مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نیتریفیکاسیون و دی نتیریفیکاسیون بیولوژیکی  Biological Nitrification & Denitrification

ترکیبات آلی در تصفیه بیولوژیکی خود تجزیه گشته و آمونیاک تولید می کند آمونیاک نیز توسط اکسید شدن تبدیل به یون نیترات ها و نیتریت ها می شود. اکسیده شدن آمونیاک از همان طریق هوادهی میسر می باشد گاهی نیز در هوادهی طولانیمقدار زیادی از آمونیاک تبدیل به نیترات می شود یعنی عمل نیتریفیکاسیون انجام می گیرد ولی چون زمان لازم برای نیتریفیکاسیون بیشتر از زمان لازم برای تصفیه و برداشت کربن آن بطریق بیولوژیکی می باشد، باید برای نیتریفیکاسیون نیز واحد جداگانه ای در نظر گرفت . از این جهت می توان از یک تانک هوادهی جداگانه برای نیتریفیکاسیون استفاده نمون یعنی پساب را ابتدا در یک تانک هوادهی تصفیه نمود (برداشت موادکربنه ) و سپس در تانک دیگر برداشت ازت یعنی نیتریفیکاسیون میسرخواهد شد. PH اپتیمم برای نیتریفیکاسیون 4/8 و حداقل غلظت اکسیژن باید 1 mg/l  باشد.

دینتیریفیکاسیون فعل و انفعالی است غیر هوازی و احتیاجی نیز به یک مبناء کربن دارد.از این نظر اغلب از متانول به غلظت حدود 60 mg/l  ( از شکر ، اتانول ، استون و استیک اسید نیز استفاده شده ) بعنوان مبناء کربن استفاده نمودهو در یک راکتور شیمائی – بیو شیمائی مثل یک ستون پکینگ دینتیریفیکاسیون را انجام می دهند .

دنیتریفیکاسیون و دینتیریفیکاسیون مراحلی هستند که پس ازمرحله تصفیه  بیولوژیکی قرارمی گیرند معمولا قادر به برداشت حدود 90% از ازت پساب می باشندالبته لازم به یادآوری است که درهمه تصفیه خانه ها این سیستم رعایت نمی شود و مساله مهم اکسیده شدن آمونیاک بوده ومراحل بعدی همیشه لازم بنظر نرسیده است

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

فتوسيستم ( Photosystem ) 
درون غشاي تيلاكوئيد مجموعه‌هاي گيرنده‌ي نوري وجود دارد كه از تعدادي پروتئين، مولكول‌هاي كلروفيل، كاروتنوئيدها و ساير رنگيزه‌هاي كمكي ساخته شده‌اند. اين مجموعه‌ها را فتوسيستم مي‌نامند.
دو نوع مولكول كلروفيل a در اين فتوسيستم‌ها شناخته شده است. يك نوع كلروفيل a كه حداكثر جذب نوري آن در طول موج 700 نانومتر است (P700) و نوع ديگر كلروفيل a كه حداكثر جذب نوري آن در 680 نانومتر است (P680). مجموعه‌ي گيرنده‌اي كه كلروفيل P700 دارد، فتوسيستم I و مجموعه‌ي گيرنده‌اي كه كلروفيل P680 دارد، فتوسيستم II نام دارد.

توليد ATP در واكنش‌هاي نوري فتوسنتز

در واكنش‌هاي نوري ابتدا فتوسيستم II فعال مي‌شود. الكترون‌هاي برانگيخته از فتوسيستم II وارد زنجير‌ه‌ي انتقال الكترون مي‌شوند.

 يكي از اجزاي اين زنجيره يك پمپ غشايي پروتئيني است. الكترون‌هاي برانگيخته هنگام عبور از اين پمپ مقداري از انرژي خود را از دست مي‌دهند. پمپ‌ غشايي با استفاده از اين انرژي يون‌هاي هيدروژن (+H) را از استروما به فضاي داخل تيلاكوئيد مي‌فرستد؛ اين يون‌هاي هيدروژن‌ و يون‌هاي هيدروژن حاصل از تجزيه‌ي آب سبب مي‌شوند كه pH فضاي درون تيلاكوئيد تا حدود 5 كاهش يابد و اين درحالي است كه pH استروما حدود 8 است. در نتيجه‌ي اين شيب غلظت، يون‌هاي هيدروژن از طريق پروتئين‌هايي در غشاي تيلاكوئيد، از فضاي درون تيلاكوئيد خارج و وارد استروما مي‌شوند. اين پروتئين‌ها علاوه بر آن كه كانال يوني هستند عمل آنزيمي نيز دارند، به‌طوري كه هنگام عبور دادن يون‌هاي هيدروژن از بخش كانال خود با افزودن گروه فسفات به ADP،‌ مولكول پر انرژي ATP را مي‌سازند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

جلبكهای دریایی یا Seaweed یا Macroalgae به لحاظ اهمیتی كه در جهان دارند، تخمین زده می شود كه كل تولید محصولات متنوع آنها معادل ۶ ـ ۵/۵ میلیارد دلار آمریكا در سال باشد(FAO)، كه حدود ۵ میلیارد دلار آمریكا به بخش فرآورده های غذایی و خوراك انسانی اختصاص می یابد و مابقی آن را كود و افزودنی های خوراك دام تشكیل می دهند. استفاده های صنعتی آن تقریبا ۸ ـ ۵/۷ میلیون تن (وزن تر) جلبك استحصالی از دریا یا پرورشی در سال است.برداشت تجاری آن در ۳۵ كشور جهان از نیمكره شمالی تا جنوبی، در آبهای سرد، معتدل تا تروپیكال صورت می گیرد. در ایران جلبك های دریایی در سواحل جنوبی كشور بویژه در سواحل سیستان و بلوچستان (چابهار) فراوان یافت می شوند كه بر اساس تقسیم بندی گیاه شناسان از هر سه گروه جلبك های سبز یا كلروفیت، جلبك های قهوه ای یا فیتوفیت و جلبك های قرمز یا رودوفیت در این منطقه وجود دارند. كشور چین یكی از بزرگترین تولید كنندگان جلبكهای خوراكی در دنیا بوده كه سالانه حدود ۵ میلیون تن برداشت می كند، بطوریكه در سال ۱۹۹۹، برداشت لامیناریای آن حدود ۵/۴ میلیون تن بوده و در حال حاضر نه تنها خود كفا بوده، بلكه یكی از بزرگترین صادر كننده لامیناریا بوده است. كشورهایی نظیر ژاپن، تایوان، كره ... نیز مدت طولانی است که در زمینه برداشت از دریا و پرورش فعالیت دارند و هر ساله میلیونها دلار ارز از تولید و صادرات آن بصورت خام یا بصورت عمل آوری شده ، بدست می آورند. بیش از ۱۸۵ گونه از جلبكها مصرف غذایی داشته كه از این مقدار ۲۵ گونه آن به جلبك های سبز، ۷۰ گونه آن به جلبكهای قهوه ای و ۹۰ گونه آن به جلبكهای قرمز اختصاص می یابد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

1- كاربرد در تهيه ي مواد غذايي:

مانند :1 . تولید فرآورده های تخمیری 2 . تولید پروتئین برای تغذیه دام 3 . تولید آنزیمها، ویتامینها واسیدهاي آمینه 4 . تولید انواع اسانس ها و عطرها 5 . پرورش قارچ های خوراکی و ...

مهمترين ميكروارگانيسم هايي كه اين كار را انجام مي دهند مخمرها، كپك ها و برخي از باكتري ها هستند. كه مخمر در ساخت الكل، آبجو وتولیداتانول ، گليسرول و دوغ و خامه ترش تخمیری و قهوه ، كاكائو وبالنگ و تولید scpو كپك ها در تهيه ي اسید سیتریک، گلوکونیک و پنير كاممبرت وآنزيم شبه رنين به كار مي رود. 

محصولاتي كه از ميكروارگانيسم هاي دست ورزي شده به دست مي آيد عبارتند از : 1.SCP (پروتئین تک یاخته)  2.تولید چربی 3.تولید اسیدآمینه 4.تولید افزودنی های غذایی 5.تولیدآنزیم ها

تعريف پروبيوتيك :

اصطلاح پروبيوتيك به "ارگانيسم هاي زنده اي" اطلاق مي شود كه در صورت مصرف مداوم آن ، باعث  "سلامت زايي" موثري براي ميزبان خود شوند.

پروبيوتيك، به عنوان صفت مواد غذايي حاوي اين باكتري ها هم به كار مي رود.   

فايده يپروبيوتيك ها :

با قرار گرفتن و پوشاندن نقاط اتصال ميكرو ارگانيسم هاي بيماري زا ، از رشد آنها جلوگيري مي كنند.

مواد غذايي موجود در بدن را قبل از اين كه توسط ميكروارگانيسم هاي بيماري زا مصرف شود، استفاده مي كنند. و موجب تحريك سيستم ايمني و دفاعي بدن در برابرباكتري هاي بيماري زا مي شود

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

تئوری آزمایش:

اندازه گیری تراکم باکتریهای هتروتروف هوازی و بی هوازی اختیاری در آب به نام شمارش بشقابی هتروتروفیک نامیده می شود. (باکتری های هتروتروف انرژی خود را از طریق اکسیداسیون مواد آلی بدست می آورند همچنین مواد آلی به عنوان منبع کربن آنها می باشد). این روش، روش  استاندارد شده ای است. به خاطر اینکه بازیافتن تمام باکتری های موجود در یک نمونه آب با یک روش منحصر امکان پذیر نیست. روش های جدید برای بهبود بازیافت جمعیت باکتریایی هتروترفیک گسترش یافته است و روش ها و محیط کشت های جدید شناخته شده است. روش های مختلفی در مورد HPC وجود دارند که به آنها می پردازیم:

1-5-2-روش پورپلیت

تئوری روش آزمایش:

در این روش محدوده حجم نمونه یا نمونه رقیق شده انتخابی بین 1/0 تا 2 میلی لیتر متغیر است. این روش دارای اشکالاتی است از جمله اینکه محیط حرارت دیده تا 44 الی 46 درجه سانتیگراد می تواند سبب شوک حرارتی و استرس برای باکتریها شود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

موضوع آزمایش : IMViC (ایندول، متیل رد،وگس پرسکوئر و معرف سیترات)

مقدمه

شناسایی باکتری هایی که شامل گروه کلیفرم هستند گاهی برای تعیین ماهیت آلودگی غذا یا آب ضروری است. آزمایشهای افتراقی برای شناسایی باکتریهای فوق باید با این آگاهی انجام گیرد، که تمام سویه های طبقه بندی شده که به گروه کلیفرم نسبت داده شده ضرورتا نمی تواند با تعریف اعلام شده در این دستور کار کاملا مطابقت داشته باشد. زیرا برخی از باکتریها ممکن است لاکتوز را تخمیر نکنند و یا در صورت تخمیر گاز تولید نکنند. علاوه بر این باکتریهای گرم  منفی دیگر بجز کلیفرم ها، لاکتوز را تخمیر کرده و روی محیط کشت تولید درخشش می کنند(نظیر گونه های آئروموناس). اما تمام سویه های یک گونه واکنش یکسانی در محیط کشت نخواهند داشت. ارگانیسم ها جهش یافته، صدمه دیده و تغییر پذیر ممکن است به آزمایش ها پاسخ متفاوتی بدهند. هر چند آزمایش های متداول IMViC (یعنی ایندول، متیل رد، وگس پرسکوئر و معرف سیترات) برای تشخیص افتراقی کلیفرم ها مفید است اما شناسایی کاملی را فراهم نکرده و برای دستیابی به نتایج دقیق به آزمایش های بیوشیمیایی بیشتری نیاز است.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نسبت  fc/fs   اگر بیشتر از 4.4 باشد ، منبع آلودگی انسانی است ، اگر کمتر از 0.7 باشد حیوانی است. اگر 0.6 باشد آلودگی اردک ، 0.4 باشد گوسفند و مرغ  ، 0.2  گاو  ، 0.1  بوقلمون می باشد.بین 0.7 تا 4.4 حیوانی و انسانی است. 0.7 تا   4.4  سورس آلودگی گرایش به حیوانی دارد . 2.2 تا 4.4 گرایش به انسانی دارد.

محیط های کشت

محیط کشت آزید دکستروز براث

محیط PSE آگار

آبگوشت NaCl 5/6 درصد

محیط کشت آزاید دکسترویز براس و حاوی سدیم آزایت  می باشد.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آب دریاها و اقیانوس‌ها، به‌طور فزاینده‌ای آلوده می‌شوند، زیرا انسان‌ها آنها را سطل‌های زباله به‌شمار می‌آورند. کودکان به حال دلفین‌هائی که با خوردن کیسه‌های پلاستیکی به حالت خفگی می‌افتند و آن دسته از پرندگان دریائی که با نفت سیاه می‌شوند، تأسف می‌خورند. دانشمندان آلودگی را مشاهده و اندازه‌گیری می‌کنند و می‌گویند که نمی‌دانند تا کی اقیانوس‌ها چنین فشاری را تحمل خواهند کرد. مدافعان محیط زیست باید با خشونت اعلام کنند ”دریا سطل زباله نیست“ آسیب رساندن به آن را متوقف کنید.
هر سال، ۱ تا ۴ میلیون تن نفت به دریا ریخته می‌شود. مسلماً این آمار چشم‌گیر است. اما خطر بزرگ‌تر مربوط به هزاران تن موادی است که کشتی‌ها در مسیر حرکت به دریاها می‌ریزند.
ری گریفیتس، مسئول سابق برنامه آلودگی دریائی کمیسیون بین‌المللی اقیانوس‌شناسی یونسکو (IOC) در این باره چنین یادآوری می‌کند، (حوادثی مثل توری کنیون (۱۹۶۷) یا آموکوکادیز (۱۹۷۸) عظیم بودند، اما محیط دریاها قربانی سوء استفاده بی‌سروصدا، با عواقب بدتر در دراز مدت هستند، مثل تخلیه مواد سوختی نفتکش‌ها و نشت نفت زیاد ناشی از شستن مخازن در دریا.
به هر حال، بی‌احتیاطی صاحبان کشتی‌ها به تنهائی ۲۵ درصد از آلودگی دریا به هدروکربن‌ها را به‌دنبال دارد. به گفته تونی تاپ از ایستگاه زیست‌شناسی برمودا، این میزان رو به کاهش است. هم‌اکنون با بهتر شدن روش‌های حمل و نقل و جابه‌جائی محصولات نفتی، تجمع قیر در اقیانوس‌های آزاد رو به کاهش است از طرف دیگر، ۶۰۰ درصد چنین آلودگی‌هائی، از خشکی سرچشمه می‌گیرند که عمدتاً از طریق تخلیه روغن موتورهای مصرف شده از راه فاضلاب‌های شهری به آبها راه می‌یابند. ۱۵ درصد باقیمانده نیز از سکوهای ساحلی استخراج گاز طبیعی و نفت به‌وجود می‌آید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب