Les gens jettent généralement la chasse d'eau ou versent de l'eau pour laver les légumes, mais ils ne pensent pas souvent à la quantité de polluants cachés dans ces eaux usées.Aujourd'hui, nous allons parler d'un indicateur extrêmement critique dans le traitement des eaux usées - COD (demande d'oxygène chimique)., et comment un groupe de " nettoyants microbiens " silencieux nettoie ces polluants.
Tout d'abord, comprendre ce qu'est la cause de la mort?
En termes simples, il désigne la quantité totale de substances contenues dans les eaux usées qui peuvent être " brûlées " par des oxydants chimiques.Les substances organiques telles que les restes de cuisine et les eaux usées organiques des usines contiennent une grande quantité d'éléments de carboneLa quantité d'oxygène consommée dans ce processus d'oxydation est la COD. Plus la valeur est élevée, plus il y a de "choses sales" dans les eaux usées.Si elle est déversée directement dans la rivière, les poissons et les crevettes dans l'eau souffriront.
Les microorganismes: la "force principale" des stations d'épuration
Les eaux usées entrent dans l'installation de traitement, et les vrais travailleurs ne sont pas les hauts équipements de traitement, mais les micro-organismes qui ne peuvent être vus que sous le microscope.Ils sont comme un groupe de petits ouvriers avec une division claire du travail., certains sont bons à "manger de la viande en gros morceaux" pour décomposer de grandes molécules organiques, tandis que d'autres peuvent mâcher lentement des composés difficiles en substances inoffensives.Ces microorganismes sont principalement divisés en trois catégories:Les "travailleurs" les plus qualifiés sont toujours les bactéries.
La stratégie en trois étapes pour la décomposition microbienne des DCO
Étape 1: Adsorption et absorption - " Apportez le repas à emporter à la maison "
La matière organique dans les eaux usées est soit comme de gros morceaux de viande grasse (matière organique à haute masse moléculaire) ou de petites morceaux de viande (matière organique à faible masse moléculaire).Les micro-organismes ne saisissent pas la nourriture avec leurs mains comme nous le faisons.Ils sécrètent une substance collante à la surface de leurs cellules, comme en mettant une "couche collante" sur eux.tandis que les grandes molécules organiques seront " collées " à la surface de la cellule, en attendant la prochaine étape de décomposition.
Par exemple, c'est comme commander à emporter, où la petite molécule de matière organique est un plateau de fruits pré-coupé qui peut être fourré directement dans votre bouche;La matière organique à haute masse moléculaire est une pastèque entière qui doit être tranchée avant de la manger..
Étape 2: Décomposition intracellulaire - "Mangeons, mâchons et digérons la nourriture"
Une fois que de grandes molécules organiques sont adsorbées à la surface des micro-organismes, elles " crachent " ce qu'on appelle des enzymes extracellulaires.Ces enzymes sont comme des couteaux tranchants qui peuvent transformer l'amidon en glucose.Après la décomposition, de petites molécules organiques peuvent passer en douceur à travers la membrane cellulaire et pénétrer à l'intérieur des cellules microbiennes.
Les petites molécules organiques entrant dans les cellules subissent une série de réactions chimiques complexes, similaires à la digestion dans notre corps.où les micro-organismes " brûlent " les éléments de carbone dans la matière organiqueCe processus nécessite une assistance en oxygène, qui est communément appelée traitement aérobique.Certains micro-organismes sont très uniques et peuvent fonctionner dans des environnements sans oxygène, qui est un traitement anaérobie.
Réspiration aérobie: version aérobie de "brûlure de matière organique"
Dans un environnement riche en oxygène, les micro-organismes sont comme des moteurs à turbocompresseur qui décomposent la matière organique à une vitesse particulièrement rapide.produisant du dioxyde de carboneUne partie de cette énergie est utilisée pour synthétiser les substances nécessaires à la croissance microbienne, telles que les protéines et les acides nucléiques;L'autre partie est utilisée pour maintenir les activités quotidiennes des micro-organismes., comme " nager " pour chercher de la nourriture.
Réspiration anaérobie: version anaérobie de "digestion alternative"
Quand il n'y a pas d'oxygène, les micro-organismes ont aussi des moyens de trouver d'autres substances qui peuvent remplacer l'oxygène, comme les nitrates et les sulfates.Ces substances peuvent également accepter les électrons libérés lors de la décomposition de la matière organique et la "respiration" complèteCependant, le traitement anaérobie est plus lent que le traitement aérobie et produit des gaz odorants tels que le méthane et le sulfure d'hydrogène (donc les réservoirs anaérobes ont parfois une mauvaise odeur).Mais il y a aussi des avantages., il peut gérer des matières organiques tenaces que les micro-organismes aérobes ne peuvent pas gérer, et il peut également produire du biogaz comme source d'énergie.
Étape 3: Synthèse et transformation - "Vous êtes rassasié, il est temps de faire grandir votre corps"
Les micro-organismes décomposent la matière organique non seulement pour obtenir de l'énergie, mais aussi pour "faire pousser leur corps".Ils utiliseront les produits intermédiaires générés lors du processus de décomposition pour synthétiser les substances cellulaires nécessaires à leur propre croissance et reproduction.En termes simples, cela signifie transformer la "nourriture" que vous mangez en votre propre "viande".Il s'agit d'un type de déchets chimiques qui forment des "petits groupes" visibles que nous appelons souvent des boues activées ou des biofilms..
Lorsque les micro-organismes mangent et boivent suffisamment, la COD dans les eaux usées diminue également.L'eau propre peut être rejetée ou réutilisée, tandis que les micro-organismes à croissance des graisses seront transformés en engrais ou en boues destinées à la mise en décharge.
Le " petit tempérament " qui affecte l'efficacité du travail microbien
Bien que les microorganismes soient la force principale au travail, ils ont aussi un "temperament" et ne fonctionnent pas bien dans des environnements inappropriés:
- température: la plupart des microorganismes préfèrent un environnement de 20 à 35 °C. S'il fait trop froid, ils gèleront; s'il fait trop chaud, ils souffriront d'un coup de chaleur,et leur efficacité de décomposition diminuera.
-Valeur de pH: une valeur de pH comprise entre 6,5 et 8,5 est la plus appropriée, car une acidité ou une alcalinité excessives peuvent endommager la structure cellulaire des microorganismes.
- ratio nutritionnel: les microorganismes ont également besoin d'une "nutrition équilibrée" pour travailler, en plus de la matière organique, ils ont également besoin d'une quantité appropriée d'azote, de phosphore et d'autres éléments,tout comme les gens mangent de la viande et des légumes de façon équilibrée.
- Substances toxiques: Les métaux lourds, les agents chimiques et d'autres substances sont comme un "poison" pour les micro-organismes, et une concentration trop élevée peut les "empoisonner" directement.
L'avenir: améliorer le fonctionnement des micro-organismes
Les scientifiques ont étudié comment rendre les micro-organismes plus efficaces pour éliminer les COD. Par exemple, en génétiquement modifiant les micro-organismes pour les rendre plus difficiles à décomposer et à traiter les polluants;Développer de nouveaux procédés de traitement des eaux usées combinant un traitement aérobie et anaérobie pour améliorer l'efficacité du traitementPeut-être qu'un jour, ces petits micro-organismes pourront encore nous aider à faire face à de gros problèmes comme la pollution par le plastique et les déversements d'huile!
La prochaine fois que vous passerez devant une station d'épuration, ne sous-estimez pas ces piscines et ces tuyaux discrets.qui cachent des milliards de " nettoyants microbiens " qui nettoient constamment l'eau sale jour et nuitBien qu'ils soient petits, ils protègent notre environnement aquatique et sont certainement les plus puissants "gardiens de l'environnement" de la Terre!