Orgaanilise aine bakterite eemaldamise põhimõte

Heterotroofsed bakterid kasutavad COD/BOD orgaanilisi saasteaineid heitvees süsiniku- ja energiaallikana, lagundades need aeroobsetes/anaeroobsetes tingimustes. Protsess hõlmab suuri molekule → väikeseid molekule → CO₂, vett, metaani ja bakteriaalset muda, eemaldades seega veest saasteained.

1. Ekstratsellulaarne hüdrolüüs (makromolekulide eeltöötlus)

Suured molekulid, nagu tärklis, õlid, valgud ja tselluloos reovees, ei suuda tungida läbi rakumembraani. Bakterid sekreteerivad ekstratsellulaarseid ensüüme (amülaas, proteaas, lipaas):

• Valgud → Aminohapped

• Polüsahhariidid → Glükoos

• Õlid → Glütserool + Rasvhapped Ainult siis, kui suured molekulid muudetakse lahustuvateks väikesteks orgaanilisteks molekulideks, saavad need bakterid imenduda.

2. Transmembraanne aktiivne transport (sisenemine rakku)

Väikesed orgaanilised molekulid toetuvad kandjavalkudele ja tarbivad aktiivselt energiat rakumembraani läbimiseks ja tsütoplasmasse sisenemiseks.

3. Intratsellulaarne biokeemiline metabolism (südamiku lagunemine, jagatud aeroobseks/anaeroobseks)

(1) Aeroobsed bakterid (aktiivmuda, aeroobne paak, MBR)

Aeroobne hingamine: O₂ toimib elektronide aktseptorina

1. Glükolüüs: orgaaniline aine → püruvaat, väike kogus ATP-d

2. Trikarboksüülhappe tsükkel (TCA): täielik oksüdatiivne lagunemine

3. Elektronide transpordiahel: O₂ ühineb H-ga, tekitades H2O
Lõppsaadus: CO₂ + H₂O + uued bakterid (vohamine, liigse muda moodustumine)
Enamik olmereovett toetub BHT eemaldamiseks aeroobsetele bakteritele.

(2) Anaeroobsed bakterid (anaeroobne paak, hüdrolüüsi hapestamine, UASB)

puudub molekulaarne hapnik; CO₃²⁻/orgaaniline aine on elektronide aktseptor ja protsess toimub kolmes etapis:

1. Hüdrolüüthapet -tootvad bakterid: väikesed molekulid → lenduvad rasvhapped (VFA) (äädikhape, propioonhape)

2. Vesinikku-tootvad äädikhapet-tootvad bakterid: pika-ahelaga VFA → äädikhape + H₂/CO₂

3. Metanogeensed bakterid: äädikhape/H₂ + CO₂ → CH4 + CO₂ Lõppsaadused: metaan + süsinikdioksiid + väike kogus bakterirakke. Kõrge-kontsentratsiooniga reovee ja muda kääritamine põhineb anaeroobsel lagunemisel.

(3) Anaeroobsed denitrifitseerivad bakterid (A/O anoksiline sektsioon)

Kasutades elektroni aktseptorina O₂ asemel NO3-, lagundavad nad orgaanilist ainet, eemaldades samal ajal nitraatlämmastiku → N₂:
Orgaaniline aine + NO3- → CO2 + N2↑ + H2O
Kasutamine: reovee denitrifikatsiooniprotsess

1. Mineraliseerumine (umbes 70%): laguneb täielikult CO₂-ks, H2O-ks ja CH4-ks, muutudes gaasideks, mis lahkuvad veekogust;

2. Assimilatsioon ja süntees (20%~30%): orgaaniline aine sünteesib uusi bakterirakke, muutudes aktiivmudaks/liigseks mudaks, mis eemaldatakse veest setete-vee eraldamise teel sekundaarses settepaagis;

3. Väike kogus: vahesaaduste jäägid.

• Aeroobne: DO=2~3 mg/L, pH 6,5-8,5, sobiv temperatuur 20-35 kraadi ;

• Anaeroobne: rangelt anaeroobne, pH 6,8–7,5, metanogeenid arenevad 30–38 kraadi juures;

• Toitainete suhe: BHT:N:P ≈ 100:5:1, lämmastiku- ja fosforipuudusega bakterid ei saa kasvada ning lagunemine on häiritud.