تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

هدف اصلی از تصفیه بیولوژیکی فاضلاب خانگی کاهش مواد آلی و بعضاً از فاضلاب معدنی حذف مواد همچون فسفر و نیتروژن می باشد. هدف اصلی از تصفیه بیولوژیکی فاضلاب کشاورزی حذف مواد مغذی فسفر و نیتروژن می باشد در فرایند بیولوژیکی مواد آلی محلول و کلوئیدی مورد تغذیه میکروارگانیسم ها قرار گرفته و به جرم بیولوژیک جدید تبدیل می شوند. میکروارگانیسم ها به دلیل اینکه جرم حجمی بیشتری از آب دارند ته نشین شده و می توان آنها آب جدا نمود.باید توجه نمود تا زمانی که جرم بیولوژیک ( میکروارگانیسم) از آب جدا شده باشد فرایند تصفیه کامل نیست. زیرا بدن میکروارگانیسم ها خود از مواد آلی تشکیل شده است.

منبع انرژی میکروارگانیسم در تصفیه بیولوژیکی فاضلاب

دو عدد از منابع کربن بسیار مهم دی اکسید کربن و مواد آلی می باشند.  میکروارگانیسم هایی که از دی اکسید کربن به عنوان منبع کربن استفاده می کنند را اتوتروف می گویند. میکروارگانیسم هایی که از مواد آلی به عنوان منبع کربن استفاده می نمایند هتروتروف می نامند. استفاده از دی اکسید کربن نسبت به مواد آلی به عنوان منبع کربن مشکل تر بود و انرژی بیشتری
مصرف می کند این امر منجر می گردد که سرعت رشد اتورتروفها از هتروتروف ها کمتر باشد.  منبع انرژی هم می تواند به عنوان یکی دیگر از شاخص های طبقه بندی میکروارگانیسم ها به کار می رود. میکروارگانیسم هایی که انرژی مورد نیاز خود را از نور خورشید بدست می آورند فتوتروف و آنهایی که  انرژی خود را از تجزیه مواد آلی بدست می آورند شیمیوتروف می گویند. 

لذا با توجه به منابع انرزی به دست آمده باکتری ها را به چند دسته تقسیم می کنند.

• شیمیوهتروف: منبع ی و منبع کربن هر دو از طریق مواد آلی تامین می شود.
• فتو هتروف:  منبع انرژی نور و منبع کربن دی اکسید کربن
  
• شیمیواتوتروف :  منبع انرژی مواد آلی و .منبع کربن دی اکسید کربن
• فتوفتروتروف :  منبع انرژی نور و منبع کربن مواد آلی

لازم به ذکر است که مواد آلی را هیدروکربن نیز می نامند دلیل این نام گذاری این است که بخش اعظم مولکلول این مواد از هیدروژن و کربن تشکیل شده است میکروارگانیسم ها علاوه بر منابع کربن و انرژی به منابع مواد مغذی غیر آلی همچون نیتروژن، فسفر گوگرد، پتاسیم، منیزیم، کلسیم، آهن این گونه مواد که به مقدار تقریباً. و کلرنیز نیاز دارند زیاد مورد نیاز میکروارگانیسم ها می باشند را ماکرونونرینت می نامند برخی ترکیبات کم اهمیت تر که به مقدار کمتری توسط میکروارگانیسم ها مورد نیاز می باشند همچون روی، منگنز، مولیبیدن، س نی، ، مسم، کبالتنیل کل، وانادبوم و تنگستن را  بعضاً میکرونوترینت می نامند. میکروارگانیسم ها نیازمند برخی مواد آلی نیز می باشند که خود قادر به ساخت آن نمی باشند بطور مثال ویتامین ها، اسیدهای آمینه، پورینها و پریمیدینها.

هدف اصلی فرآیندهای تصفیه بیولوژیکی فاضلاب کاهش محتوای آلی BOD5 می باشد. لذا باکتریهای  شیمیوهتروتروف
در این زمینه بهترین کارایی را دارند. زیرا آنها هم برای منبع کربن و هم انرژی خود ناچار به تجزیه مواد آلی می باشند. مواد مغذی که در بالا به آنها اشاره شد در فاضلابهای شهری و خانگی بطور کامل وجود دارند لیکن امکان دارد در برخی از فاضلابهای صنعتی وجود نداشته باشد لذا در صورت اجبار به تصفیه فاضلابهای صنعتی که فاقد مواد مغذی مورد نیاز رشد میکروارگانیسم ها به روش بیولوژیکی باشد، اضافه نمودن این مواد به فاضلاب ضرورت می یابد یکی از روشهایی که به کمک آن مواد مغذی را به فاضلابهای صنعتی اضافه می نمایند، مخلوط نمودن فاضلاب صنعتی با فاضلاب خانگی به منظور تصفیه بیولوژیکی فاضلاب است.

میکروارگانیسم های تصفیه بیولوژیکی فاضلاب تک سلولی بوده که اغلب از طریق تقسیم دوتایی تولید مثل می نمایند به رغم
وجود هزاران نوع باکتری شکل ظاهری همه آنها در سه دسته کروی و ( باسیل) ، میله ای(کوکسی) و (اسپریل)تقسیم می شوند. آزمونهای مختلف نشان داده است که درصد وزن باکتریها 80 درصد وزن باکتری های را آب و ۲۰ درصد مابقی را مواد خشک تشکیل می دهد.  pHو دما بر روی رشد میکروارگانیسم ها تاثیر فراوانی دارد. pHمناسب برای رشد اکثر باکتریها 6.5 تا 7.5  می باشد.  باکتریها به ازای هر ۱۰ درجه افزایش دما فعالیتشان دو برابر می شود. رشد میکرو ارگانیسم ها در 4 دوره کاملاً  متمایز عبارتند از نمودار زیر.