1. دما چگونه بر فرآیند لجن فعال تأثیر می گذارد؟
در میان عوامل مؤثر بر فعالیت فیزیولوژیکی میکروبی، دما از همه مهمتر است. دمای مناسب باعث افزایش و افزایش فعالیت فیزیولوژیکی میکروبی می شود. دمای نامناسب آن را ضعیف یا حتی از بین می برد. علاوه بر این، دمای نامناسب می تواند مورفولوژی و ویژگی های اکولوژیکی میکروارگانیسم ها را تغییر دهد و حتی ممکن است منجر به مرگ آنها شود. دمای بهینه برای میکروارگانیسم ها دمایی است که در آن فعالیت فیزیولوژیکی آنها شدید و قوی است که در تکثیر سریع آشکار می شود.
2. pH چگونه بر فرآیند لجن فعال تأثیر می گذارد؟
فعالیت فیزیولوژیکی میکروبی ارتباط نزدیکی با pH محیط دارد. میکروارگانیسم ها فقط می توانند فعالیت های فیزیولوژیکی طبیعی را تحت شرایط اسیدی یا قلیایی مناسب انجام دهند. pH بر خواص بار غشاهای سلولی بیولوژیکی تأثیر می گذارد. تغییرات در خواص بار، توانایی سلول های میکروبی برای جذب مواد مغذی را تغییر می دهد، بنابراین بر فعالیت فیزیولوژیکی آنها تأثیر منفی می گذارد.
PH بیش از حد بالا، انحراف از مقدار بهینه، عملکرد کاتالیزوری سیستم های آنزیمی میکروبی را ضعیف یا حتی از بین می برد. سیتوپلاسم میکروبی یک محلول کلوئیدی با یک نقطه ایزوالکتریک خاص است.
هنگامی که نقطه ایزوالکتریک به دلیل نوسانات pH تغییر می کند، تنفس و عملکردهای متابولیکی میکروارگانیسم ها مختل می شود. غلظت بالای یون های هیدروژن می تواند منجر به هیدرولیز و دناتوره شدن پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک در سطح باکتری شود. گونه های مختلف میکروارگانیسم ها دارای محدوده pH بهینه برای فعالیت های فیزیولوژیکی خود هستند. در حالی که میکروارگانیسم ها می توانند بالاتر یا کمتر از این محدوده pH زنده بمانند، فعالیت های فیزیولوژیکی آنها ضعیف است، آنها مستعد مرگ هستند و سرعت تکثیر آنها بسیار کاهش می یابد. برای میکروارگانیسم های دخیل در تصفیه فاضلاب، محدوده pH بهینه معمولا بین 6.5 تا 8.5 است. حفظ pH مناسب در مخزن هوادهی ضروری است. شرط لازم برای دستیابی به راندمان بالای تصفیه لجن فعال و نتایج تصفیه خوب است.
3. ترکیب آب خام چگونه بر فرآیند تصفیه لجن فعال تأثیر می گذارد؟
میکروارگانیسم های دخیل در تصفیه لجن فعال در طول فعالیت های زندگی خود نیاز به جذب مواد مغذی ضروری از محیط اطراف دارند، از جمله منابع کربن، منابع نیتروژن، نمک های معدنی و برخی عوامل رشد. فاضلابی که باید تصفیه شود باید حاوی این مواد باشد. فاضلاب خانگی با نسبت BOD:N:P 100:5:1 منبع مغذی مطلوبی را برای میکروارگانیسمهای لجن فعال فراهم میکند. پس از ته نشینی اولیه یا اسیدی شدن هیدرولیز، BOD کاهش می یابد، در حالی که محتوای نسبی N و P افزایش می یابد.
(1) کربن جزء ضروری سلول های بیولوژیکی است و میکروارگانیسم های دخیل در تصفیه لجن فعال نیاز به کربن بالایی دارند. به طور کلی، BOD5 نباید کمتر از 100 میلی گرم در لیتر باشد.
(2) نیتروژن یک عنصر مهم در تشکیل پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک در سلول های میکروبی است. فاضلاب خانگی نیتروژن کافی را فراهم می کند و نیازی به افزودن اضافی ندارد، اما فاضلاب صنعتی ممکن است نیازی به اضافه کردن اوره، سولفات آمونیوم و غیره نداشته باشد.
(3) فسفر یک عنصر حیاتی برای سنتز نوکلئوپروتئینها، لسیتین و سایر ترکیبات فسفر است که نقش حیاتی در متابولیسم میکروبی و تبدیل مواد دارد. کمبود فسفر بر فعالیت آنزیم تأثیر می گذارد، بنابراین بر فعالیت های فیزیولوژیکی میکروبی تأثیر می گذارد.
(4) سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و آهن نیز به طور قابل توجهی بر فعالیت های فیزیولوژیکی میکروبی تأثیر می گذارد. عناصر کمیاب فعالیت های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها را تحریک می کنند، اما مقدار مورد نیاز بسیار کم است. به طور کلی، هنگام تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی، فاضلاب شهری و اکثر فاضلاب های آلی صنعتی، نیازی به افزودن اضافی نیست.
4. مواد سمی چگونه بر فرآیند لجن فعال تأثیر می گذارد؟
مواد سمی به مواد معدنی و آلی اطلاق میشود که فعالیتهای فیزیولوژیکی میکروارگانیسمها را مهار میکنند، مانند یونهای فلزات سنگین، فنلها و سیانیدها. یون های فلزات سنگین (سرب، کروم، آهن، مس و غیره) برای میکروارگانیسم ها سمی هستند. آنها می توانند به پروتئین های سلولی متصل شوند و باعث دناتوره شدن یا رسوب شوند. یونهای جیوه، نقره و آرسنیک تمایل زیادی به میکروارگانیسمها دارند و میتوانند به گروههای -SH پروتئینهای میکروبی متصل شوند و در نتیجه عملکرد متابولیک فیزیولوژیکی طبیعی آنها را مهار کنند. ترکیبات فنلی به غشای سلولی باکتری آسیب می رساند و می تواند پروتئین های باکتریایی را منعقد کند. علاوه بر این، فنل ها می توانند سیستم های آنزیمی خاصی را مهار کنند و عملکرد متابولیک طبیعی سلولی را مختل کنند. فرمالدئید می تواند به گروه های آمینه پروتئین ها متصل شود و باعث دناتوره شدن پروتئین و آسیب رساندن به سیتوپلاسم میکروارگانیسم ها شود.
5. محتوای اکسیژن محلول چگونه بر فرآیند تصفیه لجن فعال تأثیر می گذارد؟
میکروارگانیسمهای دخیل در فعالسازی فاضلاب و تصفیه لجن عمدتاً باکتریهای هوازی هستند، بنابراین محتوای اکسیژن محلول کافی در مخزن هوادهی ضروری است. اکسیژن محلول ناکافی بر فعالیت های فیزیولوژیکی میکروارگانیسم ها تأثیر منفی می گذارد و در نتیجه فرآیند تصفیه فاضلاب را تحت تأثیر قرار می دهد یا حتی از بین می برد. اگر آلاینده های آلی نسبتاً در مناطق خاصی از مخزن هوادهی متمرکز شده و در نتیجه سرعت هوازی بالاتری ایجاد شود، غلظت اکسیژن محلول ممکن است به راحتی در 2 میلی گرم در لیتر حفظ نشود و می توان آن را کاهش داد، اما نباید کمتر از 1 میلی گرم در لیتر باشد. با این حال، غلظت اکسیژن محلول در مخزن هوادهی نیز نباید خیلی زیاد باشد. غلظت بیش از حد اکسیژن محلول منجر به تجزیه بیش از حد سریع آلایندههای آلی میشود و در نتیجه کمبود مواد مغذی برای میکروارگانیسمها، پیری آسان لجن فعال و ساختار شل ایجاد میشود. علاوه بر این، محتوای بالای اکسیژن محلول نیز از نظر اقتصادی نامطلوب است.