بیوسورفکتانت

^{تعریف و كاربردهای صنعتی بیوسورفاكتانت‌ها (فعال‌كننده‌های سطحی زیستی)}

^{قابلیت بیوتكنولوژی در حوزه‌های مختلف باعث شده است كه از میكروارگانیسم‌ها برای تولید مواد فعال‌كنندة سطحی (surfactants) استفاده نمایند. در مطلب حاضر، به اهمیت و برخی از كاربردهای این دسته از محصولات زیستی كه اصطلاحاً "بیوسورفاكتانت"‌ نامیده می‌شوند، اشاره شده است:}

^{تعریف سورفاكتانت‌ها}

<sup>سورفاكتانت‌ها دسته‌ای از مولكول‌های قطبی هستند كه دارای دو بخش هیدروفیل (آب‌دوست) و هیدروفوب (آب‌گریز) می‌باشند كه معمولاً در حد فاصل دو فاز با قطبیت متفاوت مانند روغن / آب یا هوا / آب واقع می‌شوند. این ویژگی، سورفاكتانت‌ها را قادر به كاهش كشش سطحی و بین سطحی مایعات می‌نماید و سبب تشكیل میكروامولسیون می‌گردد؛ بطوریكه هیدروكربن‌های نامحلول می‌توانند در آن حل گردند. در ضمن، خصوصیات پاك‌كنندگی، امولسیون‌سازی، كف‌كنندگی و پراكنده‌كنندگی سورفاكتانت‌ها، به این ویژگی آنها مربوط می‌شود.

در حال حاضر، فروش جهانی سورفاكتانت‌ها حدود 9/4 میلیارد دلار در سال می‌باشد، با اینحال انتظار می‌رود تقاضای جهانی آن 35 درصد افزایش یابد.</sup>

^{مزیت بیوسورفاكتانت‌ها نسبت به سورفاكتانت‌های شیمیایی}

^{صنعت سورفاكتانت با روند بالایی رو به گسترش است. مقدار كل سورفاكتانت‌های تولید شده در ایالات متحده آمریكا و كل جهان در سال 1989 به ترتیب 109×6/7 و 109× 5/15 پوند تخمین زده شده است. عملاً تمام این سورفاكتانت‌ها به روش شیمیایی تولید می‌شوند. با این وجود، در سال‌های اخیر به دلیل تجدیدپذیر بودن و طیف گسترده خصوصیات كاربردی بیوسورفاكتانت‌ها و قابلیت‌های متنوع میكروب‌ها در تولید آنها، توجه زیادی به سمت بیوسورفاكتانت‌ها جلب شده است. از سوی دیگر، شناسایی ساختار مولكولی بیوسورفاكتانت‌ها نیز امكان سنتز شیمیایی آنها را فراهم كرده است. مهم‌ترین ویژگی بیوسورفاكتانت‌ها، سازگاری زیست محیطی آنها می‌باشد؛ چرا كه این تركیبات به راحتی در طبیعت تجزیه شده و سمیّت كمتری نسبت به سورفاكتانت‌های سنتزی دارند.}

^{كاربردهای مختلف صنعتی بیوسورفاكتانت‌ها}

<sup>در این بخش به برخی از كاربردهای صنعتی بیوسورفاكتانت‌ها اشاره می‌شود:

1- كاربرد در صنایع نفت

یكی از استفاده‌های بالقوه بیوسورفاكتانت‌ها در صنایع استخراج نفت خام می‌باشد. لازم به ذكر است كه در این مورد، نیاز به خالص بودن بیوسورفاكتانت نبوده و حتی می‌توان از محیط كشت حاوی سلول میكروارگانیسم نیز استفاده كرد. این تركیبات در مقایسه با سورفاكتانت‌های شیمیایی، بسیار انتخابی عمل كرده و در مقادیر كم مورد نیاز می‌باشند، در دامنه وسیعی از شرایط فعال می‌باشند و از نظر زیست محیطی برای محافظت از مناطق ساحلی در برابر آسیب ناشی از تركیبات سنتزی شیمیایی مناسب می‌باشند. مثلاً با استفاده از ترهالولیپیدهای حاصل از گونة Nocardia rhodochrous ، حدود 30 درصد افزایش در استخراج نفت خام از مخازن زیرزمینی ماسه سنگی به ثبت رسیده است.</sup>

^{مثالی از افزایش برداشت و استخراج نفت}

^{شركت Multi-biotech كه یكی از زیرمجموعه‌های شركت Geodyne Technology می‌باشد، بیوسورفاكتانت‌ها را به منظور كاربرد در افزایش برداشت و استخراج نفت خام به صورت صنعتی درآورده است.باكتری B. licheniformis JF-2 یكی از ایزوله‌های آب‌های آلوده به نفت است كه علاوه بر تولید بیوسورفاكتانت‌های بسیار مؤثر، خصوصیات دیگری نظیر غیرهوازی بودن، مالوتولرانت و مقاومت به گرما (ترموتولرانت ‌بودن) را نیز دارد. این باكتری بیوسورفاكتانت‌هایی را می‌سازد كه قابلیت استفاده مستقیم برای افزایش استخراج میكروبی نفت خام را دارا هستند. هیز (Hayes) و همكارانش نشان دادند، زمانی‌كه نفت خام سنگین ونزوئلا با امولسان تیمار شود، ویسكوزیته آن از 20000 به Cp 100 كاهش می‌یابد. بنابراین بعد از این تیمار، نفت سنگین را می‌توان در خطوط لوله نفت به سهولت تا 26000 مایل پمپ كرد؛ در صورتی‌كه تیمار با سورفاكتانت‌های شیمیایی ناموفق بوده است. بنت (Banat) و همكارانش، استفاده از بیوسورفاكتانت را برای لجن‌زدایی (desludging) یك تانك ذخیره نفت خام شركت نفت كویت نشان دادند. این گروه موفق شدند 90 درصد نفت محبوس در لجن را با استفاده از یك سویه تولید‌كننده بیوسورفاكتانت مناسب، بازیابی نمایند.}

^{پاكسازی آلودگی‌های نفتی و هیدروكربنی}

<sup>تجزیة میكروبی آلودگی‌های نفتی و هیدروكربنی نیز یك فناوری مفید است كه شامل كاربرد بیوسورفاكتانت‌ها می‌باشد. رامنولیپیدهای حاصل از گونة P. aeruginosa مقادیر بسیار زیادی از آلودگی‌های ناشی از حادثه نفتی Exon Valdz را در سواحل شنی آلاسكا برطرف كرده است. همچنین با افزودن رامنولیپیدهای حاصل از P. aeruginosa، ا56 درصد از هیدوركربن‌های آلیفاتیك و 37 درصد از تركیبات آروماتیك خاك‌های لومی- ماسه‌ای آلوده به نفت، بازیافت شد.

بیوسورفاكتانت‌های گلیكولیپیدی، بازیافت هیدوركربن‌ها و همچنین تبدیل هیدوركربن‌ها به تركیبات معدنی را تا دو برابر افزایش داده و در مقابل، زمان لازم برای سازگار شدن جمعیت‌های میكروبی به محیط را تا چند ساعت كاهش می‌دهند.

توانایی بیوسورفاكتانت‌ها در امولسیونه كردن مخلوط آب- هیدوركربن به خوبی ثابت شده است. این ویژگی، تجزیه هیدوركربن‌ها را به‌طور قابل ‌توجهی افزایش می‌دهد. به همین علت، بیوسورفاكتانت‌ها پتانسیل بالقوه‌ای در مدیریت آلودگی‌های نفتی دارند.

اخیراً كارآیی بیوسورفاكتانت‌ها در رفع آلودگی‌های Polychlorinated biphenyl Phenanthren از خاك نیز نشان داده شده است.</sup>

^{2- پاكسازی محیط زیست از فلزات سنگین}

^{بیوسورفاكتانت‌ها در رفع بیولوژیكی آلودگی‌های ناشی از فلزات سنگین سمی مانند اورانیوم، كادمیم و سرب نیز مفید می‌باشند. این مسأله، كارآیی میكروارگانیسم‌ها و محصولات آنها را در حل معضلات زیست‌محیطی نشان می‌دهد.}

^{3- كاربرد در صنایع غذایی}

^{بیوسورفاكتانت‌ها كاربردهای بسیار گسترده‌ای در صنایع غذایی دارند. در حال حاضر، گروهی از این تركیبات به‌عنوان افزودنی‌های مجاز مواد غذایی بكار می‌روند. برای مثال، لسیتین و مشتقات آن، استرهای اسیدهای چرب حاوی گلیسرول، سوربیتان (Sorbitan ) یا اتیلن‌گلیكول و مشتقات اتیوكسیلات منوگلیسریدهای حاوی یك الیگوپپتید، در تمام دنیا به‌عنوان عوامل امولسیونه كننده در مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.}

^{4- كاربرد در صنایع بهداشتی و آرایشی}

^{بیوسورفاكتانت‌ها در صنایع بهداشتی و آرایشی نیز كاربردهای زیادی دارند. محصول حاوی یك مول سوفورولیپید و 12 مول پروپیلن‌گلیكول، بسیار با پوست سازگار بوده و به‌صورت تجاری به‌عنوان مرطوب‌كننده پوست مورد استفاده قرار می‌گیرد. تعداد زیادی از تركیبات آرایشی با تبدیل آنزیمی مولكول‌های آب‌گریز (هیدروفوب) توسط لیپازهای مختلف و سلول‌های كامل میكروارگانیسم‌ها تهیه می‌شوند. برای مثال، منوگلیسریدها یكی از سورفاكتانت‌های پرمصرف در صنایع آرایشی هستند كه می‌توان آنها را از مخلوط گلیسرول- چربی و بكارگیری لیپاز حاصل از P. fluorescens با 90 درصد بازده، به دست آورد.}

^{5- سایر كاربردها}

^{بیوسورفاكتانت‌ها همچنین در آب‌زدایی از ذغال سنگ، خمیر كاغذ، نساجی و صنایع فرآوری سنگ معدن اورانیوم كاربرد دارند.}

جنبه هاي ميكروبي حائز اهميت آب آشاميدني

 جنبه هاي ميكروبي حائز اهميت آب آشاميدني

ساليانه 2.1ميليون مرگ در اثر اسهال در جهان به وقوع مي پيوندد كه 65درصد از اين مرگ ها مربوط به آب ناسالم وغير بهداشتي است.

 

   بيماريهاي منتقله توسط آب آشاميدني

   پاتوژن ها يا انگل هاي آب آشاميدني

الف-پاتوژن ها ي باكتريايي:

مدفوع انسان در هر گرم 1012باكتري دارد كه 9درصد وزن مدفوع را تشكيل مي دهد.از مهم ترين باكتريهاي پاتوژن كه در صورت ورود به منابع آب ايجاد بيماري مي كند كه مي توان به موارد زير اشاره كرد:

 سالمونلا:غالب ترين باكتريهاي پاتوژن در فاضلاب هستند وبيماريهاي تيفوئيد «حصبه»،پاراتيفوئيد«شبه حصبه»وگاستروانتريت در انسان ايجاد مي كند. از مهم ترين گونه هاي آن مي توان به سالمونلا تيفي ،سالمونلا انتر يتيديس وسالمونلا تيفي موريم اشاره كرد .

 شيگلا:عامل ديسانتري باكتريايي «اسهال باسيلي»است .اين بيماري از تماس مستقيم آب وغذا منتقل مي شود .دز كم آن باعث ايجاد بيماري مي شود.

 ويبريو كلرا:يك باكتري گرم منفي وعامل بيماري وبا است وبيشتر از طريق آب منتقل مي شود با رها كردن آندوتوكسين باعث ايجاد اسهال وافر واستفراغ تند وسريع مي شود.

 اشيرشيا كلي:داراي سوش هاي متعددي چون انتروتوكسيژن،انتروپاتوژن،انتروهموراژيك و.....مي باشدكه سوش انتروپاتوژن موجب بيماري اسهال مسافرين مي شود .دز عفوني اين پاتوژن نسبتا بالاست.

  كامپيلو باكتر:علت اصلي عفونت هاي منتقله از طريق غذاست وموجب گاستروانتريت حاد در انسان مي شود مهم ترين گونه اين پاتوژن كامپيلوباكتر ژژوني مي باشد .اين پاتوژن از طريق آب منتقل مي شود.

 لپتوسپيرا:از طريق آبتني با آب آلوده به فضولات حيواني به انسان منتقل مي شود.در فاضلاب نمي تواند به حيات خود ادامه دهد.

 لژيونلا پنومنو فيلا:عامل بيماري لژيونر ها وتب پنوماتيك مي باشد اين بيماري از طريق آئروسل هاي آب هاي آلوده منتقل مي شود .برج هاي خنك كننده آب مهم ترين منابع اين پاتوژن مي باشد.

 هليكو باكتر پيلوري:مسئول زخم هاي گوارشي وسرطان معده مي باشد .به راحتي توسط كلر آزاد از بين مي رود .

  باكتري هاي فرصت طلب:كه اكثرا باكتري هاي گرم منفي هتروتروف هستندوشامل جنس هاي

سودوموناس، آئروموناس،كلبسيلا،فلاووباكتر،انتروباكتر،سيتروباكتر،انسيتوباكتر،پروتئوس،سراتيا

  به دليل اين كه در كودكان ،زنان ،سا لخوردگان ايجاد بيماري مي كنند به آنها فرصت طلب مي گويند.

ب-پاتوژن هاي ويروسي:

140نوع ويروس روده اي مي تواند در آب وفاضلاب وجود داشته باشد.

·  هپاتيت A:هپاتيت عفوني به وسيله ويروس هپاتيت A«مدفوعي –دهاني»منتقل مي شود .از طريق آب وغذاي آلوده به ويروس وتماس ايجاد مي شود.

·  هپاتيت E:رتا ويروسها ،آدنو ويروس هاواسترو ويروسها مي توانند باعث اين بيماري شوند.

 

ج-انگل هاي تك ياخته پاتوژن:

اغلب اين انگل ها فرم مقاومي به نام كيست ايجادمي كنند كه قادر ند در شرايط نامساعد محيطي زنده بمانند كه عبارتند از:

 ژيارديا لامبليا:100-10عدد از كيست اين انگل مي تواند انسان را آلوده كند .بيماري ژيارديا به ندرت كشنده وبيشترين شيوع آن به خاطر آب هاي تصفيه نشده است .

  براي آبهاي تصفيه شده دو شاخص داريم:1.ژيارديا        2.ويروس هاي روده اي

  در تصفيه خانه هاي آب ژيارديا را به راحتي مي توان بر روي صافي هاي شني پيدا كرد.

 كريپتوسپوريديوم:كريپتوسپوريديوم پارووم گونه اصلي بيماري زا در انسان وحيوان است. فرم آلوده اين انگل اووسيست يا اووكيست است كه در اين انگل باعث اسهال شديد آبكي است.

 آنتا مبا هيستوليتيكا :عامل بيماري آميبيازيس«اسهال خوني آميبي»است واز طريق آب وغذاي آلوده منتقل مي شود .

 نگلريا:نگلريا فاولري عامل بيماري مننگوآنسفاليت آميبي «PAME»مي باشد وپس از 5-4روز باعث مرگ مي شود .

د-انگل هاي كرمي پاتوژن:

از مهم ترين اين انگل ها ميتوان به آسكاريس لامبركوئيدس ،نكاتور امريكانوس،آنكيلوستوما،دئودناليس،تينا ساژيناتا،تينا سوليم ووشيستوزوما مانسوني اشاره كرد.

 شاخص هاي مدفوعي آلودگي آب:

1-كل كليفرم ها«TC»:باكتري هاي ميله اي گرم منفي هستند كه هوازي وبي هوازي اختياري بوده ،اسپور توليد نمي كنند وقادرند قند لاكتوز را در دماي 37درجه سانتي گراد ظرف حداكثر 48ساعت تخمير كرده وگاز توليد كنند .

كليفرم ها شامل گونه هاي مختلف:اشرشياكلي،كلبسيلا،انتروباكتر،سيتروباكتر،سراتيا،يرسينيا،هافنيا مي شود باشد.

2-كليفرم هاي مدفوعي يا كليفرم هاي گرماپاي «FC»:كليفرم هايي هستند كه قادرند قند لاكتوز را در دماي 5/44درجه سانتي گراد در مدت 24ساعت تخمير كنند.

از مهم ترين كليفرم هاي مدفوعي مي توان به اشرشيا كلي ،كلبسيلا پنومونيه اشاره كرد.

3-استرپتوكوك هاي مدفوعي «FS»:از مهم ترين آنها مي توان فكاليس ،بوويس،آويوم،اكوئينوس را نام برد .اگر وارد محيط شوند تكثير نمي كنند ودسته اي از آنها به نام انتروكوك ها «فيكاليس وفاسيوم» مي توانند به عنوان شاخصي براي رد يابي ويروس ها در لجن وآب دريا به كار بروند.با داشتن نسبت كليفرم مدفوعي به استر پتوكوك مدفوعي مي توانيم منشاءآلودگي آب را پيدا كنيم.

اگر                   FC/FS>4        منشاء آلودگي انساني است .

اگر                  FC/FS<./7     منشاء آلودگي حيواني است .

4-باكتريهاي بي هوازي:مهم ترين آنها كلستريديوم پر فرين ژنز است كه بي هوازي اجباري بوده واسپور توليد مي كند .اين باكتري شاخصي براي آلودگي قديمي آب وكيست تك ياخته هاست .

بيفيديوباكترها وگونه هاي يوئيدس بيشتر از كليفرم ها در مدفوع وجود دارند اما روش تشخيص آنها سخت است.

5-باكتريوفاژها:ويروس هايي هستند كه از باكتريها به عنوان ميزبان استفاده مي كنند .مهم ترين آنها كلي فاژها «ويروسي كه از كليفرم به عنوان ميزبان استفاده ميكند»است.

6-مخمرهاوارگا نيسم ها ي اسيد فاست:مايكوباكتريوم ها شامل اين دسته هستند .

*اسيد فاست:مقاوم به حرارت

7-باكتر هاي هتروتروفيك:باكتري هاي هوازي وبي هوازي اختياري هستند كه كربن وانرژي خود را از تركيبات آلي بدست مي آورند

مانند:سودوموناس،آئروموناس،كلبسيلا،سيتروباكتر،انتروباكتر،فلاووباكتر،سراتيا،آلكا ليژنز،موراكسلا،انسيتوباكتروپروتئوس.

اين باكتريها را با تست HPC«شمارش بشقابي هتروتروفيك»انجام مي دهند.

عوامل مولد طعم وبو در آب آشاميدني(Tastesond/or odours indrinking water)

عامل مولد طعم وبو در آب آشاميدني در نتيجه فرايندهاي طبيعي يا غير طبيعي در آب ،ايجاد طعم وبو مي كند .مهم ترين اين عوامل رشد ميكروبي ومتابوليسم ميكروبي است.

  مهمترين عوامل طعم وبو :

1-فعاليت بيولوژيكي ميكروارگانيسم ها در منبع آب «بلاخص جلبك ها» .

2-موادي كه براي گندزدايي آب مورد استفاده واقع مي شود مثل كلر وتركيبات آن .

3-فعاليت هاي بيولوژيكي در شبكه توزيع آب مثل باكتري هاي آهن.

طعم وبويي كه در آب ايجاد مي شود معمولا در اثر دو تركيب عمده است كه عبارتند از :

ژئوزمين ،متيل ايزوبورنئول«MIB».اين دو تركيب در اثر فعاليت ميكروبي وتجزيه سلولي ميكروارگانيسم هايي چون جلبك ها در آب آزاد مي شوند.

 ميكروارگانيسم هاي توليد كننده ژئوزمين ومتيل ايزوبورنئول:

1-اكتينوميست ها مثل استرپتومايسز،نوكارديا  و ميكروبسيپرا

2-سيانوباكترهامثل اوسيلاتوريا،آنابنا وآفانيزومنون

3-گونه هاي خاصي از ساير جلبكها

 جلبك هاي مولد طعم وبو در آب

¯    آنابنا

¯    آستر يونلا

¯    دينوبريوم

¯    آفانيزومنون

¯    سيندرا

¯    ولوكس

¯    پاندورينا 

¯    سراتيوم

 جلبكهاي موجود در آب آلوده:

 ¯    اوسيلاتوريا

¯    كلرلا

¯    اوگلنا

¯    كلاميدوموناس

¯    آناسيتيس

  جلبكهاي محدود كننده صافي:

¯    دياتوم ها«مهم ترين»

¯    ناويكولا

¯    دينوبريون

¯    آنابنا

¯    اوسيلاتوريا

¯    تابلاريا

¯    آستريونلا

ساير مشكلات ناشي از جلبكهادر منابع آب:

1-سميت:مخصوصا جلبكهاي سبز آبي باعث مرگ ماهي ها ومسموميت دام ها مي شوند.مثل آنابناوآنا سيتيس.

2-خورندگي:بعضي از جلبكها توانايي خورندگي سطوح را دارند مثل اوسيلاتوريا كه باعث خوردگي فولاد مي شود.

3-توليد توده لزج:جلبكها از خودشان ماده لزج ژلاتيني ترشح مي كنند كه به سطوح چسبيده وباعث لغزنده شدن وبوي نامطبوع آن سطح مي شوندمثل اوگلنا

4-تشكيل تري هالومتان ها:افزودن كلر به آب حاوي جلبك ها باعث تشكيل تري هالومتان ها مي شود.

روش تشكيل تري هالومتان ها:روش هاي شيميايي وبيولوژيكي براي كنترل جلبكها وجود دارد اما دو روش مؤثر ،استفاده از سولفات مس واستفاده از پودر كربن فعال مي باشد .مقدار سولفات مس مناسب بسته به قليائيت آب وpH از ./3mg/l تا چند mg/lمتفاوت خواهد بود.

نكته:اگر ضخامت توده جلبكي زياد باشد ،ابتدا بايد به روش فيزيكي آن توده را جمع كرد وسپس از سولفات مس استفاده نمود.

اگر در آب تركيبات سولفور مثل سولفات وجود داشته باشد،در اثر احياءاين تركيبات طعم وبوي سولفور در آب ايجاد مي شود.

 

چرخه ازت:

¯    چرخه ازت:

78درصد گازهاي موجود در اتمسفر را ازت تشكيل مي دهد. در چرخه نيتروژن فرايندهاي مختلفي اتفاق مي افتد و ميكروارگانيسمهاي متنوعي نيز وجو د دارد.فراوانترين حالت نيتروژن در طبيعت گاز ازت ميباشد واز ساير تركيبات مهم ازت  ميتوان به امونياك ,نيترات ونيتريت اشاره كرد.

¯    تثبيت ازت Nitrogen fixation:

بعضي از ميكروارگانيسمها قادر به تثبيت ازت هستند از مهمترين انها ميتوان به ازتوباكتر اشاره كرد. از ديگر ميكروارگانيسم ها ميتوان به كلبسيلا ،كلستريديوم،سيانوباكترها(انابنا)  كورينه باكتريوم و دي سولفوويبربو اشاره كرد.

يك روش ديگر براي توليد امونياك در طبيعت تجزيه مواد الي فاسد شده توسط باكتريهاي تجزيه كننده مي باشد.امونياك يك ماده سمي براي بعضي از موجودات زنده بالاخص ماهيها ميباشد.

ادامه نوشته

سيلياته ها

 ¯    سيلياته خزنده:Crawling ciliates

درمواقعی که لخته در حال بزرگ شدن وپایدار شدن است این سيلياته هازیادمی شوند.

¯    سيلياته هاى چسبنده stalked ciliates

ورتیسلا مهمترین سیلیاته چسبنده است .این سیلیاته ها در لجن رسیده یا بالغ دیده می شود.

¯    فاکتورهای اثرگذاربه رشد پروتوزوئرها:

1) دما 15-25      2)اکسیژن محلول       3)PH 2/7-4/7        4)نوترینتها

¯    روتیفرها:

حضورروتیفرها درپساب یعنی یک پساب با آلودگی کم ؛نقش اصلی روتیفرها حذف باکتری ها وتوسعه لخته بیولوژیکی است .ماده ای به اسم موکوزازقسمت دهانی روتیفرها ترشح شده وبه تشکیل لخته کمک می کند.

«میکروبیولوژی صافی چکنده وبرکه های تثبیت»

¯    میکروبیولوژی صافی چکنده:

صافی چکنده از متداول ترین روشهای تصفیه بیولوژیکی با بسترثابت است.این صافی معمولأ به شکل یک تا نک دایره ای شکل است که1-5/2مترعمق داردوجنس بسترهم معمولأازقلوه سنگ یا پلاستیک می باشد.فاضلاب توسط پخش کننده هایی روی بسترپخش شده وباعبور ازبستر،تصفیه می شود.درزیربستر یک سیستم زهکش وجودداردکه فاضلاب تصفیه شده وتوده های بیولوژیکی کنده شده راجمع آوری می کند.

درصافی چکنده جهت تصفیه فاضلاب مهمترین نقش را یک غشای میکروبی برعهده دارد که برروی بستربه وجود می اید.به این غشا بیوفیلم گفته می شود که متشکل ازقارچ ها،باکتری ها،جلبک هاوتک یاخته ها است. مهمترین باکتری های موجوددربیوفیلم عبارتنداز : 

زوگلوآ،آلکالیژنز،فلاووباکتریوم،آکروموباکتر،اسفروتیلوس،سودوموناس وباکتری های نیترات ساز.

·  هرچه ضخامت لایه بیوفیلم افزایش یابد راندمان تصفیه کاهش می یابد.

¯  نکته:

·  صافی های چکنده چند نوعند:کم بار،متوسط بار،بسیارپربار

· نیتریفیکاسیون در صافی های کم باررخ می دهد.

· اگرPH پایین باشد قارچ ها غالب می شوند،مهمترین آنها آسپرژیلوس،پنسیلیوم،فوزاریوم،

ژئوتریکوم،موکورومخمرها.

·    مهمترین جلبکهای صافی چکنده: اولوتریکس فورمدیوم،آناسیستیس ،اوگلنا،کلرلا

·    مهمترین تک یاخته ها: ورتیسلا،کولی پدیوم

·    انواع بی مهرگان بزرگ:مانند نماتودها ولارو حشرات

میکروبیولوژی محیط

 

^{¯   انواع طعم وبوي آب با اصلاحات زير شناخته مي شوند:}

^{¯    خاكي «Earthy»}

^{¯    ما ستي يا كپكي «Musty»}

^{¯    ماهي «Fishy»}

^{¯    علفي«Grassy»}

^{¯    چوب«Woody»}

^{ميكروارگانيسم هاي مسئول در ايجاد طعم وبو با توجه به مسائل زيبايي شناختي آب:}

^{1-باكتري هاي هتروتروفيك}

^{2-اكتينوميست ها}

^{3-قارچ هاي كوچك يا مخمرها}

^{4-باكتري هاي احيا كننده سولفات «مثل دي سولفوويبريو ودي سولفوريكانس»}

^{5-باكتري هاي احيا كننده سولفيت مثل كلستر يديوم}

^{6-باكتري هاي رسوب دهنده آهن مثل گاليونلا و لپتوتريكس}

^{اوتريفيكاسيون در منابع آب:}

^{جلبكها معمولا به صورت طبيعي در منابع آب وجود دارند.در صورتي كه مواد مغذي مورد نياز آنها مثل فسفر وازت به مقدار زياد .ارد آب شود باعث رشد بيش از اندازه جلبكها مي شود تا حدي كه كل سطح آب را پوشانده واز عبور نور به لايه هاي پائيني جلوگيري مي كند .اين پديده با عناويني چون اوتريفيكاسيون،شكوفايي جلبكي يا Algabloom شناخته مي شود.}

^{¯    مشكلات ناشي از اوتريفيكاسيون:}

^{·   جلبكها سطح اب را مي پوشانند.}

^{·        طعم و بوي ناشي از جلبكها.}

^{·       محدود شدن دسترسي به اب.}

^{·       رفتن جلبكهاي مرده به كف منبع اب .}

^{·       كاهش اكسيژن اب توسط باكتريها}

^{·       از بين رفتن ماهيها}

^{·    سمومي كه جلبكها وارد منبع اب ميكنند.اين سموم معمولا" بر روي سيستم عصبي اثر مي گذارند.اثر انها نوروتوكسين ميباشد.سيانوباكتريها مي تواننداين سموم را وارد اب نمايند.}

 

 

 

ادامه نوشته

میکروبیولوژی محیط

اصطلاحات:

1-ريزش بيوفيلم Sloughing: به علت رشد زیادبیولوژیکی پس ازمدتی اکسیژن به لایه تحتانی بیوفیلم نمی رسد،درنتیجه میکروارگانیسم های تحتانی واردفازخودخوری شده واین امر موجب کنده شدن  بیوفیلم می شود.

2) مردابی شدن سطح صافی چکنده     ponding: رشدبیش ازاندازه میکروارگانیسم ویا گرفتگی بستردرسطح صافی راگویند.

   روشهای رفع پدیده مردابی شدن:

·        افزایش بار هیدرولیکی ورودی

·        کاهش بار آلی ورودی «BOD» 

·        استفاده از جت آب

·        استفاده از کلردرسطح فیلتر

·        خاموش کردن فیلتر جهت خشک شدن سطح بستر

3 ) یخ زدن icing       :

     این پدیده در اثرکم شدن حرارت رخ می دهد.

   روشهای رفع پدیده  یخ زدن :

  کاهش بازگردش پساب برروی صافی

  استفاده ازجت آب داغ

4) افزایش حشرات وناقلین به خصوص مگس flying flies :

   دلیل اصلی آن رطوبت ناکافی بستراست وبه روشهای زیرمی توان آن رارفع نمود:

·   افزایش بار هیدرولیکی

·   بازکردن اریفیسهای مسدودشده

·   استفاده ازکل  mg/l2-1 به مدت چند ثانیه درفیلتر

«میکروبیولوژی برکه های تثبیت فاضلاب»

Stabilization pond

برکه های تثبیت ازقدیمی ترین روشهای تصفیه فاضلاب می باشد.انواع این برکه ها عبارتند از:

1) برکه های بی هوازی

2) برکه های اختیاری

3) برکه های تکمیلی

4) برکه های هوازی

5) لاگونهای هوادهی شونده

برکه های اختیاری :

متداول ترین برکه های تثبیت هستند که 5/2-1 مترعمق دارند ،وازسه لایه تشکیل می شوند.لایه نوری یا سطحی ،دراین لایه به علت وجودنورخورشید جلبکها عملیات فتوسنتزراانجام می دهندودرسطح برکه رشد می کنند،(نتیجه فتوسنتز جلبکها اکسیژن است).لایه میانی یااختیاری،دراین لایه باکتریهای اختیاری وجوددارند که موادآلی فاضلاب را مورد تجزیه قرارمی دهند.بااستفاده ازاکسیژن تولیدشده توسط جلبکها این عمل صورت می گیردو CO2تولیدمی شود که این CO2 تولیدشده نیزمورداستفاده جلبکها قرارمی گیرد.به این رابطه متقابل جلبک وباکتری رابطه هم افزایی گفته می شود.

  لایه بی هوازی درپایین ترین قسمت برکه قرارداردکه فرایندبی هوازی درآن بخش اتفاق می افتد.

·  برکه های بی هوازی :9-5/2مترعمق دارندوزمان ماندآنها50  -25روزمی باشد،یک مرحله پیش تصفیه محسوب می    شوندوباعث حذف جامدات معلق وکاهش بار آلی فاضلاب می شوند.

·  برکه های هوازی:3/0-5/0مترعمق دارندوزمان ماندشان 3-5 روز می باشدوبیشتربه منظوررشدجلبک به کار می   روند.

·  لاگونهای هوادهی شونده :2-9مترعمق دارندوزمان ماندشان کمتراز 10روزمی باشد .وهدف ازکاربرد از   آن تصفیه فاضلاب قوی یا بارآلی  زیادمی باشد.

· برکه های تکمیلی:برکه های کم عمقی هستند که  معمولأ آخرین مرحله تصفیه محسوب می شوندوجهت گندزدایی فاضلاب به کار می روند این برکه ها 2-1مترعمق دارندوزمان ماندشان 20روزاست

  مهمتربن جلبکهای برکه تثبیت:

   کلامیدوموناس،اوگلنا،کلرلا،سندسموس،اوسیلاتوریا،میکروسیستیس

«فرایند بی هوازی»

فرايند بي هوازي از سه مرحله تشكيل شده است:

1-هیدرولیز:درهیدرولیزمولکولهای بزرگ به مولکولهای کوچک یامونومرتبدیل می شوند،مانندتبدیل چربی به اسیدچرب یاپروتئین به اسیدامینه

2-اسید سازی (تخمیر):درمرحله تخمیرمونومرهابه استات ،هیدروژن و CO2تولید می شوند.

3-متان سازی :دراین مرحله گازمتان تولید می شود،70% ازطریق استات و30% ازطریق هیدروژن تولیدمی شود.میکروارگانیسم هایی که در مراحل هیدرولیزواسیدسازی راانجام می دهندمشابهندوهمه آنها بی هوازی اجباری یااختیاری هستندمثل کلستریدیوم،بیفیدوباکتریوم،لاکتوباسیلوس،اشرشیاکلی،دی سولفوویبریو.اما میکروارگانیسم هایی که متان تولید می کنند جزآرشی باکتری ها هستند و بی هوازیند مانند: متانوباکتریوم ،متانوباسیلوس،متانوکوکوسومتانوتریکس.