پارامترهای مؤثر بر رشد باکتری های فاضلاب چیست؟
14 مرداد 1395
پارامترهای مؤثر بر رشد باکتری های فاضلاب
رشد باکتری های فاضلاب در تصفیه خانه های فاضلاب و نتیجتاً کارایی (راندمان) تصفیه خانه تحت تأثیر پارامترهای متعدد تغذیه ای و فیزیکی قرار دارد. پارامترهای تغذیه ای شامل در دسترس بودن سابستریت و مواد مغذی است و پارامترهای فیزیکی شامل pH، دما و پاسخ به اکسیژن مولکولی آزاد می باشد.
pH
باکتری های موجود در فاضلاب یک pH بهینه دارند که در آن از بهترین رشد برخوردارند. برای اکثر باکتری ها، pH بهینه معمولاً نزدیک به خنثی (7) است و اغلب آنها در بالا و پایین 1 واحد pH بهینه، رشد نم یکنند و نمی توانند pH زیر 4 یا بالاتر از 9/5 را تحمل نمایند.
اغلب واحدهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب در مقادیر pH نزدیم به خنثی (6/8 تا 7/2) کار می کنند. این واحدها ممکن است در مقادیر pH کمتر یا بیشتر از pH خنثی مشکلات عملیاتی (عملی) را تجربه کنند.
مشکلات عملی که ممکن است در واحدهای تصفیه فاضلاب بهداشتی که در pH کمتر از 6/8 کار می کنند، اتفاق افتد، شامل موارد زیر است:
- کاهش فعالیت آنزیمی
- افزایش تولید سولفید هیدروژن
- بازدارندگی نیتریفیکاسیون
- توقف تشکیل لخته
- رشد ناخواسته قارچ های رشته ای و برخی نوکاردیوفرم ها
مشکلات عملی که در واحدهای تصفیه فاضلاب که در pH بالاتر از 7/2 کار می کنند، اتفاق می افتد:
- کاهش فعالیت آنزیمی
- افزایش تولید آمونیاک
- بازداری نیتریفیکاسیون
- توقف تشکیل لخته
دما پارامتر مؤثر بر باکتری های فاضلاب
دما دو اثر مهم بر روی جمعیت باکتریایی دارد. اولاً روی سرعت دیفوزیون سابستریت ها و مواد مغذی به سلول های باکتری فاضلاب تأثیر می گذارد. ثانیاً روش سرعت فعالیت آنزیمی تأثیر می گذارد.
با افزایش دما، سرعت دیفوزین سابستریت ها و مواد مغذی به سلول های باکتری افزایش می یابد و سرعت فعالیت آنزیمی افزایش می یابد.
سرعت دیفوزیون و فعالیت آنزیمی با کاهش دما، کاهش می یابد. بنابراین با افزایش فعالیت آنزیم ها در طی دمای فاضلاب گرم، یک اپراتور تصفیه خانه فاضلاب بهداشتی می تواند جامدات (باکتری ها) را کاهش دهد و همچنان تصفیه خانه فاضلاب را به صورت قابل قبول حفظ نماید.
به هر جهت با کاهش فعالیت باکتریایی دماهای فاضلاب سرد یک اپراتور تصفیه خانه فاضلاب صنعتی ممکن است به منظور حفظ تصفیه قابل قبول فاضلاب نیاز به افزایش (تعداد) جامدات داشته باشد.
اثر دما روی فعالیت باکتریایی قابل ملاحظه است. برای هر ده درجه افزایش دما، فعالیت آنزیمی تقریباً دو برابر می شود. به هر جهت هنگامی که دمای بهینه برای فعالیت آنزیمی و رشد سلولی افزایش می یابد (از حدی بیشتر می شود) آنزیم ها غیر فعال می شوند و دیگر قادر نیستند واکنش های بیو شیمیایی را کاتالیز نمایند.
محدوده دمایی رشد میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب به وسیله فعالیت آنزیمی قابل قبول در آن محدوده دمایی معین می شود.
محدوده دمایی شامل سه مقدار مهم (حیاتی) است. این مقادیر عبارتند از:
- دمای حداقل که اجازه تقسیم سلولی را می دهد.
- دمای حداکثر که اجازه تقسیم سلولی را می دهد.
- دمای بهینه که اجازه سریعترین تقسیم سلولی را می دهد.
پاسخ به اکسیژن مولکولی آزاد
باکتری های فاضلاب می توانند در حضور یا غیاب اکسیژن مولکولی رشد نمایند و می توان آنها را بر طبق نیازشان برای پاسخ به اکسیژن مولکولی در سه گروه دسته بندی نمود: این گروه ها، هوازی و بی هوازی و بی هوازی های اختیاری هستند. هوازی ها برای تخریب سابستریت به اکسیژن مولکولی نیاز دارند.
باکتری های هوازی فعال در هضم کننده های بی هوازی یافت نمی شوند. باکتری های بی هوازی از اکسیژن مولکولی آزاد برای تخریب سابستریت ها استفاده نمی کنند. این ارگانیسم ها شامل باکتری های کاهش دهنده سولفات و باکتری های متان ساز هستند که به ترتیب از سولفات و دی اکسید کربن استفاده می کنند.
بین باکتری های هوازی و بی هوازی، باکتری های بی هوازی اختیاری هستند. عبارت اختیاری مبین توانایی زندگی تحت شرایط گوناگون است. این باکتری ها قادرند با استفاده از اکسیژن آزاد مولکولی یا مولکول دیگری سابستریت را تخریب نمایند.
این نوع از باکتری های تصفیه فاضلاب (باکتری های اختیاری) با توجه به تخریب سابستریت ها، پیچیده ترین سیستم آنزیمی را دارند. آنها یک سیستم آنزیمی برای اکسیژن مولکولی و یک سیستم آنزیمی دیگر برای متناوب کردن مولکولی برای تخریب سابستریت، زمانی که اکسیژن در دسترس نیست، دارند.
