Orang-orang biasanya membuang air kecil di toilet atau menuangkan air cuci sayuran, tetapi mereka mungkin jarang memikirkan berapa banyak polutan yang tersembunyi di air limbah ini.Hari ini kita akan berbicara tentang indikator super kritis dalam pengolahan limbah - COD (Chemical Oxygen Demand), dan bagaimana sekelompok "pembersih mikroba" diam membersihkan polutan ini.
Pertama, mengerti apa penyebab kematian?
Istilah COD terdengar cukup profesional. Sederhananya, kata COD mengacu pada jumlah total zat dalam air limbah yang dapat "di bakar" oleh oksidant kimia.Bahan organik seperti sisa-sisa dari dapur dan air limbah organik dari pabrik mengandung sejumlah besar unsur karbonJumlah oksigen yang dikonsumsi dalam proses oksidasi ini adalah COD. Semakin tinggi nilainya, semakin banyak "hal kotor" yang ada di limbah.Jika dibuang langsung ke sungai, ikan dan udang di air akan menderita.
Mikroorganisme: "kekuatan utama" pabrik pengolahan air limbah
Air limbah masuk ke pabrik pemurnian, dan pekerja sebenarnya bukan peralatan pemurnian yang tinggi, tetapi mikroorganisme yang hanya dapat dilihat di bawah mikroskop.Mereka seperti sekelompok pekerja kecil dengan pembagian pekerjaan yang jelas, beberapa yang baik dalam "makan daging dalam gigitan besar" untuk membongkar molekul organik besar, sementara yang lain dapat perlahan mengunyah senyawa yang sulit menjadi zat yang tidak berbahaya.Mikroorganisme ini terutama dibagi menjadi tiga kategoribakteri, jamur, dan protozoa. "Pekerja" yang paling terampil masih bakteri. Mari kita fokus pada mereka.
Strategi "tiga langkah" untuk dekomposisi mikroba dari COD
Langkah 1: Adsorpsi dan Absorpsi - "Bawa makanan untuk dibawa ke rumah"
Bahan organik dalam air limbah adalah seperti potongan besar daging berlemak (bahan organik berat molekul tinggi) atau daging kecil yang diiris (bahan organik berat molekul rendah).Mikroorganisme tidak meraih makanan dengan tangan mereka seperti yang kita lakukanMereka mengeluarkan zat lengket di permukaan sel mereka, seperti meletakkan "pakaian lengket" pada mereka.sementara molekul organik besar akan "menempel" ke permukaan sel, menunggu langkah selanjutnya dari dekomposisi.
Sebagai contoh, seperti memesan makanan untuk dibawa, dimana molekul kecil zat organik adalah piring buah yang sudah dipotong yang bisa diisi langsung ke mulut Anda;Bahan organik berat molekul tinggi adalah semangka utuh yang perlu diiris terbuka sebelum dimakan.
Tahap 2: Penguraian intraseluler - "Mari kita makan!
Setelah molekul organik besar diserap ke permukaan mikroorganisme, mereka akan "membuang" sesuatu yang disebut enzim ekstraseluler.Enzim-enzim ini seperti pisau tajam yang dapat memotong pati menjadi glukosa, protein menjadi asam amino, dan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Setelah terurai, molekul organik kecil dapat dengan lancar melewati membran sel dan memasuki bagian dalam sel mikroba.
Molekul organik kecil yang masuk ke sel mengalami serangkaian reaksi kimia yang kompleks, mirip dengan pencernaan di tubuh kita.dimana mikroorganisme "membakar" unsur karbon dalam materi organikProses ini membutuhkan bantuan oksigen, yang umumnya disebut sebagai pengobatan aerobik.beberapa mikroorganisme sangat unik dan dapat bekerja di lingkungan tanpa oksigen, yang merupakan pengobatan anaerob.
Respirasi aerobik: versi aerobik dari "membakar zat organik"
Dalam lingkungan yang kaya oksigen, mikroorganisme seperti mengemudi "mesin turbocharged", membongkar materi organik dengan kecepatan yang sangat cepat.menghasilkan karbon dioksida, air, dan sejumlah besar energi. Sebagian energi ini digunakan untuk mensintesis zat yang dibutuhkan untuk pertumbuhan mikroba, seperti protein dan asam nukleat;Bagian lainnya digunakan untuk mempertahankan aktivitas harian mikroorganisme, seperti "berenang" untuk mencari makanan.
Respirasi anaerob: versi anaerob dari "pencernaan alternatif"
Ketika tidak ada oksigen, mikroorganisme juga memiliki cara. Mereka akan mencari zat lain yang dapat menggantikan oksigen, seperti nitrat dan sulfat.Zat-zat ini juga dapat menerima elektron yang dilepaskan selama dekomposisi materi organik dan "respirasi" lengkapNamun, perawatan anaerob lebih lambat daripada perawatan aerob dan menghasilkan gas berbau seperti metana dan hidrogen sulfida (jadi tangki anaerob kadang-kadang memiliki bau busuk).Tapi itu juga memiliki manfaat, dapat menangani bahan organik yang keras kepala yang tidak dapat ditangani mikroorganisme aerobik, dan juga dapat menghasilkan biogas sebagai sumber energi.
Langkah 3: Sintesis dan Transformasi - "Anda kenyang, sekarang saatnya untuk menumbuhkan tubuh Anda"
Mikroorganisme membongkar bahan organik tidak hanya untuk mendapatkan energi, tetapi juga untuk'menumbuhkan tubuh mereka'.Mereka akan menggunakan produk perantara yang dihasilkan selama proses dekomposisi untuk mensintesis zat sel yang dibutuhkan untuk pertumbuhan dan reproduksi mereka sendiriDengan kata lain, itu berarti mengubah "makanan" yang Anda makan menjadi "daging" Anda sendiri.membentuk terlihat "kelompok kecil" yang sering kita sebut sebagai lumpur aktif atau biofilm.
Ketika mikroorganisme makan dan minum cukup, COD di air limbah juga berkurang.Air bersih dapat dibuang atau digunakan kembali, sementara mikroorganisme "tumbuhan bertumbuh lemak" akan diolah lebih lanjut dan diubah menjadi pupuk atau lumpur untuk tempat pembuangan sampah.
'Kemarahan yang rendah' yang mempengaruhi efisiensi kerja mikroba
Meskipun mikroorganisme adalah kekuatan utama dalam pekerjaan, mereka juga memiliki "temperamen" dan tidak bekerja dengan baik di lingkungan yang tidak cocok:
-Suhu: Sebagian besar mikroorganisme lebih suka lingkungan 20-35 °C. Jika terlalu dingin, mereka akan membeku; jika terlalu panas, mereka akan menderita serangan panas,dan efisiensi dekomposisi mereka akan menurun.
Nilai pH: Nilai pH antara 6,5-8,5 paling cocok, karena keasaman atau kealkalian yang berlebihan dapat merusak struktur sel mikroorganisme.
-Rasio nutrisi: Mikroorganisme juga membutuhkan "nutrisi seimbang" saat bekerja, selain bahan organik, mereka juga membutuhkan jumlah nitrogen, fosfor dan elemen lainnya yang sesuai,sama seperti bagaimana orang makan daging dan sayuran dengan cara yang seimbang.
- Zat beracun: Logam berat, agen kimia, dan zat lain seperti "beracun" bagi mikroorganisme, dan konsentrasi yang terlalu tinggi dapat langsung "beracun" mereka.
Masa Depan: Membuat Mikroorganisme Bekerja Lebih Efisien
Para ilmuwan telah mempelajari bagaimana membuat mikroorganisme lebih baik menghilangkan COD. Misalnya dengan rekayasa genetika mikroorganisme untuk membusuk lebih sulit untuk mengobati polutan;Mengembangkan proses pengolahan air limbah baru yang menggabungkan pengolahan aerobik dan anaerobik untuk meningkatkan efisiensi pengolahanMungkin suatu hari nanti, mikroorganisme kecil ini masih bisa membantu kita mengatasi masalah besar seperti polusi plastik dan tumpahan minyak!
Lain kali kau melewati pabrik pengolahan limbah, jangan meremehkan kolam dan pipa yang tidak mencolok.yang menyembunyikan miliaran "pembersih mikroba" yang terus membersihkan air kotor siang dan malamMeskipun mereka kecil, mereka menjaga lingkungan air kita dan pasti "penjaga lingkungan" yang paling kuat di Bumi!
