Ферментативная активность микроорганизмов
Способность микроорганизмов окислять органические вещества определяется активностью их ферментов.
Во многих случаях образование фермента, который разрушает загрязнение (ферментная адаптация), происходит только при непосредственном контакте его с клеткой. Особенно часто это явление наблюдается, если субстратом является новое вещество, ранее в природе не присутствующее, а также при пуске новых очистных сооружений.
Разрушение такого вещества может начаться даже через несколько месяцев. Поэтому для уменьшения времени адаптации при пуске очистных сооружений обычно делают предварительный их засез уже адаптированной микрофлорой из других аппаратов.
♣ Прирост биомассы
Прирост биомассы – отношение массы органического соединения, используемого микроорганизмами на построение клеточных структур Q, к потребленной массе соединения Q0.
Прирост биомассы зависит от вида бактерий, их возраста, химической природы соединения, отношения БПКполн:N:P, температуры и т.д. Прирост биомассы для смеси культур биоценоза активного ила и биопленки выше, чем для монокультуры.
♣ Влияние различных факторов на процесс биологической очистки
Температура. В зависимости от климатических условий и времени года температура биологически очищаемых сточных вод может колебаться от 2-5 до 25-35 0С.
Повышение температуры за пределы физиологической нормы микроорганизмов приводит к их гибели, в то время как понижение температуры вызывает лишь снижение физиологической нормы активности микроорганизмов.
Изменение температуры воды вызывает изменение растворимости кислорода в воде. В теплое время года, когда физиологическая активность микроорганизмов усиливается, растворимость кислорода снижается; в зимний период наблюдается противоположная картина. В связи с этим для поддержания высокой эффективности биологической очистки в теплое время года необходимо производить более интенсивную аэрацию, а в зимнее время – поддерживать более высокую концентрацию микроорганизмов в возвратном иле, а также увеличивать продолжительность аэрационного периода.
Величина pH.Бактерии лучше растут в нейтральной или слабощелочной среде. Для большинства грибов и дрожжей более благоприятна слабокислая среда.
Эффективная очистка сточных вод происходит при pH 5,5-8,5, оптимальный интервал pH составляет 6,5-7,5.
Микроорганизмы активного ила обладают способностью авторегулирования pH.
Перемешивание. Перемешивание сточный воды и активного ила обеспечивает поддержание ила во взвешенном состоянии, создает более благоприятные условия массопередачи питательных веществ и кислорода к поверхности микробных клеток.
Турбулизация жидкости приводит к разрушению хлопьев активного ила на более мелкие скопления микроорганизмов. Это способствует улучшению снабжения клеток питательными веществами и кислородом.
Концентрация кислорода. Скорость растворения кислорода в сточной воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами.
При низкой концентрации кислорода в воде увеличивается количество метаболитов.
Концентрацию кислорода в сточной воде рекомендуется поддерживать в зависимости от размеров хлопьев активного ила:
- при интенсивном перемешивании и минимальных размерах хлопьев – не менее 1 мг/л;
- при слабом перемешивании и крупных размерах хлопьев – около 2 мг/л.
Токсичные примеси. Вредные вещества, попадая в бактериальную клетку, взаимодействуют с ее компонентами и нарушают их функции.
Особенно токсичны соли тяжелых металлов.
Биогенные элементы. Азот и фосфор являются необходимыми компонентами клеточного материала для всех организмов. Азот входит в состав вещества клетки в восстановленной форме, а фосфор – в окисленной.
Недостаток азота и фосфора в воде приводит к резкому нарушению процесса очистки, снижению физиологической активности микроорганизмов и интенсивности окисления загрязненных сточных вод.