میکروارگانیسم ها ، باکتری ها و میکروب ها | شرکت شاران صنعت
میکرواورگانیسم ها و باکتری ها ( باکتری متداول ترین گونه میکرواورگانیسم یا میکروب است ) نقش اصلی را در تصفیه فاضلاب در روش های بیولوژیکی تصفیه فاضلاب دارند. همچنین در سایر فرایند های تصفیه مانند تصفیه هوا ( روش های بیولوژیکی تصفیه هوا ) از میکروارگانیسم ها استفاده می شود. مهمترین انواع میکروارگانیزم ها شامل باکتری ، ویروس ، قارچ ، جلبک و گلسنگ می شود. کاربرد میکروارگانیسم ها در تصفیه فاضلاب یا به عبارتی کاربرد باکتری ها در تصفیه فاضلاب امروزه بخش مهمی از این صنعت را به خود اختصاص داده است.
تعریف میکروارگانیسم – تعریف میکروب
میکروارگانیسم ها ، میکروب ، ریزسازواره یا ریزاندامگان موجودات ریز میکروسکپی با طول کمتر از یک میلی متر هستند و غالبا تک سلولی و دارای ساختمان سلولی نسبتا ساده ای می باشند. میکروارگانیسم ها با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند و فقط با میکروسکوپ قابل مشاهده می باشند. کلمه میکروب از دو کلمه یونانی به معنی کوچک و زیستن تشکیل شده است و به عبارتی با کلمه میکرو ارگانیسم معادل است.
تاریخچه میکروارگانیزم ها
تاریخچه شناخت میکروارگانیسم ها در واقع مطابق با پیشرفت میکروسکوپ ها توسعه پیدا کرده است. اولین بار آنتوان وان لیونهوک از کشور هلند با میکروسکپ های ساده و بررسی آب، شیر ، خون و موارد مشابه توانست باکتری ها را مشاهده و ترسیم نماید. پس از او دانشمندان زیادی دزر این زمینه تحقیق نمودند که مشهورترین آن ها لویی پاستور است. دانشمندان تا سال های زیادی معتقد بودند میکروارگانیسم ها از مواد بیجان به صورت خود به خود و بوجود آمده اندتا اینکه لازارو اسپالانزانی ( یک کشیش ایتالیایی ) اثبات نمود میکروارگانیسم ها نیز مثل سایر جانوران از همنوعان خود به وجود می آیند. باکتری ها نخستین جانداران پدید آمده در کره زمین هستند.
سلول های ( اورگانیسم و میکروارگانیسم ) پروکاریوتیک و یوکاریوتیک
میکروارگانیزم ها همانند سایر سلول های زنده به دو دسته پروکاریوتیک و یوکاریوتیک تقسیم بندی می شوند.
سلول های پروکاریوتیک : فاقد ساختار هسته ای و دیواره غشایی می باشند که از جمله باکتری ها شامل اوباکتریا یا باکتری حقیقی و آرکئوباکتریا یا باکتری باستانی ( قدیمی ) می باشند که در تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارند.
سلول های یوکاریوتیک : دارای ساختار هسته ای و دیواره غشایی می باشند که از این جمله می توان ارگانیسم های شامل قارچ ، پروتوزوا ، روتیفرها و نماتدها را نام برد که در تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارند.
انواع میکروارگانسم ها
انواع میکروارگانیسم ها شامل موارد زیر می باشند :
باکتری ها : باکتری ، تک‌زیان یا Bacterium گروهی از موجودات تک سلولی میکروسکوپی (دارای یک پوشش بیرونی نسبتا ضخیم ) با ساختاری ساده هستند که به گروه پروکاریوت ( جانداران ساده ) متعلق بوده و مهمترین و متنوع ترین میکروارگانیسم ها محسوب می شوند. باکتری ها نخستین جانداران پدید آمده در کره زمین هستند. بخش اندکی از باکتری ها در انسان ها ، حیوانات و گیاهان ایجاد بیماری می کنند و بخش اعظم آن ها برای چرخه حیاط مفید بوده و بدون فعالیت آن ها حیات بر روی کره زمین مختل می شود.
ویروس ها : ویروس ها تکه ای از نوکلئیک اسید می باشند که داخل پوششی از پروتئین جای گرفته اند. ویروس ها به منظور تولید مثل وارد سلول فرد میزبان شده و ماده ژنتیک خود را داخل سلول فرد وارد نموده و با این روش فرد میزبان را دچار مریضی می نمایند. ویروس ها بسیار ریزتر از باکتری ها می باشند و عمده آن ها به وسیله میکروسکوپ های الکترونی قابل مشاهده هستند.
قارچ ها : قارچ ها همانند گیاهان متحرک نیستند ، دارای دیواره سلولی هستند و برخی از آن ها اندام هایی مثل ریشه دارند. قارچ ها اما کلروفیل نداشته و لذا توانایی انجام فرایند فتوسنتز را ندارند و به عنوان موجوداتی هتروتروف توسط تجزیه مولکول های آلی انرژی خود را تامین می نمایند. مهمترین انواع قارچ ها مخمر ها و کپک ها می باشند. مخمر نوعی میکروارگانیسم می باشد که به سهولت نگهداری شده و در مقیاس بزرگ آزمایشگاهی قابلیت کشت دارد. مخمرها در شیره میوه رشد نموده و در تولید شراب قند میوه را به الکل تبدیل می کنند و البته نوع دیگری از مخمر موجب تبدیل الکل به اسید و ترش شدن شراب می شود. کپک ها بر روی مواد غذایی رشد و نمو می کنند و از عوامل فساد و غیرقابل مصرف شدن مواد غذایی می باشند. برخی از گونه های کپک مفید بوده و در تولید برخی مواد غذایی مانند پنیر و ماکارونی به کار می روند. همچنین
جلبک ها : جلبک ها گونه ای از گیاهان ( میکرواگانیسم های ) آبزی هستند که دارای ساختمان ساده و بر عکس گیاهان آلی فاقد آهن بوده و عمل فتوسنتز را نیز به خوبی انجام می دهند و اکثرا اتروتروف هستند. جلبک ها بر اساس شکل سلول به دو گروه تک یاخته و پر یاخته تقسیم می شوند و براساس نوع رنگیزه فتوسنتزی به سه دسته جلبک های قرمز ، سبز و قهوه ای تقسیم می شوند. همچنین
پرتوزواها : میکروارگانیزم های تک یاخته و دارای غشاء هسته اند می باشند که بر عکس باکتری ها قادرند از مواد جامد تغذیه نموده و در خاک و آب یافت می شوند.
گلسنگ ها : از هم زیستی مابین یک قارچ و یک فتوسنتز کننده مانند جلبک سبز به وجود می آیند. بخش فتوسنتز کننده کربوهیدرات ها را ایجاد می نماید و بخش قارچ مواد معدنی را تامین نموه و از فتوسنتز کننده حمایت می کند. گلسنگ ها در مقابل انجماد و خشکی مقاومت بالایی دارند و در این شرایط به خواب می روند.
میکرو ب های موجود در آب
مهمترین میکروب هایی که در آب می بایست مورد توجه قرار گیرد شامل موارد زیر است :
تعداد کل کلی فرم ها و کلیفرم های مدفوعی
باکتری های بیماری زا ( پاتوژن ها ) مانند سالمونا ، شیگلا ، ویبریوکلرا ، اشرشیاکلی ، کامپیلوباکتر ، لپتوسپیرا و هلیکوباکتر
ویروس ها
انگل های بیماری زا
میکروب ها به دلیل موارد زیر وارد آب می شوند :
ورود جریان فاضلاب و شیرابه ناشی از فعالیت های انسانی
فزولات انوان حیوانات و موجودات زنده
عبور جریان آب در سطح زمین و تماس با خاک میکروب وارد آب های طبیعی می شود.
گرد و غبار موجود در هوا که وارد آب های طبیعی می شود
انواع باکتری ها بر مبنای تغذیه
باکتری های هتروتروپیک : این نوع از باکتری ها از مواد آلی به عنوان منبع انرژی جهت حرکت ، تنفس و تکثیر استفاده می کنند و قادر به تجزیه مواد معدنی نیستند. باکتری های بیماری زا اساسا از نوع باکتری های هتروتروپیک هستند. و شامل سه دسته زیر می باشند.
باکتری های هوازی : برای رشد و فعالیت به اکسیژن نیاز دارند.
باکتری های بی هوازی ( غیر هوازی حقیقی ) : فقط در محیط های عاری از اکسیژن قادر به رشد و فعالیت هستند.
باکتری های دوگانه زی ( غیر هوازی اختیاری ) : می توانند در شرایط حضور و یا عدم حضور اکسیژن رشد و فعالیت نمایند.
باکتری های هتروتروپیک : این نوع از اکسید نمودن مواد معدنی منبع انرژی جهت حرکت ، تنفس و تکثیر استفاده می کنند. مهمترین این باکتری ها به شرح زیر هستند :
باکتری های سولفور : تولید سولفوریک می نمایند که موجب خوردگی شدید در شبکه های انتقال آب و پساب می شود.
باکتری های آهن : با تبدیل Fe به Fe(OH)3 موجب ایجاد رنگ قهوه ای ، بو و طعم نامطلوب در آب می شوند. به منظور حذف این باکتری ها عموما از کلرزنی استفاده می شود.
باکتری های ازت
میکروارگانیسم های تصفیه فاضلاب
میکروارگانیسم هایی که در تصفیه فاضلاب نقش دارند شامل موارد زیر می باشند :
باکتری ها
قارچ ها
پروتوزواها
روتیفرها
جلبک ها
باکتری های تصفیه فاضلاب
باکتری ها مهمترین میکروارگانیسم ها در تصفیه فاضلاب هستند. باکتری ها از طریق فاضلاب انسانی ( مدفوع انسانی ) ، آب و خاک وارد فاضلاب می شوند. مهمترین باکتری های موجود در فاضلاب بهداشتی انسانی شامل موارد زیر می باشند.
متانوژن ها یا باکتری های متان ساز
میکروارگانیسم های رشته ای
میکروارگانیزم های رشته ای در تصفیه فاضلاب اثرات منفی دارند و عموما موجب تولید کف لزج قهوه ای شکلاتی بر روی سطح مخازن هوادهی و کفاب ( کف متلاشی شده ) روی سطح زلال ساز های ثانویه می شوند. میکروارگانیزم های رشته ای شامل سه گروه می شوند :
باکتری ها
قارچ ها
جلبک ها
باکتری های رشته ای در فاضلاب
تـاکنون حـدود سی نـوع بـاکتری رشـته ای بـه عنـوان عامل ایجادکننده بالکینـگ شـناخته شـده انـد که تقریبا ۹۰ تـا ۹۵ درصـد از مـوارد بالکینگ به دلیل گونه های مشخصی از باکتری ها می باشد که مهمترین آن ها به شرح زیر است :
Nocardia یا نوکاردیا فرم : معمولا به دلیل پایین بـودن نسـبت غـذا بـه باکتری یعنی نسبت F/M یا به عبارتی میزان بار آلی کم در فاضلاب
Nostocodia limicola : در فاضلاب هایی با غلظت های بالایی از انواع سولفیدها ( ترکیبات گوگردی ) و اسیدهای آلی و همچنین به دلیل کمبـود میزان نیتروژن و فسفر
Haliscomenbacter hydrosis : معمولا به دلیل کمبود اکسیژن ایجاد می شود.
Sphaerotilus natans : معمولا به دلیل کمبود اکسیژن ایجاد می شود.
Microthrix parvicella : غلظت هـای زیـاد ترکیبات روغنی ، همچنین نسبت غذا به باکتری پایین و نیز در لجن فعال با سـن طـولانی
Beggiatoa یا بژیاتوا : غلظت های بالای ترکیبات گوگردی
گونه های ۰۰۴۱ : معمولا به دلیل پایین بـودن نسـبت غـذا بـه باکتری یعنی نسبت F/M یا به عبارتی میزان بار آلی کم در فاضلاب
گونه های ۱۷۰۱ : معمولا به دلیل کمبود اکسیژن ایجاد می شود.
Thiothrix : در شرایط بیهوازی ، غلظت های بالایی از انواع سولفیدها ( ترکیبات گوگردی ) رشد می کنند.
گونه های ۰۲۱n : در شرایط بیهوازی ، غلظت های بالایی از انواع سولفیدها ( ترکیبات گوگردی ) و کمبود مواد مغذی رشد می کنند.
قارچ های رشته ای در فاضلاب
قارچ های رشته ای : معمولا در pH کمتر از ۶/۵ و شرایط کمبود مواد مغزی ایجاد می شوند.