میکروارگانیسم ها نقش حیاتی در فرآیند تصفیه فاضلاب دارند. باکتری های مفید، تک یاخته ها، متازوئرها، جلبک ها و قارچ ها از مواد آلی موجود در فاضلاب تغذیه می کنند و باعث تجزیه آن ها می شود. باکتری ها لخته می شوند و توده هایی را تشکیل می دهند که ته نشین می شوند و از مایعات فاضلاب قابل جدا شدن هستند. نام این توده ته نشین شده لجن است .
باکتری های هوازی، بی هوازی و اختیاری
باکتری ها ۹۵ درصد از میکروارگانیسم های موجود در فاضلاب را شامل می شوند. آنها میکروارگانیسم های تک سلولی هستند که بر اساس واکنش آنها به اکسیژن طبقه بندی می شوند.
باکتری های هوازی از اکسیژن استفاده می کنند که به صورت مکانیکی به آن اضافه می شود تا آلاینده های فاضلاب را تجزیه کرده و آن را تبدیل به انرژی کند. این باکتری ها از این انرژی برای رشد و تولید مثل استفاده می کنند. باکتری های بی هوازی از منبع غذایی خود اکسیژن دریافت می کنند. همانطور که باکتری های بی هوازی لجن را تجزیه می کنند، گاز متان نیز تولید می کنند. این گاز متان می تواند به عنوان یک منبع انرژی جایگزین به نام بیوگاز برای سوخت فرآیند تصفیه فاضلاب استفاده شود. همچنین می توان از باکتری های بی هوازی برای کاهش میزان فسفر در پساب استفاده کرد. اگرچه آنها اکسیژن را ترجیح می دهند، اما باکتری های اختیاری می توانند در پاسخ به محیط خود بین فرم های هوازی و بی هوازی جابجا شوند.
باکتری ها مواد آلی مصرف می کنند
باکتری ها مواد آلی زیست تخریب پذیر از جمله پروتئین ها، کربوهیدرات ها و چربی ها را از طریق جذب مصرف می کنند:
در طول جذب، ذرات غذایی که بزرگ هستند به غشا متصل و باعث می شود باکتری ها به هم بچسبند. باکتری ها آنزیم هایی ترشح می کنند که ذرات غذا را در واحدهای بسیار کوچک حل می کنند. این واحدهای کوچک غذا اکنون می توانند از دیواره سلولی باکتری عبور کنند. جذب فرآیندی است که طی آن واحدهای محلول کوچکتر حاصل از غذا وارد غشای سلولی می شود.
پنج مرحله رشد باکتری ها در فرایند تصفیه فاضلاب
باکتری ها از طریق ۵ مرحله رشد در مایع رشد می کنند
- در فاز تاخیر، باکتری ها با محیط سازگار می شوند و آنزیم های مورد نیاز را برای هضم مواد مغذی ایجاد می کنند. باکتری ها مواد مغذی را با آنزیم هایی تجزیه می کنند که فقط در شرایط مطلوب کار می کنند. اگر آنزیم ها به درستی کار نکنند، باکتری ها نمی توانند زنده بمانند.
- فاضلاب ورودی حاوی سطوح بالایی از مواد مغذی است که باکتری ها برای رشد و انرژی استفاده می کنند. باکتری ها در مرحله رشد سریع شروع به رشد و تکثیر می کنند. باکتری های در حال رشد در جستجوی مواد مغذی حرکت می کنند و به سرعت تکثیر می شوند.ولی به تشکیل لخته نمی رسند.
- در طول مرحله کاهش رشد، سطح مواد مغذی شروع به کاهش می کند و باکتری ها برای مواد مغذی رقابت می کنند. وقتی سطح غذا پایین است، باکتری ها برای حفظ انرژی کند می شوند و رشد یا تولید مثل نمی کنند. مواد مغذی برای انرژی و نگهداری سلول استفاده می شود.
- سطح باکتری ها در طول این فاز ثابت می ماند. آنها یک لایه لجن ضخیم از مواد زائد را در خارج از دیواره سلولی تشکیل می دهند. این لایه لجن باعث می‌شود که باکتری‌ها در کنار هم جمع شوند و لخته ایجاد کنند.
- تعداد باکتری ها در این مرحله که مرگ نامیده می شود کاهش می یابد.
نسبت غذا به میکروارگانیسم
نسبت F/M اندازه گیری غذای ورودی تقسیم بر میکروارگانیسم ها (بر حسب پوند) در سیستم است. این با تقسیم نتایج آزمایش BOD/COD بر جامدات معلق فرار مخلوط سیال (MLVSS) تعیین می شود.
اگر سیال مخلوط به اندازه کافی نگهداری نشود تا سطح مواد مغذی کاهش یابد، نسبت F/M بالا ایجاد می شود که در آن باکتری ها پراکنده می شوند و به تولید مثل و حرکت فعال ادامه می دهند. این امر از ایجاد لخته و در نتیجه ته نشین شدن مشکلات و کدر شدن پساب جلوگیری می کند. تنها زمانی که مواد مغذی محدود باشد، باکتری‌ها می‌توانند لایه لجن را ایجاد کرده و با هم جمع شوند و فلو را تشکیل دهند. منبع
بسیار مفید و کارامد