如何理解微生物的三種吃法?
好氧呼吸——和辣妹嗨
厭氧呼吸——和一般妹子嗨
發(fā)酵——自嗨
前面我們對龐大的微生物社會(huì )做了三層分類(lèi),不得不說(shuō)這也是個(gè)復雜的社會(huì ),可見(jiàn)做個(gè)微生物也是不容易。
但是盡管復雜,我們還是要和它們和諧相處,要好屎好尿伺候好它們,因為它們就好這一口,也有這個(gè)牙口,是人類(lèi)離不開(kāi)的好朋友。
這里人類(lèi)不要有什么優(yōu)越感,因為反過(guò)來(lái)也是一樣的,我們的喝的酒、醋、酸奶等等也都是微生物的屎尿(代謝產(chǎn)物)。大自然就是這樣,大家合作共生,相濡以屎尿。
通過(guò)分類(lèi),我們大概搞清楚了,我們要打交道的是化能型的一類(lèi),也就是靠吃屎活著(zhù)的一類(lèi),因為這種方式更加靈活、方便。其中又以點(diǎn)外賣(mài)吃的(異養)為多、自己做飯吃的(自養)較少。
而且我們知道了它們生活環(huán)境的三種類(lèi)型,一種必須有氧,一種必須無(wú)氧,還有一種隨便,有氧、無(wú)氧都可以,自然界第三種最多。不得不說(shuō)有兩把刷子的就是牛逼,細想一下,這跟人一個(gè)道理,行走江湖,適應更多環(huán)境的,往往吃得開(kāi)。
(科普一下,兼性,兼氧,兼性厭氧,兼性好氧,都是一回事,凡是見(jiàn)到這類(lèi)羅里吧嗦的詞匯,一概按照兼性處理。)
生活環(huán)境是否需氧是針對微生物的“吃法”而言的,其吃法大概分為三種,好氧呼吸、厭氧呼吸、發(fā)酵。屎有千千萬(wàn),吃法分三種。
三種吃法的實(shí)際過(guò)程分別是,食物和氧氣反應放能,食物和硫酸根、硝酸根、碳酸根等無(wú)機氧化物反應放能,食物自身分解放能。
但是這種解釋沒(méi)有靈魂,不夠形象,關(guān)鍵是不夠通俗。
通俗來(lái)講,這三種吃法就好比是做愛(ài),好氧呼吸是和辣妹嗨,厭氧呼吸一般妹子嗨,發(fā)酵是自嗨。第一種最徹底、最燃、最爽,第二種一般燃、一般爽,第三種就那樣、有那么點(diǎn)感覺(jué)。微生物的三種吃法獲取能量的多少也是同樣的道理,越徹底越多。
那么問(wèn)題來(lái)了,為什么要有多種吃法?為什么大家不能都用好氧呼吸這種痛快的吃法?
這是自然規律決定的,有吃食物的、就得有靠光照的,有吃肉的、就得有吃草的,有拉屎的、就得有吃屎的,有用氧的、就得有不用氧的。返回到人也一樣,如果都得跟辣妹嗨,那很多人就沒(méi)得嗨了。
而從工程應用的實(shí)際意義來(lái)看,三種吃法都有其獨特性,但都是不可或缺的。好氧法有處理效率快的優(yōu)點(diǎn)、也有能耗高的缺點(diǎn),也就是吃得快,但是費電、費工具;厭氧消化有處理效率慢的缺點(diǎn)、也有處理難處理廢水的優(yōu)點(diǎn),也就是吃得慢,但是能啃硬骨頭。
而只有三種“吃法”配合起來(lái)用,才能達到最好的效果,比如硝化和反硝化的前后配合。所以說(shuō)一個(gè)吃貨的戰斗力是有限的,一群吃貨的能力才叫牛逼。
生化工藝的兩大流派
好氧處理——閃擊戰
厭氧處理——攻堅戰
水處理工程做的事情,就是統領(lǐng)億萬(wàn)微生物吃貨大軍,有組織、有策略、有效率地狂吃狂吃,不停地吃,以最佳狀態(tài)吃。人類(lèi)訓練這支軍隊的最高準則就是——能吃、吃得快、吃得盡。
在百年來(lái)工程師們的不斷摸索中,總結出了兩大流派的戰法——利用好氧呼吸的好氧生物處理法、利用厭氧呼吸和發(fā)酵的厭氧生物處理法。
這兩大流派的戰法中,排兵布陣、所用的兵種(菌種)各不相同。這跟打仗是一個(gè)道理,空戰要用空軍,陸戰要陸軍,海戰要用海軍。
好氧處理主要用的是好氧菌以及兼性菌,主要有細菌(以好氧異養為主,再有硝化細菌等專(zhuān)性好氧菌)、以及酵母菌等兼性菌。相當于閃擊戰。
這其中,好氧異養菌是主戰部隊,完成主要任務(wù),即消滅有機物;硝化菌相當于特種部隊,數量少,但是執行關(guān)鍵、特殊任務(wù),即除氨氮,需要配備將強的火力(氧氣);兼性菌則是輔助力量。
而厭氧處理的情況則相對嚴密一些,屬于攻堅戰。大的方面分為兩個(gè)菌種,不產(chǎn)甲烷微生物和產(chǎn)甲烷微生物。不產(chǎn)甲烷微生物又分為三類(lèi),發(fā)酵型細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌、同型產(chǎn)乙酸細菌,三類(lèi)微生物分別作用于三個(gè)階段,加上后面的產(chǎn)甲烷階段,構成了厭氧消化前后銜接的的全部四個(gè)階段。
這類(lèi)戰役相當于你帶領(lǐng)了一支微生物軍隊打仗,敵人比較頑強,而且塊頭大,你琢磨一下子拿不下,就先動(dòng)用發(fā)酵菌上去把對方打散。再一看比原來(lái)小了些,但對方塊頭還是有點(diǎn)大,這回你出動(dòng)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌上去做了進(jìn)一步打散,經(jīng)過(guò)這門(mén)兩輪轟炸,敵人就好收拾多了。
剩下的就是打掃戰場(chǎng)了,由于前面打得太散,炸出了太多的氫氣、二氧化碳小分子,需要邊整合邊收拾,其中同型產(chǎn)乙酸菌就負責這部分任務(wù),另外就是產(chǎn)甲烷菌也會(huì )負責一部分,但是產(chǎn)甲烷菌的主要任務(wù)是是把前面三個(gè)過(guò)程打散和整合出來(lái)的乙酸變成戰利品甲烷。至此,這場(chǎng)戰役就結束了。
這場(chǎng)戰役是在厭氧環(huán)境下進(jìn)行的,尤其是后面產(chǎn)甲烷菌打掃戰場(chǎng)的階段。
好氧、厭氧處理大致就是這么回事兒,實(shí)際的工程應用中,這兩種打法會(huì )配合使用。這就是生物多樣化的好處,這樣大家互相配合才能有的吃。
對微生物的組織管理和治軍有一個(gè)很大的相似性——都要求凝聚力,軍隊有了凝聚力才能指哪打哪,才好統領(lǐng),微生物也是一樣的道理,也要有較好的凝聚性,如果太散了就不好管理,就會(huì )出現起泡、膨脹等現象,最終影響吃屎的效果。