Ферментативная активность микроорганизмов

Способность микроорганизмов окислять органические вещества определяется активностью их ферментов.

Во многих случаях образование фермента, который разру­шает загрязнение (ферментная адаптация), происходит только при непосредственном кон­такте его с клеткой. Особенно часто это явление наблюдается, если субстратом является новое вещество, ранее в природе не присутствующее, а также при пуске новых очистных сооружений.

Разрушение такого вещества может начаться даже через не­сколько месяцев. Поэтому для уменьшения времени адаптации при пуске очистных сооружений обычно делают предварительный их засез уже адаптированной микрофлорой из других аппаратов.

♣ Прирост биомассы

Прирост биомассы – отношение массы органического соединения, используемого микроорганизмами на построение клеточных структур Q, к потребленной массе соединения Q₀.

Прирост биомассы зависит от вида бактерий, их возраста, химической природы соединения, отношения БПК_полн:N:P, температуры и т.д. Прирост биомассы для смеси культур биоценоза активного ила и биопленки выше, чем для монокультуры.

♣ Влияние различных факторов на процесс биологической очистки

Температура. В зависимости от климатических условий и времени года температура биологически очищаемых сточных вод может колебаться от 2-5 до 25-35 ⁰С.

Повышение температуры за пределы физиологической нормы микроорганизмов приводит к их гибели, в то время как понижение температуры вызывает лишь снижение физиологической нормы активности микроорганизмов.

Изменение температуры воды вызывает изменение растворимости кислорода в воде. В теплое время года, когда физиологическая активность микроорганизмов усиливается, растворимость кислорода снижается; в зимний период наблюдается противоположная картина. В связи с этим для поддержания высокой эффективности биологической очистки в теплое время года необходимо производить более интенсивную аэрацию, а в зимнее время – поддерживать более высокую концентрацию микроорганизмов в возвратном иле, а также увеличивать продолжительность аэрационного периода.

Величина pH. Бактерии лучше растут в нейтральной или слабощелочной среде. Для большинства грибов и дрожжей более благоприятна слабокислая среда.

Эффективная очистка сточных вод происходит при pH 5,5-8,5, оптимальный интервал pH составляет 6,5-7,5.

Микроорганизмы активного ила обладают способностью авторегулирования pH.

Перемешивание. Перемешивание сточный воды и активного ила обеспечивает поддержание ила во взвешенном состоянии, создает более благоприятные условия массопередачи питательных веществ и кислорода к поверхности микробных клеток.

Турбулизация жидкости приводит к разрушению хлопьев активного ила на более мелкие скопления микроорганизмов. Это способствует улучшению снабжения клеток питательными веществами и кислородом.

Концентрация кислорода. Скорость растворения кислорода в сточной воде не должна быть ниже скорости его потребления микроорганизмами.

При низкой концентрации кислорода в воде увеличивается количество метаболитов.

Концентрацию кислорода в сточной воде рекомендуется поддерживать в зависимости от размеров хлопьев активного ила:

- при интенсивном перемешивании и минимальных размерах хлопьев – не менее 1 мг/л;

- при слабом перемешивании и крупных размерах хлопьев – около 2 мг/л.

Токсичные примеси. Вредные вещества, попадая в бактериальную клетку, взаимодействуют с ее компонентами и нарушают их функции.

Особенно токсичны соли тяжелых металлов.

Биогенные элементы. Азот и фосфор являются необходимыми компонентами клеточного материала для всех организмов. Азот входит в состав вещества клетки в восстановленной форме, а фосфор – в окисленной.

Недостаток азота и фосфора в воде приводит к резкому нарушению процесса очистки, снижению физиологической активности микроорганизмов и интенсивности окисления загрязненных сточных вод.