Люди обычно смывают туалет или наливают воду для мытья растений, но они редко задумываются о том, сколько загрязняющих веществ скрыто в этих сточных водах.Сегодня мы поговорим о супер критическом показателе в очистке сточных вод - СОД (химический спрос на кислород)., и как группа тихих "микробных очистителей" очищает эти загрязнители.
Сначала, поймите, что такое причина смерти?
Проще говоря, это относится к общему количеству веществ в сточных водах, которые могут быть "сожжены" химическими окислителями.Органические вещества, такие как остатки из кухни и органические сточные воды из заводов, содержат большое количество углеродных элементовКоличество кислорода, потребляемого в этом процессе окисления, является COD. Чем выше значение, тем больше "грязных вещей" в сточных водах.Если он сбрасывается прямо в реку, рыбы и креветки в воде пострадают.
Микроорганизмы: "основная сила" очистных сооружений
Сточные воды попадают в очистные сооружения, и настоящими рабочими являются не высокие очистные сооружения, а микроорганизмы, которые можно увидеть только под микроскопом.Они похожи на небольшую группу рабочих с четким разделением работы, некоторые умеют "есть мясо в больших кусочках", чтобы расщепить большие органические молекулы, в то время как другие могут медленно пережевывать сложные соединения в безвредные вещества.Эти микроорганизмы в основном делятся на три категории:Наиболее квалифицированными "работниками" остаются бактерии. Давайте сосредоточимся на них.
Стратегия "трех шагов" для микробического разложения ОКР
Шаг 1: Адсорбция и абсорбция - "Принесите еду домой"
Органическое вещество в сточных водах представляет собой либо большие куски жирного мяса (органическое вещество с высокой молекулярной массой), либо небольшие кусочки мяса (органическое вещество с низкой молекулярной массой).Микроорганизмы не хватают пищу руками, как мыОни выделяют липкое вещество на поверхности клеток, словно накладывают на них " липкое покрытие".в то время как большие органические молекулы будут "приклеены" к поверхности клетки, ожидая следующего этапа разложения.
Например, это как заказать еду на вынос, где небольшая молекула органического вещества - это предварительно нарезанная плодовая тарелка, которую можно заправить прямо в рот;Высокомолекулярное органическое вещество - это целый арбуз, который нужно разрезать перед едой..
Шаг 2: Внутриклеточный разложение - "Давайте поедим!
После того, как крупные органические молекулы адсорбируются на поверхность микроорганизмов, они "выплескивают" то, что называется внеклеточными ферментами.Эти ферменты похожи на острые ножи, которые могут перерезать крахмал в глюкозуПосле разложения небольшие органические молекулы могут плавно проходить через клеточную мембрану и проникать внутрь клеток микробов.
Маленькие органические молекулы, попадающие в клетки, проходят серию сложных химических реакций, аналогичных пищеварению в нашем организме.где микроорганизмы "сжигают" углеродные элементы в органическом веществеЭтот процесс требует кислородной помощи, которая обычно называется аэробным лечением.некоторые микроорганизмы очень уникальны и могут работать в среде без кислородаЭто анаэробное лечение.
Аэробное дыхание: аэробная версия "сжигание органического вещества"
В среде, богатой кислородом, микроорганизмы работают как двигатели с турбонаддувом, разлагая органическое вещество с особой скоростью.производит углекислый газЧасть этой энергии используется для синтеза веществ, необходимых для роста микробов, таких как белки и нуклеиновые кислоты;Другая часть используется для поддержания повседневной деятельности микроорганизмов., например, "плавать" в поисках пищи.
Анаэробное дыхание: анаэробная версия "альтернативного пищеварения"
Когда кислорода нет, у микроорганизмов тоже есть способы: они ищут другие вещества, которые могут заменить кислород, такие как нитраты и сульфаты.Эти вещества также могут принимать электроны, высвобождаемые во время разложения органического вещества и полного "дыхания"Однако анаэробная обработка медленнее, чем аэробная обработка, и производит пахнущие газы, такие как метан и сероводород (так что анаэробные резервуары иногда имеют неприятный запах).Но есть и преимущества., он может обрабатывать упрямую органическую материю, с которой аэробные микроорганизмы не могут справиться, и он также может производить биогаз в качестве источника энергии.
Шаг 3: Синтез и преобразование - "Ты сыт, пора вырастить свое тело"
Микроорганизмы расщепляют органическое вещество не только для получения энергии, но и для "растания своего тела".Они используют промежуточные продукты, полученные в процессе разложения, для синтеза клеточных веществ, необходимых для их собственного роста и размножения.Проще говоря, это означает превращение еды, которую вы едите, в свое собственное мясо.образуя видимые "маленькие группы", которые мы часто называем активированными илами или биофильмами.
Когда микроорганизмы едят и пьют достаточное количество воды, уменьшается и COD в сточных водах.После очистки вода подвергается осаждению, чтобы отделить микроорганизмы от воды.Чистую воду можно сбрасывать или использовать повторноВ то время как "жировые" микроорганизмы будут переработаны и превращены в удобрения или ила для захоронения.
"Маленький нрав", влияющий на эффективность работы микробов
Несмотря на то, что микроорганизмы являются основной силой в работе, они также имеют "темперамент" и не работают хорошо в неподходящей среде:
- Температура: большинство микроорганизмов предпочитают среду 20-35 °C. Если слишком холодно, они замерзают; если слишком жарко, они страдают от теплового удара,и их эффективность разложения уменьшится..
- значение pH: наиболее подходящее значение pH между 6,5-8,5, так как чрезмерная кислотность или щелочность могут повредить клеточную структуру микроорганизмов.
- соотношение питательных веществ: микроорганизмы также нуждаются в "сбалансированном питании" при работе, кроме органического вещества, им также необходимо соответствующее количество азота, фосфора и других элементов,как люди едят мясо и овощи сбалансированным образом.
- Токсичные вещества: тяжелые металлы, химические агенты и другие вещества подобны "яду" для микроорганизмов, и слишком высокая концентрация может напрямую "отравить" их.
Будущее: более эффективная работа микроорганизмов
Ученые изучают, как сделать микроорганизмы лучше устранять СОД. Например, путем генетической инженерии микроорганизмов разлагаются более трудно обрабатываемые загрязнители;Разработка новых процессов очистки сточных вод, которые сочетают аэробную и анаэробную очистку для повышения эффективности очисткиВозможно, однажды эти маленькие микроорганизмы смогут помочь нам справиться с такими большими проблемами, как загрязнение пластиком и разливы нефти!
В следующий раз, когда ты пройдешь мимо очистной станции, не недооценивай эти незаметные бассейны и трубопроводы.которые скрывают миллиарды "микробных очистителей", которые постоянно очищают грязную воду день и ночьНесмотря на их небольшие размеры, они охраняют нашу водную среду и, безусловно, являются самыми мощными "хранителями окружающей среды" на Земле!
