Die Leute spülen normalerweise die Toilette ab oder gießen Pflanzenwaschwasser aus, aber sie denken vielleicht selten darüber nach, wie viele Schadstoffe in diesen Abwässern verborgen sind.Heute werden wir über einen sehr kritischen Indikator in der Abwasserbehandlung sprechen - COD (Chemical Oxygen Demand), und wie eine Gruppe von stillen "mikrobiellen Reinigern" diese Schadstoffe reinigen.
Erstens, verstehen, was die Ursache des Todes ist?
Der Begriff COD klingt recht professionell, denn er bezieht sich auf die Gesamtmenge an Stoffen im Abwasser, die durch chemische Oxidantien "verbrannt" werden können.Organische Stoffe wie Küchenreste und organisches Abwasser aus Fabriken enthalten eine große Menge an KohlenstoffDie Menge an Sauerstoff, die in diesem Oxidationsprozess verbraucht wird, ist COD. Je höher der Wert, desto mehr "schmutzige Dinge" gibt es im Abwasser.Wenn es direkt in den Fluss abgeleitet wird, werden die Fische und Garnelen im Wasser leiden.
Mikroorganismen: die "Hauptkraft" der Kläranlagen
Das Abwasser gelangt in die Kläranlage, und die wirklichen Arbeiter sind nicht die hohen Klärgeräte, sondern die Mikroorganismen, die nur unter dem Mikroskop zu sehen sind.Sie sind wie eine Gruppe kleiner Arbeiter, die ihre Arbeit klar aufteilen.Einige sind gut darin, "Fleisch in großen Stücken zu essen", um große organische Moleküle zu zersetzen, während andere schwierige Verbindungen langsam zu harmlosen Substanzen kauen können.Diese Mikroorganismen sind hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt.Die besten "Arbeiter" sind immer noch Bakterien.
Die "Drei-Schritte"-Strategie für den mikrobiellen Abbau von COD
Schritt 1: Adsorption und Absorption - "Bring das Essen mit nach Hause"
Die organische Substanz im Abwasser ist entweder wie große Stücke fettes Fleisch (hohe Molekülmasse organische Substanz) oder kleine Stückfleisch (niedrigmolekülmasse organische Substanz).Mikroorganismen greifen nicht mit den Händen nach Nahrung wie wirSie scheiden eine klebrige Substanz auf der Oberfläche ihrer Zellen aus, wie ein "klebriger Mantel".während große organische Moleküle an der Zelloberfläche "klebt", wartet auf den nächsten Schritt der Zersetzung.
Zum Beispiel, es ist wie das Bestellen von Takeaway, wo kleine Moleküle organischer Materie eine vorgeschnittene Obstplatte sind, die direkt in den Mund gefüllt werden kann;Organische Substanz mit hohem Molekulargewicht ist eine ganze Wassermelone, die vor dem Essen aufgeschnitten werden muss.
Schritt 2: Zellinterne Zersetzung - "Lass uns essen!
Nachdem große organische Moleküle auf die Oberfläche von Mikroorganismen adsorbiert worden sind, "spucken" sie etwas, das als extrazelluläre Enzyme bezeichnet wird.Diese Enzyme sind wie scharfe Messer, die Stärke in Glukose umschneiden könnenNach der Zersetzung können kleine organische Moleküle reibungslos durch die Zellmembran gelangen und in das Innere der mikrobiellen Zellen gelangen.
Kleine organische Moleküle, die in die Zellen gelangen, durchlaufen eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen, ähnlich der Verdauung in unserem Körper.bei denen Mikroorganismen die Kohlenstoffelemente in organischer Substanz "verbrennen"Diese Prozess erfordert Sauerstoffunterstützung, die allgemein als aerobe Behandlung bezeichnet wird.Einige Mikroorganismen sind sehr einzigartig und können in Umgebungen ohne Sauerstoff arbeiten, was eine anaerobe Behandlung ist.
Aerobe Atmung: Aerobe Version von "Verbrennung organischer Stoffe"
In einer sauerstoffreichen Umgebung "verbrennen" Mikroorganismen mit besonders hoher Geschwindigkeit organische Stoffe, die wie ein "Turbo-Motor" fahren.Erzeugung von KohlendioxidEin Teil dieser Energie wird für die Synthese von Stoffen verwendet, die für das Wachstum von Mikroben benötigt werden, wie Proteine und Nukleinsäuren;Der andere Teil dient zur Aufrechterhaltung der täglichen Aktivitäten von Mikroorganismen., wie "schwimmen", um nach Nahrung zu suchen.
Anaerobe Atmung: anaerobe Version der "alternativen Verdauung"
Wenn kein Sauerstoff vorhanden ist, suchen Mikroorganismen nach anderen Substanzen, die den Sauerstoff ersetzen können, z. B. Nitraten und Sulfaten.Diese Substanzen können auch Elektronen aufnehmen, die während der Zersetzung organischer Stoffe freigesetzt werden und vollständig "atmen"Allerdings ist die anaerobe Behandlung langsamer als die aerobe Behandlung und erzeugt geruchsvolle Gase wie Methan und Schwefelwasserstoff (also haben anaerobe Tanks manchmal einen üblen Geruch).Aber es hat auch Vorteile., kann es hartnäckige organische Stoffe behandeln, die aerobe Mikroorganismen nicht behandeln können, und es kann auch Biogas als Energiequelle produzieren.
Schritt 3: Synthese und Transformation - "Du bist satt, es ist Zeit, deinen Körper zu wachsen"
Mikroorganismen zersetzen organische Stoffe nicht nur, um Energie zu erhalten, sondern auch, um "ihren Körper zu wachsen".Sie nutzen die während des Zersetzungsprozesses entstehenden Zwischenprodukte, um die für ihr eigenes Wachstum und ihre Fortpflanzung notwendigen Zellstoffe zu synthetisieren.Einfach ausgedrückt bedeutet es, die "Lebensmittel", die man isst, in sein eigenes "Fleisch" zu verwandeln.Wir haben eine Reihe von Problemen, die wir uns stellen müssen..
Wenn Mikroorganismen genügend essen und trinken, nimmt auch die COD im Abwasser ab.Sauberes Wasser kann entsorgt oder wiederverwendet werden, während "fettwachsende" Mikroorganismen weiter verarbeitet und zu Düngemitteln oder Schlamm für Deponien verarbeitet werden.
Die "kleine Laune", die die Wirksamkeit der mikrobiellen Arbeit beeinträchtigt
Obwohl Mikroorganismen die Haupttätigkeit ausüben, haben sie auch ein "Temperament" und funktionieren in ungeeigneten Umgebungen nicht gut:
-Temperatur: Die meisten Mikroorganismen bevorzugen eine Umgebung von 20-35 °C. Wenn es zu kalt ist, frieren sie ein; wenn es zu heiß ist, erleiden sie einen Hitzeschlag.und ihre Zersetzungseffizienz wird abnehmen.
- pH-Wert: Ein pH-Wert zwischen 6,5-8,5 ist am besten geeignet, da eine übermäßige Säure oder Alkalität die Zellstruktur von Mikroorganismen schädigen kann.
- Nährstoffanteil: Die Mikroorganismen benötigen auch eine "ausgeglichene Ernährung" bei der Arbeit, sie benötigen neben organischer Materie auch eine angemessene Menge Stickstoff, Phosphor und andere Elemente,Genau wie Menschen Fleisch und Gemüse in ausgewogener Weise essen.
- Giftige Stoffe: Schwermetalle, chemische Stoffe und andere Stoffe sind für Mikroorganismen wie "Gifte", und eine zu hohe Konzentration kann sie direkt "vergiften".
Zukunft: Wir machen Mikroorganismen effizienter
Die Wissenschaftler haben untersucht, wie Mikroorganismen COD besser entfernen können. Zum Beispiel durch genetische Technik, um Mikroorganismen zu zersetzen, die schwieriger zu behandeln sind;Entwicklung neuer Abwasserbehandlungsprozesse, die eine Kombination aus aerober und anaerober Behandlung zur Verbesserung der Effizienz der Behandlung ermöglichenVielleicht können uns diese kleinen Mikroorganismen eines Tages noch helfen, mit großen Problemen wie Plastikverschmutzung und Ölverschmutzungen umzugehen!
Wenn Sie das nächste Mal an einer Kläranlage vorbeikommen, unterschätzen Sie nicht diese unauffälligen Pools und Rohrleitungen.die Milliarden von "mikrobiellen Reinigungsmitteln" verstecken, die Tag und Nacht ständig schmutziges Wasser reinigenObwohl sie klein sind, bewachen sie unsere Wasserumgebung und sind definitiv die mächtigsten "Umweltschützer" der Erde!
