Kādi faktori ietekmē baktēriju floku veidošanos?

Baktēriju floki ir viskozi floki, kas veidojas, agregējot baktērijas un to izdalītās ekstracelulārās polimērvielas (EPS) aktīvās dūņās/bioplēvē; tie ir galvenā funkcionālā vienība bioloģiskajā notekūdeņu attīrīšanā.

• Galvenās baktērijas: *Zoogloea*, *Pseudomonas*, *Flavobacterium* utt.

• Izskats: Jaunizveidotie floki ir bezkrāsaini un caurspīdīgi ar kompaktu struktūru; nobriedušie floki ir dzeltenīgi{0}}brūni un flokulējoši; veci floki ir tumšā krāsā un irdeni.

• Izmērs: no desmitiem līdz simtiem mikrometru, tīklveida/zaraina/sfēriska/sēņu{0}}forma.

1. Pamats: EPS baktēriju sekrēcija (atslēga "līme")

• Sastāvs: Polisaharīdi (70–80%) + olbaltumvielas + neliels daudzums nukleīnskābju/lipīdu.

• Funkcija: iekapsulē baktēriju šūnas, pielīp viena pie otras un veido tīklveida karkasu.

• Iedarbināšana: plaša sekrēcija notiek atbilstošām barības vielām, aerobos apstākļos un piemērotā pH (6,5–7,5)/temperatūrā (20–35 grādi).

2. Agregācija: Adhēzija un saķere veido mikroflokus.

• Homobiotikas pielīp caur kapsulām/gļotu slāņiem; heterobiotikas savienojas, izmantojot EPS tīklu.

• Lādiņa neitralizācija: baktēriju virsma nes negatīvu lādiņu; katjoni (Ca²⁺/Mg²⁺) neitralizē lādiņu, veicinot agregāciju.

• Rezultāts: 10–50 μm lielu mikrofloku veidošanās.

3. Nobriešana: Mikrofloki agregējas, pārtopot par baktēriju flokiem.

• Mikrofloki turpina adsorbēt baktērijas, organiskās vielas un suspendētās daļiņas, palielinot izmēru un blīvumu.

• Iekšēji veidojas aerobā → anoksiskā → anaerobā mikrovide, kas atbalsta vienlaicīgu nitrifikāciju/denitrifikāciju/fosfora izdalīšanos.

• Nobrieduši baktēriju floki: 100–500 μm, ar labām nosēšanās īpašībām un augstu aktivitāti.

1. Organisko vielu noārdīšanās

• Augsts īpatnējais virsmas laukums: Adsorbcija + izšķīdušo/koloidālo organisko vielu noārdīšanās, 5–10 reizes efektīvāka nekā brīvās baktērijas.

• Sinerģiska vielmaiņa: aerobās baktērijas sadala viegli noārdāmu ĶSP, anaerobās baktērijas noārda nepaklausīgas vielas, mineralizācija → CO₂ + H₂O.

• Piemērs: BSP5 ​​izvadīšanas ātrums sadzīves notekūdeņos ir 80–95%, galvenokārt floku dēļ.

2. Ļoti efektīva adsorbcija

• Suspendēto cietvielu (SS), smago metālu, krāsvielu un organisko vielu mikroelementu adsorbcija.

• Mehānisms: EPS hidroksilgrupas/karboksilgrupas/aminogrupas nodrošina daudzas adsorbcijas vietas; pēc adsorbcijas, bagātināšanas → noārdīšanās/izgulsnēšanās.

3. Dūņu-ūdens atdalīšana

• Floku blīvums ≈ 1,02–1,05 g/cm³, viegli nosēžas gravitācijas ietekmē (sekundārā sedimentācijas tvertne).

• Lieliski floki: SV30=20–30%, SVI=50–150 mL/g, ātri nogulsnējas, dzidrs notekūdeņi.

• Irdeni/novecojuši floki → dūņu masas palielināšana → duļķaini notekūdeņi, dūņu zudumi.

4. Aizsardzība un stresa izturība

• Anti-fagocitoze: EPS iekapsulēšana apgrūtina vienšūņiem to laupījumu, saglabājot stabilu biomasu.

• Toksicitātes izturība: EPS adsorbē/buferē toksiskas vielas (smagos metālus, fenolus, cianīdus), aizsargājot baktēriju šūnas.

• Triecienizturība: iekšējā mikrovide saglabājas stabila pie pH/temperatūras/slodzes svārstībām, nodrošinot spēcīgu triecienizturību.

5. Slāpekļa un fosfora atdalīšana

• Nitrifikācija: nitrificējošās baktērijas virsmas aerobajā zonā pārvērš NH₄⁺ par NO₃⁻.

• Denitrifikācija: denitrificējošās baktērijas iekšējā bezoksiskajā zonā pārvērš NO3⁻ par N2 (slāpekļa noņemšana).

• Fosfora atdalīšana: polifosfātu{0}}akumulējošās baktērijas aerobā veidā absorbē fosforu un anaerobā veidā atbrīvo fosforu, savukārt atlikušās dūņas izvada fosforu.

6. Ekoloģiskā stabilitāte

• Flokā veidojas baktēriju/sēnīšu/vienšūņu/metazoju barības ķēde, kas kavē pārmērīgu pavedienveida baktēriju augšanu un novērš dūņu uzkrāšanos.

• Vienšūņi (Vorticella/rotifers) kalpo kā indikatororganismi: Vairāk Vorticella → labāka floku aktivitāte un dzidrāks notekūdeņi.

• Labi floki: gaiši dzeltens/caurspīdīgs, kompakta struktūra, glītas malas, vienāda izmēra, ātri nogulsnējas, dzidrs supernatants.

• Slikti floki: tumša krāsa, vaļīga struktūra, izplūdušas malas, daudz mazu fragmentu, lēna nosēšanās, duļķains supernatants.

• Mikroskopiskā izmeklēšana: novērojiet ar 400x palielinājumu; lieli, blīvi floki ar daudzām Vorticella ir pārāki.

• Izšķīdināts skābeklis (DO): 2–4 mg/L (pārāk augsts → irdens flokuls; pārāk zems → melnums un nepatīkama smaka). • Barības vielu attiecība: C:N:P=100:5:1 (slāpekļa deficīts → pavedienveida baktēriju masas palielināšanās; fosfora trūkums → irdeni flokļi).

• pH: 6,5–7,5 (Pārāk skābs → sadalīšanās; Pārāk sārmains → novecošanās).

• Temperatūra: 20–35 grādi (Zema temperatūra → lēna augšana, irdeni flokļi).

• Dūņu aiztures laiks (SRT): 5–15 dienas (pārāk īss → daudz jaunu floku, slikta nosēšanās; pārāk ilgs → novecošanās, zema aktivitāte).

Floki ir bioloģiskās notekūdeņu attīrīšanas "sirds": veidojas zoogloea un EPS (ārpusšūnu mikroorganismi) agregācijas rezultātā, to galvenās funkcijas ir adsorbcija, degradācija, nosēšanās un stresa izturība; to daudzums, lielums un struktūra tieši nosaka notekūdeņu kvalitāti un sistēmas stabilitāti. Darbības laikā kontrolējot DO, barības vielas, pH, temperatūru un dūņu vecumu, var saglabāt augstas kvalitātes floku ar kompaktu struktūru, augstu aktivitāti un labu nosēdināšanu.