Среда роста микроорганизмов
Основной частью биологической очистки сточных вод являются микроорганизмы, только для создания хороших условий окружающей среды, позволяющих размножаться микробной массе, чтобы получить удовлетворительный эффект очистки. Основными условиями, влияющими на рост микробов, являются питание, температура, значение рН, растворенный кислород и токсические вещества.
1. Питание
Питание является материальной основой микробного роста, а энергия и материалы, необходимые для жизнедеятельности, поступают из питания.
2. Температура
Различные виды микроорганизмов растут при разных температурах, и общий температурный диапазон различных микроорганизмов составляет 0–80°С. По температурному диапазону адаптации микроорганизмы можно разделить на три категории: низкотемпературные (ипохондрики), среднетемпературные и высокотемпературные (ипохондрики).
Температура роста низкотемпературных микроорганизмов ниже 20°С, температура роста среднетемпературных микроорганизмов составляет 20~45°С, а температура роста высокотемпературных микроорганизмов выше 45°С. температура роста микроорганизмов 20~37.
При анаэробной обработке оптимальная температура роста среднетемпературных микроорганизмов составляла 25-40°С, а высокотемпературных микроорганизмов - 50-60°С. Поэтому анаэробная микробная обработка обычно использует два температурных сегмента 33~38 и 52~57, которые называются среднетемпературным разложением (ферментация) и высокотемпературным разложением (ферментация) соответственно.
С развитием науки и техники анаэробную реакцию можно проводить при комнатной температуре 20~25, что значительно снижает эксплуатационные расходы.
В подходящем диапазоне температур скорость биохимической реакции увеличивается в 1-2 раза с каждым увеличением в 10 раз. Таким образом, эффект биологической очистки лучше при условии более высокой оптимальной температуры. Искусственное изменение температуры сточных вод удорожает очистку, поэтому аэробно-биологическую очистку обычно проводят при естественной температуре, то есть при комнатной температуре.
Эффект аэробной биологической очистки в меньшей степени зависит от климата. Анаэробная биологическая очистка сильно зависит от температуры и требует поддержания высокой температуры, но, учитывая эксплуатационные расходы, следует попытаться использовать работу при нормальной температуре (20~25).
Если температура неочищенных сточных вод высокая, следует использовать среднетемпературную ферментацию (33~38) или высокотемпературную ферментацию (52~57). Если в процессе ферментации образуется достаточное количество отработанного тепла или биогаза (органические сточные воды с высокой концентрацией и сбраживание осадка), можно использовать тепловую энергию отработанного тепла или биогаза для достижения ферментации при умеренной и высокой температуре.
3. Значение рН
Фермент представляет собой разновидность амфотерного электролита. Изменение значения рН влияет на ионизационную форму фермента, а затем влияет на каталитическую активность фермента. Следовательно, значение рН является одним из важных факторов, влияющих на активность фермента. Разные микроорганизмы с разными ферментными системами имеют разные диапазоны адаптации рН. Бактерии, актиномицеты, водоросли и простейшие имеют диапазон адаптации рН от 4 до 10.
Оптимальный рН дрожжей и плесени составляет 3,0-6,0. Большинство бактерий подходят для нейтральной и щелочной среды с рН =6,5~8,5. Оптимальный рН аэробной биологической очистки 6,5~8,5, анаэробной биологической очистки 6,7~7,4 (оптимальный рН 6,7~7,2).
Важно поддерживать оптимальный диапазон рН во время биологической обработки. В противном случае активность микробных ферментов снижается или утрачивается, а микроорганизмы медленно растут или даже погибают, что приводит к неэффективности лечения.
Внезапное изменение значения рН притока может оказать большое влияние на биологическую очистку, и этот эффект необратим. Поэтому очень важно поддерживать стабильный уровень рН .
4. Растворенный кислород
Метаболический процесс аэробного микроорганизма принимает в качестве рецептора молекулярный кислород и участвует в синтезе некоторых веществ. Аэробные микроорганизмы не могут расти и размножаться без молекулярного кислорода, поэтому при проведении аэробной биологической очистки необходимо поддерживать определенную концентрацию растворенного кислорода (РК).
Недостаточное снабжение кислородом, подходящее для роста микроорганизмов с низким содержанием растворенного кислорода (следовые количества аэробных тиогенных бактерий) и размножаются факультативные микроорганизмы. Их разложение органического вещества не является полным, эффект обработки снижается, и преобладает рост нитчатых бактерий с низким содержанием растворенного кислорода, что приводит к набуханию ила.
Высокая концентрация растворенного кислорода не только расходует энергию, но и вызывает окисление и гибель клеток из-за относительной нехватки питательных веществ. Для достижения хорошего эффекта очистки целесообразно контролировать содержание растворенного кислорода в диапазоне 2–3 мг/л (0,5–1 мг/л в сточных водах вторичного отстойника) во время аэробной биологической очистки.
Анаэробные микроорганизмы производят H2O2 в аэробных условиях, но не имеют фермента для разложения H2O2 и погибают от H2O2. Поэтому в анаэробном биореакторе не должно быть молекулярного кислорода. Другие вещества в степени окисления, такие как SO42 -, № 3 -, PO43 - и Fe3 +, также будут оказывать неблагоприятное воздействие на анаэробную биологическую очистку, и их концентрацию следует контролировать.
5. Токсичные вещества
Химическое вещество, обладающее угнетением и токсичностью по отношению к микроорганизмам, называется ядовитым веществом. Он может повредить структуру клеток, денатурируя ферменты и делая их неактивными. Например, тяжелые металлы могут соединяться с ферментами группы -Ш или связываться с белками, денатурируя или преципитируя их. Токсичные вещества безвредны для микроорганизмов при низких концентрациях и токсичны выше определенного уровня.
Некоторые токсичные вещества могут стать питательными веществами для микроорганизмов при низких концентрациях. На токсичность токсических веществ влияют такие факторы, как значение рН, температура и наличие других токсических веществ. Токсичность сильно различается в разных условиях, и разные микроорганизмы обладают разной устойчивостью к одному и тому же яду. Конкретная ситуация должна быть определена в соответствии с экспериментом.
В процессе биологической очистки сточных вод необходимо строго контролировать концентрацию токсических веществ, но единого норматива допустимого диапазона концентрации токсических веществ не существует. Данные в таблице 1 приведены только для справки.
