan H2O2 dalam keadaan aerobik, tetapi tidak mempunyai enzim untuk mengurai H2O2 dan dibunuh oleh H2O2. Oleh itu, mesti tiada oksigen molekul dalam bioreaktor anaerobik. Bahan keadaan pengoksidaan lain seperti SO42-, NO3-, PO43- dan Fe3+ juga akan mempunyai kesan buruk terhadap rawatan biologi anaerobik, dan kepekatannya harus dikawal.
5. Bahan toksik
Bahan kimia yang mempunyai perencatan dan ketoksikan kepada mikroorganisma dipanggil bahan toksik. Ia boleh merosakkan struktur sel, mendenaturasi enzim dan menjadikannya tidak aktif. Sebagai contoh, logam berat boleh bergabung dengan kumpulan enzim -SH, atau bergabung dengan protein untuk menyahnaturasi atau memendakannya. Bahan toksik tidak berbahaya kepada mikroorganisma pada kepekatan rendah dan toksik melebihi tahap tertentu.
Bahan toksik tertentu boleh menjadi nutrien untuk mikroorganisma pada kepekatan rendah. Ketoksikan bahan toksik dipengaruhi oleh faktor seperti nilai pH, suhu dan kehadiran bahan toksik yang lain. Ketoksikan sangat berbeza dalam keadaan yang berbeza, dan mikroorganisma yang berbeza mempunyai toleransi yang berbeza terhadap racun yang sama. Keadaan khusus harus ditentukan mengikut eksperimen.
Dalam proses rawatan air sisa biologi, kepekatan bahan toksik harus dikawal dengan ketat, tetapi tiada piawaian bersatu untuk julat kepekatan bahan toksik yang dibenarkan. Data dalam Jadual 1 adalah untuk rujukan sahaja
