人 は 通常 トイレ を 流し,野菜 洗浄 水 を 注ぐ こと が でき ます が,これらの 下水 に 隠さ れ て いる 汚染 物質 の 量 に つい て は ほとんど 考え て は い ませ ん.今日では,下水処理における超重要な指標であるCOD (化学酸素需要) についてお話しします.静かな"微生物浄化剤"のグループが 汚染物質を浄化する方法です
まず,死因を理解しましょう.
化学 酸化 剤 に よっ て "燃焼"できる 廃水 の 物質 の 総 量 を 指し て い ます.厨房 の 残り と 工場 の 有機 廃棄 水 の よう な 有機 物質 に は,大量の 炭素 元素 が 含ま れ て い ます酸化物質によって酸化される.この酸化プロセスで消費される酸素量はCODです.値が高くなるほど,下水にはより多くの"汚い物"があります.川に直接放出される場合水中の魚やガチョウが苦しむでしょう
微生物: 下水処理 施設 の"主要 力"
浄化装置に入ると 真の労働者は 高さの浄化装置ではなく 顕微鏡でしか見えない微生物です彼らは,労働の分断が明確である小さな労働者グループのようなものです大型の有機分子を分解する"肉を食べる"能力がある一方で 複雑な化合物をゆっくりと噛み砕いて 無害な物質にすることができますこれらの微生物は主に3つのカテゴリーに分かれます細菌,真菌,原生菌です.最も熟練した"作業員"は依然として細菌です.それらに集中しましょう.
菌類によるCOD分解の"3段階"戦略
ステップ 1: 吸収 と 吸収 - "家 に 持ち帰る 食べ物 を 持って来 なさい"
排水中の有機物質は 脂質の大きい肉 (高分子量有機物質) や 細い肉 (低分子量有機物質) のようなものです微生物 は 人間 の よう に 手 で 食物 を 掴む こと は でき ませ ん細胞表面に粘着性のある物質を分泌します "粘着性のあるコート"のようなものです大きな有機分子が 細胞表面に "粘り"している間次の分解を待っています
例えば 食品の注文のようなものです 小さな分子有機物質は 切断された果物皿で 口に直接詰められます高分子量 有機物質は,食べられる前に切り開ける必要がある丸い水瓜です.
2 段階: 細胞内 分解 ― "食べよう! 噛み 消化 し て ください"
大きな有機分子が微生物の表面に吸収されると 細胞外酵素と呼ばれるものを "吐き出します"この 酵素 は 鋭い ナイフ の よう に 粉末 を 糖 に 切るタンパク質はアミノ酸,脂肪は脂肪酸とグリセロールに 分解した後,小さな有機分子が 細胞膜を通り抜け,微生物細胞の内側へ 流暢に侵入できます.
小さな有機分子が細胞に入ると 複雑な化学反応を繰り返します 体内の消化に似ています 最も一般的な反応は呼吸です微生物が有機物質中の炭素元素を"燃や"このプロセスには酸素の助けが必要で,通常は有酸素療法と呼ばれます.しかし,微生物は非常にユニークで 酸素のない環境でも働けるアナエロビック治療です
エアロビック呼吸 "有機物質を燃やす"のエアロビックバージョン
酸素が豊富な環境では 微生物は"ターボエンジン"を駆動し 極めて速い速度で 有機物を分解します グルコースと酸素を"燃やします"二酸化炭素を生産するこのエネルギーの一部は,タンパク質や核酸などの微生物の成長に必要な物質を合成するために使用されます.もう一方の部分は微生物の日常活動を維持するために使われます"泳ぐ"などです
無酸素呼吸: "代替消化"の無酸素バージョン
酸素 が ない 場合,微生物 も 方法 が あり ます.それ は 窒素 や 硫酸 塩 の よう な 酸素 を 置き換える 物質 を 探します.この物質は,有機物質の分解中に放出される電子を受け入れて,完全に"呼吸"することができますしかし,無酸素治療は有酸素治療よりも遅いもので,メタンや硫化水素などの臭いガスを生成する (したがって無酸素タンクには時に悪臭がある).しかし,それには利点もありますエアロビック微生物が処理できない頑固な有機物質を処理し,またエネルギー源としてバイオガスを生産することができます.
ステップ3: 合成 と 変容 - "あなたは 満腹 です.あなたの 体 を 育てる 時間 です"
微生物は有機物質を分解し エネルギーを得るだけでなく"体育"もします細胞の成長と繁殖に必要な細胞物質を合成するために 分解過程で生成される中間産物を使用します単純に言えば,食べた"食べ物"を自分の"肉"に変えるということです.微生物が増殖し続けると,下水中の微生物の数も増加します.活性泥やバイオフィルムと呼ばれます.
微生物 が 十分な 量 に 食べ,飲め た 時,下水 の COD も 減少 し ます.処理 後,水 は 微生物 を 水 から 切り離す ため に 沉着 処理 を 受け て い ます.浄水 は 放出 さ れ て も 再び 使用 さ れ て も い ます"脂肪増殖"の微生物はさらに処理され,埋立地に使う肥料や泥に変わります.
微生物 の 働き の 効率 に 影響 する"軽い 感情"
微生物は 主要な活動力ですが "気質"をもち,不適切な環境ではうまく機能しません.
-温度:ほとんどの微生物は20~35°Cの環境を好む.寒すぎると凍結し,暑すぎると熱中症になる.そして分解効率が低下します.
過剰な酸性またはアルカリ性により微生物の細胞構造が損傷するため,6.5-8.5の pH値が最も適しています.
微生物は,有機物質に加えて,適切な量の窒素,リンや他の元素も必要とします.人々が肉と野菜をバランスのとれた方法で食べるように.
- 毒性物質:重金属,化学薬品,その他の物質は微生物にとって"毒"のようなもので,濃度が高すぎると直接"毒"を及ぼす可能性があります.
未来:微生物 を より 効率 的 に 機能 さ せる
科学者は,微生物がCODをより良く除去する方法について研究しています.例えば,遺伝子工学によって微生物を分解し,汚染物質を処理するのが難しくなります.処理効率を向上させるため,有酸素と無酸素処理を組み合わせる新しい排水処理プロセスを開発するプラスチック汚染や石油流出などの 大きな問題に対処するのに役立つかもしれません
下回,下水処理施設を 通り過ぎると 目を引かないプールやパイプラインを 過小評価しないでください汚れた水を昼も夜も 絶えず清掃している何十億もの"微生物浄化剤"を隠している小さくても 水中環境を守っていて 地球上で 最も強力な"環境保護者"です