1. Com afecta la temperatura al procés de fangs actius?
Entre els factors que afecten l'activitat fisiològica microbiana, la temperatura és el més important. Les temperatures adequades afavoreixen i milloren l'activitat fisiològica microbiana; temperatures inadequades la debiliten o fins i tot la destrueixen. A més, les temperatures inadequades poden alterar la morfologia i les característiques ecològiques dels microorganismes, i fins i tot poden provocar la seva mort. La temperatura òptima per als microorganismes és la temperatura a la qual la seva activitat fisiològica és vigorosa i robusta, que es manifesta en una ràpida proliferació.
2. Com afecta el pH al procés de fangs activats?
L'activitat fisiològica microbiana està estretament relacionada amb el pH del medi ambient. Els microorganismes només poden dur a terme activitats fisiològiques normals en condicions àcides o alcalines adequades. El pH afecta les propietats de càrrega de les membranes cel·lulars biològiques. Els canvis en les propietats de la càrrega alteren la capacitat de les cèl·lules microbianes per absorbir nutrients, afectant així negativament la seva activitat fisiològica.
Un pH excessivament alt, desviat del valor òptim, debilita o fins i tot elimina la funció catalítica dels sistemes enzimàtics microbians. El citoplasma microbià és una solució col·loïdal amb un punt isoelèctric específic.
Quan el punt isoelèctric canvia a causa de les fluctuacions del pH, la respiració i les funcions metabòliques dels microorganismes es veuen dificultades. Les altes concentracions d'ions d'hidrogen poden provocar la hidròlisi i la desnaturalització de proteïnes i àcids nucleics a la superfície bacteriana. Les diferents espècies de microorganismes tenen rangs de pH òptims per a les seves activitats fisiològiques. Si bé els microorganismes poden sobreviure per sobre o per sota d'aquests intervals de pH, les seves activitats fisiològiques són febles, són propensos a la mort i la seva taxa de proliferació es redueix molt. Per als microorganismes implicats en el tractament d'aigües residuals, el rang de pH òptim se situa generalment entre 6,5 i 8,5. Mantenir un pH adequat al dipòsit d'aireació és essencial; és una condició necessària per aconseguir una alta eficiència de tractament de fangs actius i bons resultats de tractament.
3. Com afecta la composició de l'aigua bruta al procés de tractament de fangs actius?
Els microorganismes implicats en el tractament de fangs activats necessiten absorbir nutrients essencials del medi ambient durant les seves activitats vitals, incloses les fonts de carboni, les fonts de nitrogen, les sals inorgàniques i certs factors de creixement. Les aigües residuals a tractar han de contenir aquestes substàncies. Les aigües residuals domèstiques proporcionen una font òptima de nutrients per als microorganismes de fangs activats, amb una relació DBO:N:P de 100:5:1. Després de la sedimentació primària o l'acidificació per hidròlisi, la DBO disminueix, mentre que el contingut relatiu de N i P augmenta.
(1) El carboni és un component essencial de les cèl·lules biològiques i els microorganismes implicats en el tractament de fangs actius tenen un alt requisit de carboni. En general, la DBO5 no ha de ser inferior a 100 mg/L.
(2) El nitrogen és un element important en la formació de proteïnes i àcids nucleics dins de les cèl·lules microbianes. Les aigües residuals domèstiques proporcionen suficient nitrogen, sense necessitat d'addicions addicionals, però les aigües residuals industrials poden no fer-ho, que requereixen l'addició d'urea, sulfat d'amoni, etc.
(3) El fòsfor és un element crucial per a la síntesi de nucleoproteïnes, lecitina i altres compostos de fòsfor, jugant un paper vital en el metabolisme microbià i la transformació del material. La deficiència de fòsfor afecta l'activitat enzimàtica, afectant així les activitats fisiològiques microbianes.
(4) El sodi, el potassi, el calci, el magnesi i el ferro també influeixen significativament en les activitats fisiològiques microbianes. Els oligoelements estimulen les activitats fisiològiques dels microorganismes, però la quantitat necessària és molt petita. En general, no es necessita cap addició addicional quan es tracten biològicament les aigües residuals domèstiques, les aigües residuals municipals i la majoria d'aigües residuals orgàniques industrials.
4. Com afecten les substàncies tòxiques al procés de fangs actius?
Les substàncies tòxiques es refereixen a substàncies inorgàniques i orgàniques que inhibeixen les activitats fisiològiques dels microorganismes, com ara ions de metalls pesants, fenols i cianurs. Els ions de metalls pesants (plom, crom, ferro, coure, etc.) són tòxics per als microorganismes; poden unir-se a proteïnes cel·lulars, provocant desnaturalització o precipitació. Els ions de mercuri, plata i arsènic tenen una forta afinitat amb els microorganismes i es poden unir als grups -SH de proteïnes microbianes, inhibint així les seves funcions metabòliques fisiològiques normals. Els compostos fenòlics danyen les membranes cel·lulars bacterianes i poden coagular proteïnes bacterianes. A més, els fenols poden inhibir certs sistemes enzimàtics, alterant les funcions metabòliques cel·lulars normals. El formaldehid es pot unir als grups amino de les proteïnes, provocant la desnaturalització de les proteïnes i danyant el citoplasma dels microorganismes.
5. Com afecta el contingut d'oxigen dissolt el procés de tractament de fangs activats?
Els microorganismes implicats en l'activació d'aigües residuals i en el tractament de fangs són principalment bacteris aeròbics, per la qual cosa és essencial un contingut suficient d'oxigen dissolt al dipòsit d'aireació. L'oxigen dissolt insuficient afectarà negativament les activitats fisiològiques dels microorganismes, afectant o fins i tot destruint el procés de tractament d'aigües residuals. Si els contaminants orgànics estan relativament concentrats en determinades zones del tanc d'aireació, donant lloc a una taxa aeròbica més alta, la concentració d'oxigen dissolt pot no mantenir-se fàcilment a 2 mg/L i es pot reduir, però no hauria de caure per sota d'1 mg/L. Tanmateix, la concentració d'oxigen dissolt al tanc d'aireació tampoc hauria de ser massa alta. Una concentració excessiva d'oxigen dissolt condueix a una descomposició massa ràpida dels contaminants orgànics, donant lloc a una deficiència de nutrients per als microorganismes, un fàcil envelliment del fang activat i una estructura fluixa. A més, un alt contingut d'oxigen dissolt també és econòmicament indesitjable.