فرایند تجزیه و تصفیه فاضلاب توسط میکروارگانیسم­ها

فرایند تجزیه و تصفیه توسط میکروارگانیسم­ها

ميكروارگانيسم­هاي مختلف مي­تواننـد محـدوده وسـيعي از گيرنـده­هـاي الكتـرون شـامل اكـسيژن، نيتريت، نيترات، آهن سه ظرفيتي، سولفات و تركيبات آلي و دي اكسيد كربن را استفاده كننـد. طـرح كلي برخي از انواع متداول متابوليسم باكتريايي كه نشان دهنده منبـع كـربن سلول و منبع توليد انرژي مي­باشد.

دو نکته مهم در تصفیه زیستی توسط باکتری­ها عبارتند از:

نيازهاي­مواد غذايي عمومي ميكروارگانيسم­هايي كه بطور معمـول در تصفیه فاضـلاب صنعتی كـاربرد دارد.

طبيعت متابوليسم ميكروبي بر اساس نياز به اكسيژن مولكولي.

منبع كربن و انرژي براي رشد ميكروبي: هر ارگانيسم به منظور تكثير و عملكرد مناسب بايد منبع انرژي، كربن براي سنتز مواد سلولي جديـد و عناصر غير آلي(مغذي) مانند نيتروژن، فسفر، سولفور، پتاسيم، كلسيم و منيزيم داشـته باشـد. مـواد مغذي آلي نيز(عوامل رشد) ممكن است براي سنتز سـلولي مـصرف شـود. منبـع كـربن و انـرژي كـه معمولاً بعنوان سوبسترا مطرح مي­شوند . نيازهاي غذايي و عوامل رشد براي انواع مختلف ارگانيسم­ها است.

منابع كربن:

ميكروارگانيسم­ها، كربن را براي رشد سلولي از مواد آلي يا دي اكسيد كربن بدست مـي­آورند. ارگانيسم­هايي كه از كربن آلي براي تشكيل سـلول­هاي جديـد اسـتفاده مـي­كننـد، هتروتـروف ناميده مي­شود. در حاليكه ارگانيسم­هايي كه كربن سلولي را از دي­اكسيد­كربن مي­گيرند، اتـوتروف نام دارد. تبديل دي­اكسيدكربن به تركيبات كربن سلولي نياز به فرآيند احياء دارد كه نيازمند مصرف انرژي است. بنابراين ارگانيسم­هاي اتوتروف نسبت به هتروتروف­ها بايـد بيـشتر انـرژي خـود را بـراي سنتز مصرف كنند كه در نتيجه معمولاً بازده پايين­تري در توليد جرم سلولي و سرعت­هاي رشد دارند.

برای رفتن به فروشگاه خرید کیت استخراج بر روی این لینک کلیک کنید.

منابع انرژي:

انرژي مورد نياز براي سنتز سلولي ممكـن اسـت از طريـق نـور خورشـيد و يـا واكـنش اكسيداسيون شيميايي تهيه شود. باكتري­ها براي كسب انرژي، مواد آلي يا معدني را اكـسيد مـي­كننـد. ارگانيسم­هايي كه قادر به استفاده نور بعنوان منبـع انـرژي مـي­باشـند، فتـوتروف ناميـده مـي­شـود. ارگانيسم­هاي فتوتروف ممكن است هتروتروف مانند باكتري احياء كننده گوگردی يا اتوتروف (آلگ و باكتري فتوسنتتيك) باشند. باکتری­های تصفیه فاضلاب و ارگانيسم­هايي موجود در سیستم تصفیه كه انرژي خود را از واكنش­هاي شيميايي بدست مي­آورند، شيميوتروف­ها هستند. فتوتروف­ها مانند شيميوتروف­ها نيز ممكن اسـت هتروتروف (مانند پروتزوئر، قارچ و بيشتر باكتري­ها) و يا اتـوتروف (ماننـد باكتري­هـاي نيتريفـاير) باشـند.

ارگانیسم­هایی که تولید انرژی در آنها با انتقال الکترون به یک گیرنده الکترون خارجی توسط یک آنزیم صورت می­گیرد، در اصطلاح متابولیسم تنفسی دارند.  هنگامیکه از یک گیرنده الکترون داخلی استفاده شود، فرآیند را متابولیسم تخمیری می­نامند که بازده انرژی موثر کمتری نسبت به فرآیند تنفسی دارد. ارگانیسم­های هتروتروف که بطور کامل تخمیرکننده­اند، بازده سلولی و سرعت­های رشد کمتری نسبت به هتروتروف­های تنفسی دارد.

سایر مطالعه بیشتر در مورد تصفیه فاضلاب صنعتی به این لینک وارد شوید  

واکنش هوازی یا بی‌هوازی: 

هنگامیکه اکسیژن بعنوان گیرنده الکترون استفاده شود، واکنش هوازی نامیده می­شود . واکنشهایی که شامل سایر گیرنده­های الکترون است، بی­هوازی تلقی می­شوند. عبارت انوکسیک برای متمایز کردن استفاده از نیترات یا نیتریت بعنوان گیرنده نهایی الکترون از سایر مواد تحت شرایط بی­هوازی بکاربرده می­شود.
احیاء نیتریت یا نیترات تحت شرایط آنوکسیک به گاز نیتروژن انجام می­شود . این واکنش تحت عنوان دنیتریفیکاسیون بیولوژیکی نیز عنوان می­شود. ارگانیسم­هایی که نیازهای انرژی خود را فقط با اکسیژن بدست می­آورند ،میکروارگانیسم­های هوازی اجباری نام دارند . تعدادی از باکتری­ها می­توانند از اکسیژن یا هنگامی که اکسیژن در دسترس نباشد، از نیتریت یا نیترات بعنوان گیرنده الکترون استفاده کنند. این باکتری­ها، باکتری هوازی اختیاری نامیده می­شود.

ارگانیسم­هایی که انرژی را از طریق تخمیر تولید می­کنند و فقط در محیط فاقد اکسیژن وجود دارند، بی­هوازی اجباری می­باشند. بی­هوازی­های اختیاری توانایی رشد در حضور و یا غیاب اکسیژن مولکولی را دارند .بر اساس توانایی متابولیکی آنها به دو زیر گروه تقسیم می­شوند. گروه اول، باکتری­های بی­هواز­ی­های اختیاری واقعی که با توجه به حضور یا غیاب اکسیژن مولکولی می­توانند از حالت اختیاری به متابولیسم تنفسی هوازی تغییر پیدا کنند. گروه دوم باکتری­های بی­هوازی­های آئروتولرانت که به حضور اکسیژن مولکولی حساس هستند و در حضور آن که متابولیسم کاملاً تخمیری پیدا می­کنند.

سایر مطالعه بیشتر در مورد تصفیه فاضلاب صنعتی به این لینک وارد شوید