Di solito la gente scarica il cesso o versare acqua per lavare le verdure, ma raramente pensa a quanti inquinanti sono nascosti in queste acque reflue.Oggi parleremo di un indicatore super critico nel trattamento delle acque reflue - COD (Chemical Oxygen Demand), e come un gruppo di silenziosi "pulitori microbici" pulisce questi inquinanti.
Prima di tutto, capisci cos'e' la causa della morte?
Il termine COD sembra abbastanza professionale, perché si riferisce alla quantità totale di sostanze nelle acque reflue che possono essere "bruciate" da ossidanti chimici.Le sostanze organiche come i residui della cucina e le acque reflue organiche delle fabbriche contengono una grande quantità di elementi di carbonioLa quantità di ossigeno consumata in questo processo di ossidazione è COD. Più alto è il valore, più "cose sporche" ci sono nelle acque reflue.Se viene scaricato direttamente nel fiume, i pesci e i gamberetti nell'acqua soffriranno.
Microorganismi: la "forza principale" degli impianti di depurazione delle acque reflue
Le acque reflue entrano nell'impianto di depurazione, e i veri lavoratori non sono le alte attrezzature di depurazione, ma i microrganismi che possono essere visti solo al microscopio.Sono come un gruppo di piccoli operai con una chiara divisione del lavoro, alcuni sono bravi a "mangiare la carne in grossi bocconi" per decomporre le grandi molecole organiche, mentre altri possono masticare lentamente composti difficili in sostanze innocue.Questi microrganismi sono principalmente suddivisi in tre categorieI "lavoratori" più abili sono ancora i batteri. Concentriamoci su di loro.
La strategia "in tre fasi" per la decomposizione microbica delle malattie causate dalla malattia
Fase 1: Adsorbimento e assorbimento - "Portate a casa il cibo da asporto"
La materia organica presente nelle acque reflue è costituita da grossi pezzi di carne grassa (materia organica ad alto peso molecolare) o da piccole parti di carne (materia organica a basso peso molecolare).I microrganismi non afferrano il cibo con le mani come noiQuando le acque reflue scorrono, piccole molecole organiche possono penetrare direttamente nelle cellule.mentre le grandi molecole organiche saranno "attaccate" alla superficie cellulare, in attesa del prossimo passo di decomposizione.
Per esempio, è come ordinare da mangiare, dove le piccole molecole di materia organica sono un piatto di frutta pre-tagliato che si può riempire direttamente in bocca;La materia organica ad alto peso molecolare è un'intera anguria che deve essere tagliata prima di essere mangiata..
Fase 2: Decomposizione intracellulare - "Mangiamo, mastica e digeriamo il cibo"
Dopo che le grandi molecole organiche vengono assorbite sulla superficie dei microrganismi, essi "sputano" qualcosa chiamato enzimi extracellulari.Questi enzimi sono come coltelli affilati che possono tagliare l'amido in glucosioDopo la decomposizione, le piccole molecole organiche possono passare liscio attraverso la membrana cellulare e entrare all'interno delle cellule microbiche.
Le piccole molecole organiche che entrano nelle cellule subiscono una serie di complesse reazioni chimiche, simili alla digestione nel nostro corpo.dove i microrganismi "bruciano" gli elementi di carbonio nella materia organicaQuesto processo richiede l'assistenza dell'ossigeno, che è comunemente indicato come trattamento aerobico.alcuni microrganismi sono molto unici e possono funzionare in ambienti privi di ossigeno, che è un trattamento anaerobico.
Respirazione aerobica: versione aerobica di "bruciare materia organica"
In un ambiente ricco di ossigeno, i microrganismi sono come i motori di un "motore turbocompressore", che decompongono la materia organica ad una velocità particolarmente elevata.che produce anidride carbonica- l'acqua e una grande quantità di energia, parte della quale viene utilizzata per la sintesi di sostanze necessarie alla crescita dei microbi, quali proteine e acidi nucleici;L'altra parte è utilizzata per mantenere le attività quotidiane dei microrganismi., come "nuotare" per cercare cibo.
Respirazione anaerobica: versione anaerobica di "digestione alternativa"
Quando non c'è ossigeno, anche i microrganismi hanno un modo: cercheranno altre sostanze che possano sostituire l'ossigeno, come i nitrati e i solfati.Queste sostanze possono anche accettare gli elettroni rilasciati durante la decomposizione della materia organica e completare la "respirazione"Tuttavia, il trattamento anaerobico è più lento del trattamento aerobico e produce gas odorosi come il metano e il solfuro di idrogeno (quindi i serbatoi anaerobici a volte hanno un cattivo odore).Ma ha anche dei vantaggi., può gestire la materia organica testarda che i microrganismi aerobici non possono gestire, e può anche produrre biogas come fonte di energia.
Fase 3: Sintesi e trasformazione - "Sei pieno, è il momento di far crescere il tuo corpo"
I microrganismi decompongono la materia organica non solo per ottenere energia, ma anche per "far crescere i loro corpi".Utilizzeranno i prodotti intermedi generati durante il processo di decomposizione per sintetizzare le sostanze cellulari necessarie per la loro crescita e riproduzioneIn poche parole, significa trasformare il "cibo" che mangiamo in "carne".formando "piccoli gruppi" visibili che spesso chiamiamo fanghi attivi o biofilm.
Quando i microrganismi mangiano e bevono abbastanza, anche la COD nelle acque reflue diminuisce.L'acqua pulita può essere scaricata o riutilizzata, mentre i microrganismi "fat growing" saranno ulteriormente trasformati in fertilizzanti o fanghi destinati alle discariche.
Il "poco temperamento" che influenza l'efficienza del lavoro microbico
Sebbene i microrganismi siano la forza principale al lavoro, hanno anche un "temperamento" e non funzionano bene in ambienti inadatti:
-Temperatura: la maggior parte dei microrganismi preferisce un ambiente di 20-35 °C. Se è troppo freddo, si congelano; se è troppo caldo, soffrono di colpo di calore,e la loro efficienza di decomposizione diminuirà.
- Valore del pH: un valore del pH compreso tra 6,5-8,5 è il più adatto, poiché un'eccessiva acidità o alcalinità può danneggiare la struttura cellulare dei microrganismi.
- Rapporto di sostanze nutritive: i microrganismi hanno anche bisogno di una "alimentazione equilibrata" quando lavorano, oltre alla materia organica, hanno anche bisogno di una quantità adeguata di azoto, fosforo e altri elementi,Proprio come le persone mangiano carne e verdura in modo equilibrato.
- Sostanze tossiche: i metalli pesanti, gli agenti chimici e altre sostanze sono come "veleni" per i microrganismi, e una concentrazione troppo elevata può "velenarli" direttamente.
Futuro: rendere i microrganismi più efficienti
Gli scienziati hanno studiato come far sì che i microrganismi eliminino meglio la COD. Ad esempio, ingegnerizzando geneticamente i microrganismi per decomporli più difficili da trattare inquinanti;Sviluppare nuovi processi di trattamento delle acque reflue che combinino il trattamento aerobico e anaerobico per migliorare l'efficienza del trattamentoForse un giorno questi piccoli microrganismi potranno ancora aiutarci a far fronte a grandi problemi come l'inquinamento da plastica e le fuoriuscite di petrolio!
La prossima volta che passerai davanti a un impianto di depurazione, non sottovalutare quelle piscine e i condotti poco appariscenti.che nascondono miliardi di "ripulitori microbici" che puliscono continuamente l'acqua sporca giorno e notteAnche se sono piccoli, proteggono il nostro ambiente acquatico e sono sicuramente i più potenti "guardiani ambientali" della Terra!
