Pengenalan: Hari ini, mari kita pelajari tentang protagonis rawatan biologi - enapcemar diaktifkan (pembawa pelbagai mikroorganisma). Ia memainkan peranan penting dalam proses rawatan biologi, mengeluarkan bahan pencemar seperti COD, ammonia nitrogen, jumlah nitrogen, dan jumlah fosforus dari air sisa melalui pelbagai mikroorganisma dalam enapcemar. Mereka yang telah melawat loji rawatan air sisa boleh mencium bau busuk yang lemah; Itulah bau enapcemar yang diaktifkan!
01 Asal enapcemar diaktifkan
Enapcemar yang diaktifkan pertama kali ditemui pada tahun 1912 oleh Clark dan Gage di UK, yang berpunca daripada percubaan kecil. Dalam eksperimen ini, pengudaraan yang berpanjangan air sisa menghasilkan enapcemar, dan kualiti air meningkat dengan ketara. Arden dan Lockgtt kemudiannya mengkaji fenomena ini.
Eksperimen pengudaraan dilakukan dalam botol. Pada akhir eksperimen setiap hari, botol telah dikosongkan, dan prosesnya bermula semula keesokan harinya. Mereka secara tidak sengaja mendapati bahawa kerana botol tidak dibersihkan dengan teliti, kesan rawatan sebenarnya lebih baik apabila enapcemar mematuhi dinding botol. Menyedari kepentingan enapcemar yang ditinggalkan di dinding botol, mereka menamakannya diaktifkan enapcemar.
Seterusnya, sebelum akhir eksperimen setiap hari, mereka membenarkan air sisa berudara untuk menyelesaikan, membuang hanya lapisan atas air yang disucikan dan meninggalkan enapcemar di bahagian bawah untuk digunakan pada hari berikutnya. Ini memendekkan masa rawatan air sisa dengan ketara.
Pada tahun 1916, loji rawatan air sisa enapcemar yang diaktifkan pertama dibina menggunakan proses eksperimen ini.
02 Komposisi struktur dan sifat fizikal enapcemar diaktifkan
Enapcemar yang diaktifkan adalah bahan flocculent yang dibentuk oleh campuran komuniti mikrob seperti bakteria, kulat, protozoa, dan metazoa dengan bahan yang digantung dan koloid dalam air kumbahan. Ia mempunyai keupayaan yang kuat untuk menyerap dan menguraikan bahan organik dan sifat penyelesaian yang baik, dan ia mempunyai aktiviti biokimia.
Flocs dan bakteria filamen adalah komponen penting enapcemar diaktifkan.
Flocs dibentuk oleh pengagregatan bakteria dengan lendir atau kapsul. Mereka menyerap kekotoran dan mikroorganisma percuma dalam air kumbahan, memberikan enapcemar yang diaktifkan dengan ciri -ciri penyelesaian yang sangat baik dan melindungi mikroorganisma dalam air kumbahan daripada ditelan atau diracun.
Bakteria filamen membentuk kerangka enapcemar yang diaktifkan. Mereka tumbuh dan memanjang di bawah lampiran flocs, menyebabkan flocs membentuk zarah yang lebih besar sambil mengekalkan kelonggaran enapcemar yang diaktifkan.
Dalam penampilan, enapcemar diaktifkan biasanya kuning atau coklat - kuning. Ia menjadi hitam apabila bekalan oksigen tidak mencukupi atau anaerobik, dan kelabu - putih apabila bekalan oksigen berlebihan dan nutrien tidak mencukupi. Enapcemar diaktifkan mempunyai kandungan air yang tinggi, secara amnya melebihi 99%, dan ketumpatannya sama dengan air, biasanya 1.002-1.003 kg/L.
03 Komposisi mikrob enapcemar diaktifkan
Dalam mikroorganisma enapcemar yang diaktifkan, protozoa memakan bakteria, sementara metazoa memberi makan kepada protozoa dan bakteria, membentuk rantaian makanan dan komuniti biologi yang seimbang. Bakteria enapcemar yang diaktifkan sering wujud dalam bentuk flocs, dengan lebih sedikit yang ada dalam keadaan bebas. Ini memberikan bakteria keupayaan untuk menentang faktor luaran yang buruk. Bakteria bebas tidak mudah diselesaikan, tetapi boleh dimakan oleh protozoa, sehingga membuat efluen dari tangki sedimentasi lebih jelas.
1. Bakteria
Bakteria adalah satu - organisma sel. Mereka beragam, banyak, dan kecil dalam saiz dalam enapcemar yang diaktifkan, mempunyai keupayaan yang kuat untuk menyerap dan menguraikan bahan organik, memainkan peranan penting dalam rawatan air sisa.
Pada peringkat awal penanaman enapcemar yang diaktifkan, bakteria sebahagian besarnya bebas di dalam air kumbahan. Apabila enapcemar secara beransur -ansur membentuk, mereka secara beransur -ansur mengagregatkan kumpulan yang lebih besar.
(1) Flocs: Ini adalah zarah -zarah kecil yang kelihatan terdiri daripada bakteria dan bahan gelatin yang dirembeskan. Kebanyakan bakteria dalam enapcemar diaktifkan dibungkus dalam bahan gelatin, yang ada dalam bentuk flocs. Flocs adalah pusat struktur dan fungsi enapcemar yang diaktifkan, yang mempunyai sifat -sifat seperti penjerapan, penguraian oksidatif, dan pemendapan koagulasi.
(2) Bakteria filamen: Ini adalah sejenis bakteria yang sel -selnya, dengan atau tanpa kapsid, dikaitkan bersama untuk membentuk filamen. Bakteria filamen sering melekat dan menjalin hubungan dengan flocs bakteria, membentuk kerangka enapcemar fouling. Walau bagaimanapun, apabila mereka berkembang dalam jumlah yang besar, mereka boleh memburukkan lagi pemberbukuan dan menetap sifat enapcemar yang diaktifkan, dan dalam kes -kes yang teruk, menyebabkan pukal enapcemar.
(3) Bakteria Nitrifying Bakteria Nitrifying adalah sejenis bakteria autotropik yang boleh merendahkan ammonia dan nitrit. Mereka termasuk dua subkumpulan fisiologi: *bakteria nitrifying *dan *bakteria nitrifying *, yang tergolong dalam keluarga bebas - keluarga bakteria nitrifying. Bakteria Nitrifying memperoleh tenaga untuk memenuhi keperluan metabolik mereka dengan mengoksidakan sebatian bukan organik melalui nitrifikasi, menggunakan CO2 sebagai sumber karbon tunggal mereka. Mereka adalah bakteria chemoautotrophic tipikal. Bakteria nitrifying mempunyai nitrifikasi, yang merujuk kepada proses yang bakteria nitrifying mengoksida NH3 hingga NO2 - di bawah keadaan aerobik, dan selanjutnya mengoksida ke NO3-, dengan itu memperoleh tenaga yang diperlukan untuk pertumbuhan. Peringkat pertama, pengoksidaan NH3 hingga NO2-, dipanggil pengoksidaan nitrifikasi atau ammonia, dan disiapkan oleh bakteria nitrifying; Peringkat kedua, pengoksidaan NO2- hingga NO3-, dipanggil nitrifikasi, dan disiapkan oleh bakteria nitrifying. Oleh itu, nitrifikasi yang sering dibincangkan sebenarnya termasuk dua peringkat: nitrifikasi oleh bakteria nitrite-pengoksidaan dan nitrifikasi oleh bakteria nitrifying.
(4) Bakteria Denitrifying: Bakteria denitrifying adalah bakteria chemoheterotrophic. Di bawah oksigen - keadaan kekurangan, mereka mengurangkan nitrat ke nitrit, dan selanjutnya mengurangkan nitrit kepada gas nitrogen, dengan itu memperoleh tenaga. Ini pada dasarnya adalah bertentangan dengan fungsi bakteria nitrifying (sifat menarik dengan cara ini; dua jenis bakteria yang berbeza mencapai kitaran nitrogen). Bakteria Denitrifying diedarkan secara meluas di dalam tanah dan air sisa, memainkan peranan utama dalam rawatan air landskap, pengurusan sungai bandar, dan rawatan akuakultur.
(5) Bakteria pengasidan hidrolisis: Ini adalah bakteria yang boleh menggunakan molekul organik yang besar dan kompleks untuk aktiviti kehidupan dalam persekitaran anaerobik. Hidrolisis adalah proses yang mana polimer kompleks dan tidak larut ditukar menjadi monomer atau dimer larut mudah. Kerana berat molekul relatifnya yang besar, tinggi - molekul - bahan organik berat tidak boleh melalui membran sel dan oleh itu tidak boleh digunakan secara langsung oleh bakteria. Mereka mula -mula ditukar menjadi molekul yang lebih kecil oleh tindakan hidrolisis enzim ekstrasel bakteria. Ciri -ciri yang paling tipikal dari tahap ini ialah tindak balas biologi berlaku secara ekstrasel. Bakteria menyelesaikan tindak balas pengoksidaan biokatalitik dengan melepaskan enzim bebas ekstraselular atau enzim yang tidak bergerak yang dilampirkan pada dinding sel.
Dan sebagainya ... terdapat banyak jenis bakteria, jadi saya akan berhenti di sini buat masa ini. Pengenalan terperinci spesies bakteria tunggal boleh disediakan kemudian.
2. Protozoa
Protozoa adalah kecil, sederhana, rendah - tahap tunggal - haiwan sel. Sebilangan besar protozoa wujud dalam enapcemar yang diaktifkan dari rawatan air kumbahan. Mereka mengambil bahagian dalam pembersihan air sisa dengan meminum zarah organik. Tambahan pula, kerana protozoa sensitif terhadap keadaan alam sekitar, komposisi dan perubahan kuantiti mereka dengan variasi alam sekitar; Oleh itu, mereka sering digunakan sebagai organisma penunjuk. Contoh umum termasuk Vorticella, amoebas, flagellates, dan berenang. Mikroorganisma ini menyumbang lebih daripada 80% daripada jumlah keseluruhan. Jika bilangan individu melebihi 1000/ml, ia harus dianggap diaktifkan enapcemar dengan kecekapan pembersihan yang tinggi.
3. Micrometazoa
Micrometazoa utama dalam enapcemar yang diaktifkan ialah rotifer dan nematoda. Umumnya, bilangan metazoans mikroskopik dalam enapcemar diaktifkan agak kecil. Walau bagaimanapun, dalam enapcemar aktif enapcemar yang rendah -, terutamanya dalam enapcemar yang diaktifkan dengan pengudaraan, rotifer dan oligochaetes kadang -kadang boleh menjadi spesies dominan.
04 Petunjuk prestasi enapcemar diaktifkan komuniti mikrob terutamanya termasuk bakteria, protozoa, dan metazoa, dengan bakteria dan protozoa menjadi dua kategori utama. Petunjuk prestasi enapcemar yang diaktifkan termasuk: Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS), Nisbah Penetapan Enapcemar (SV), Indeks Volume Enapcemar (SVI), dan Indeks Ketumpatan Enapcemar (SDI).
Pepejal yang digantung minuman keras campuran (MLSS) mewakili jumlah berat pepejal enapcemar yang diaktifkan yang terkandung dalam jumlah unit minuman keras campuran dalam tangki pengudaraan, iaitu:
Mlss=ma + me + mi + mii
MA - Komuniti Mikroba Metabolik Aktif;
ME - sisa dari metabolisme endogen dan diri - pengoksidaan mikroorganisma (terutamanya bakteria);
MI - bahan organik lengai yang sukar bagi bakteria untuk merendahkan, dibawa oleh air sisa mentah;
MII - bahan bukan organik yang dibawa oleh air sisa.
Unit ini adalah mg/l atau kg/m³.
Pepejal yang tidak menentu minuman keras bercampur -campur (MLVSs) mewakili kepekatan pepejal organik dalam enapcemar aktif minuman keras campuran, iaitu:
Mlvss=ma + me + mi
Nisbah MLVSS ke MLSS dinyatakan sebagai f. Di bawah keadaan biasa, nilai F agak tetap, sekitar 0.75 untuk air sisa domestik.
Kedua -dua MLVSS dan MLSS boleh digunakan untuk mencerminkan kepekatan enapcemar dalam tangki rawatan biologi. Perbandingan data harian boleh mendedahkan pertumbuhan enapcemar yang diaktifkan. Walau bagaimanapun, MLVSS tidak termasuk bahan bukan organik, menjadikan nilainya lebih dekat dengan bilangan sebenar mikroorganisma.
Halaju menetap enapcemar (SV), yang juga dikenali sebagai kadar penyelesaian 30 minit, adalah peratusan jumlah enapcemar yang dibentuk selepas minuman keras campuran telah diselesaikan dalam silinder lulus selama 30 minit, dinyatakan sebagai peratusan (%).
Pada peringkat awal penanaman enapcemar yang diaktifkan, halaju menetap boleh digunakan untuk mula -mula memerhatikan pertumbuhan enapcemar. Secara amnya, enapcemar yang normal, stabil SV adalah antara 20-35%. SV yang lebih rendah menunjukkan kepekatan enapcemar yang tidak mencukupi, manakala SV yang lebih tinggi menunjukkan pertumbuhan enapcemar yang terlalu pesat (nutrien yang berlebihan, mungkin disebabkan oleh sumber karbon yang berlebihan).
Indeks volum enapcemar (SVI), yang juga dikenali sebagai indeks enapcemar, adalah jumlah enapcemar yang diselesaikan (dalam ml) setiap gram enapcemar kering selepas 30 minit menetap di minuman keras campuran di saluran tangki pengudaraan. Formula untuk mengira indeks kelantangan enapcemar ialah:
SVI=sv/mlss
SVI digunakan untuk menilai prestasi menetap enapcemar, dan julat normalnya biasanya antara 70 dan 150 ml/g. Nilai SVI yang rendah menunjukkan aktiviti enapcemar yang rendah dan kandungan bahan tak organik yang tinggi; Nilai SVI yang tinggi menunjukkan potensi enapcemar yang berpotensi dan prestasi menetap yang lemah.
Indeks ketumpatan enapcemar (SDI), yang biasanya dirujuk sebagai ketumpatan, adalah timbal balik SVI.
