Procese Fizico-Chimice

3.4.4. MECANISMUL BIODEGRADĂRII SUBSTANŢELOR ORGANICE DIN APELE UZATE

Epurarea biologică este procesul tehnologic prin care impurităţile organice din apele uzate sunt transformate, de către o cultură de microorganisme, în produşi de degradare inofensivi (CO2, H2O, alte produse şi în masa celulară nouă (biomasă). Cultura de microorganisme poate fi dispersată în volumul de reacţie al instalaţiilor de epurare, cultura numindu-se ,,nămol activ’’.

În ansamblu, diferitele reacţii biochimice ale metabolismului îndeplinesc patru funcţii esenţiale pentru viaţa celulei, şi anume:

producerea subunităţilor folosite pentru construcţia constituenţilor celulari, pornind de la substanţele nutritive;

eliberarea de energie şi stocarea acesteia sub diverse forme;

activarea subunităţilor de construcţie pe baza energiei stocate;

formarea de nou material celular prin utilizarea substanţelor.

Aceste aspecte sunt reprezentate schematic în figura 3.4.

O importanţă deosebită în epurarea biologică o are transferul de poluanţi din apa uzată spre biomasă prin contact interfacial şi prin fenomenul de sorbţie (adsorbţie şi absorbţie). Aceste operaţii sunt rapide şi eficiente în următoarele condiţii:

interfaţa apă uzată – biomasă să fie mare;

gradientul de concentraţie a substanţei de îndepărtat în procesul epurării biologice să aibă pantă abruptă, să nu formeze la interfaţă pelicule lichide care să împiedice transferul de substanţe în şi din celulele microorganismelor sau să se acumuleze substanţe nocive.

Schematic, procesul de epurare biologică are loc în bioreactor astfel: substanţele organice din apele uzate sunt adsorbite şi concentrate la suprafaţa biomasei.

Aici, prin activitatea enzimelor eliberate de celulă (exoenzime), substanţele sunt descompuse în unităţi mai mici care pătrund în celula microorganismelor unde sunt metabolizate. În interiorul celulei unităţile materiale care au pătruns prin membrană sunt folosite, pe de o parte, la obţinerea energiei în cadrul reacţiilor de dezasimilaţie, iar pe de altă parte, la crearea unui material celular nou în faza de asimilaţie.

Principalul fenomen producător de energie, în timpul reacţiilor metabolice de dezasimilaţie, este formarea apei prin oxidarea biochimică a substanţelor organice. Energia produsă în această fază este utilizată pentru:

sinteza unui material celular nou;

mişcarea celulelor – mobilitate;

respiraţie.