CCI20130725034

36

2. Przemiany związków organicznych w warunkach tlenowych

2.2. Ścieki jako źródto substancji odżywczych dla mikroorganizmów

Biologiczne oczyszczanie ścieków jest możliwe wówczas, gdy substancje zanieczyszczające mają charakter pożywek odpowiednich dla danego organizmu, czyli takich, które stanowią dla nich źródło energii bądź materiał budulcowy. W ściekach są to rozpuszczone substancje organiczne. W przypadku rozpuszczonej substancji organicznej należy rozróżnić materię organiczną biologicznie dobrze rozkładalną, trudno rozkładalną oraz nieroz-kładalną. W ściekach komunalnych substancjami dobrze rozkładalnymi są węglowodany i białka. Węglowodany z reguły rzadko występują w komunalnych oczyszczalniach ścieków, gdyż są one metabolizowane już w czasie przepływu w kanałach ściekowych. Tam też w znacznym stopniu ulegają hydrolizie białka i tłuszcze. Głównym zadaniem oczyszczalni ścieków jest więc eliminacja aminokwasów i kwasów tłuszczowych powstałych z hydrolizy białek i tłuszczów.

Trudno rozkładalne substancje organiczne są często degradowane przez bakterie o długim czasie generacji, dlatego nie mogą one być metabolizowane jednocześnie przy użyciu technologii przystosowanych dla substancji łatwo rozkładalnych. Substancje nierozkładal-ne biologicznie można wyeliminować przy zastosowaniu procesów, takich jak sorpcja zanieczyszczeń czy ich wytrącanie. Są to jednak reakcje odwracalne, nieoznaczające definitywnej eliminacji zanieczyszczeń. Zmniejszenie ilości biologicznie nierozkładalnych substancji organicznych może następować również przez utlenianie chemiczne.

Ścieki komunalne, jak również pochodzące z drobnych zakładów przemysłowych, mają często skład nieoptymalny dla rozwoju mikroorganizmów. W idealnym przypadku w roztworze odżywczym dla bakterii heterotroficznych proporcje węgla zawartego w związkach rozkładalnych do azotu i fosforu powinny wynosić przy oczyszczaniu w warunkach tlenowych ChZT : N : P = 100 : 5 : 1, natomiast przy oczyszczaniu w warunkach beztlenowych ChZT : N : P = 250 : 5 : 1. Wówczas ilość związków węgla może dostarczyć taką ilość energii, aby pozostała część związków węgla wraz z azotem i fosforem mogła być wbudowana w całości w biomasę. W praktyce taki idealny przypadek jednak nie występuje. W ściekach komunalnych proporcje są przesunięte na korzyść azotu i fosforu, więc w ściekach oczyszczonych (bez procesów dalszego oczyszczania) zawarte są nadal związki azotu i fosforu. W ściekach przemysłowych związki azotu i fosforu mogą występować w zbyt małych stężeniach w stosunku do związków węgla, co ogranicza odżywczy charakter ścieków.

2.3. Tlenowe procesy przemiany materii

We wnętrzu komórek bakteryjnych związki organiczne są wprowadzane w skomplikowaną sieć reakcji enzymatycznych. Pierwszy etap tlenowego metabolizmu jest uzależniony od utlenianego substratu oraz specyfiki mikroorganizmów. W przypadku metabolizowa-