Защо отпадъчните води с високо съдържание на сол са толкова трудни за пречистване?Първо трябва да разберем какво представляват отпадъчните води с високо съдържание на сол и въздействието на отпадъчните води с високо съдържание на сол върху биохимичната система!Тази статия разглежда само биохимичното третиране на отпадъчни води с високо съдържание на сол!
1. Какво представляват отпадъчните води с високо съдържание на сол?
Отпадъчните води с високо съдържание на сол се отнасят до отпадъчни води с общо съдържание на сол най-малко 1% (еквивалентно на 10 000 mg/L).Той идва главно от химически заводи и събирането и преработката на нефт и природен газ.Тези отпадъчни води съдържат различни вещества (включително соли, масла, органични тежки метали и радиоактивни материали).Солените отпадъчни води се произвеждат от широк спектър от източници и количеството вода нараства от година на година.Премахването на органичните замърсители от солените отпадъчни води има важно въздействие върху околната среда.За лечение се използват биологични методи.Солните вещества с висока концентрация имат инхибиторен ефект върху микроорганизмите.Използват се физични и химични методи за пречистване, което изисква големи инвестиции и високи експлоатационни разходи и трудно може да се постигне очакваният пречистващ ефект.Използването на биологични методи за пречистване на такива отпадъчни води все още е в центъра на изследванията у нас и в чужбина.
Видовете и химичните свойства на органичните вещества в органичните отпадъчни води с високо съдържание на сол варират значително в зависимост от производствения процес, но съдържащите се соли са предимно соли като Cl-, SO42-, Na+, Ca2+.Въпреки че тези йони са основни хранителни вещества за растежа на микроорганизмите, те играят важна роля в насърчаването на ензимните реакции, поддържането на мембранния баланс и регулирането на осмотичното налягане по време на растежа на микроорганизмите.Въпреки това, ако концентрацията на тези йони е твърде висока, това ще има инхибиращ и токсичен ефект върху микроорганизмите.Основните прояви са: висока концентрация на соли, високо осмотично налягане, дехидратация на микробните клетки, причиняваща отделяне на клетъчната протоплазма;изсоляването намалява активността на дехидрогеназата;високо съдържание на хлоридни йони Бактериите са токсични;концентрацията на сол е висока, плътността на отпадъчните води се увеличава и активната утайка лесно плава и се губи, като по този начин сериозно засяга пречистващия ефект на системата за биологично третиране.
2. Ефект на солеността върху биохимичните системи
1. Водят до дехидратация и смърт на микроорганизмите
При по-високи концентрации на сол основната причина са промените в осмотичното налягане.Вътрешността на бактерията е полузатворена среда.Той трябва да обменя полезни материали и енергия с външната среда, за да поддържа жизнеността си.Въпреки това, той трябва също така да предотвратява навлизането на повечето външни вещества, за да се избегне увреждане на вътрешната биохимия.Намеса и възпрепятстване на реакцията.
Увеличаването на концентрацията на сол води до това, че концентрацията на разтвора вътре в бактериите е по-ниска от тази във външния свят.Освен това, поради характеристиката на водата, която се движи от ниска концентрация към висока концентрация, голямо количество вода се губи в бактериите, причинявайки промени в тяхната вътрешна биохимична реакционна среда, като в крайна сметка унищожава процеса на тяхната биохимична реакция, докато не бъде прекъснат., бактериите умират.
2. Възпрепятстване на процеса на усвояване на микробните вещества и блокиране на тяхната смърт
Клетъчната мембрана има характеристиката на селективна пропускливост за филтриране на вещества, вредни за жизнената дейност на бактериите, и абсорбиране на вещества, полезни за нейната жизнена дейност.Този процес на абсорбция се влияе пряко от концентрацията на разтвора, чистотата на материала и т.н. на външната среда.Добавянето на сол води до нарушаване или блокиране на абсорбционната среда на бактериите, което в крайна сметка води до инхибиране или дори смърт на жизнената активност на бактериите.Тази ситуация варира значително поради индивидуалните бактериални условия, видовете условия, видовете сол и концентрациите на сол.
3. Отравяне и смърт на микроорганизми
Някои соли ще навлязат във вътрешността на бактериите заедно с техните жизнени дейности, унищожавайки вътрешните им биохимични реакционни процеси, а някои ще взаимодействат с клетъчната мембрана на бактериите, което ще доведе до промяна на свойствата им и вече не ги защитава или вече не може да абсорбира определени вредни вещества за бактериите.Полезни вещества, като по този начин причиняват инхибиране на жизнената активност на бактериите или смъртта на бактериите.Сред тях солите на тежките метали са представителни и някои методи за стерилизация използват този принцип.
Изследванията показват, че въздействието на високата соленост върху биохимичното третиране се отразява главно в следните аспекти:
1. Тъй като солеността се увеличава, растежът на активната утайка е засегнат.Промените в неговата крива на растеж са следните: периодът на адаптация се удължава;скоростта на растеж в логаритмичния период на растеж става по-бавна;и продължителността на периода на забавяне на растежа става по-дълга.
2. Солеността засилва микробното дишане и клетъчния лизис.
3. Солеността намалява биоразградимостта и разградимостта на органичната материя.Намалете скоростта на отстраняване и степента на разграждане на органичната материя.
3. Колко висока концентрация на сол може да издържи биохимичната система?
Съгласно „Стандарт за качество на водите за отпадъчни води, зауствани в градската канализация“ (CJ-343-2010), при постъпване в пречиствателна станция за вторично пречистване, качеството на отпадъчните води, зауствани в градската канализация, трябва да отговаря на изискванията на степен B (Таблица 1), сред които хлорни химикали 600 mg/L, сулфат 600 mg/L.
Съгласно Приложение 3 на „Кодекс за проектиране на външна канализация“ (GBJ 14-87) (изданията GB50014-2006 и 2011 не уточняват съдържанието на сол), „Допустима концентрация на вредни вещества във входящата вода на структурите за биологично третиране“, допустимата концентрация на натриев хлорид е 4000 mg/L.
Данните от инженерния опит показват, че когато концентрацията на хлоридни йони в отпадъчните води е по-голяма от 2000 mg/L, активността на микроорганизмите ще бъде инхибирана и скоростта на отстраняване на COD ще бъде значително намалена;когато концентрацията на хлоридни йони в отпадъчните води е по-голяма от 8000 mg/L, обемът на утайката ще се увеличи.Разширяването, голямо количество пяна се появява на повърхността на водата и микроорганизмите ще умрат един след друг.
При нормални обстоятелства, ние вярваме, че концентрация на хлоридни йони, по-висока от 2000 mg/L и съдържание на сол под 2% (еквивалентно на 20000 mg/L), могат да бъдат третирани чрез метода на активната утайка.Въпреки това, колкото по-високо е съдържанието на сол, толкова по-дълго е времето за аклиматизация.Но запомнете едно нещо, съдържанието на сол във входящата вода трябва да е стабилно и да не може да се колебае твърде много, в противен случай биохимичната система няма да може да го издържи.
4. Мерки за биохимично системно пречистване на високосолени отпадъчни води
1. Опитомяване на активна утайка
Когато солеността е по-малка от 2g/L, солените отпадни води могат да бъдат пречистени чрез опитомяване.Чрез постепенно увеличаване на съдържанието на сол в биохимичната захранваща вода, микроорганизмите ще балансират осмотичното налягане в клетките или ще защитят протоплазмата в клетките чрез собствените си механизми за регулиране на осмотичното налягане.Тези регулаторни механизми включват натрупването на вещества с ниско молекулно тегло, за да образуват нов извънклетъчен защитен слой и да се регулират.Метаболитни пътища, промени в генетичния състав и др.
Следователно нормалната активна утайка може да третира отпадъчни води с високо съдържание на сол в определен диапазон на концентрация на сол чрез опитомяване за определен период от време.Въпреки че активната утайка може да увеличи обхвата на толерантност към солта на системата и да подобри ефективността на третиране на системата чрез опитомяване, опитомяването на активната утайка Микроорганизмите имат ограничен диапазон на толерантност към солта и са чувствителни към промените в околната среда.Когато средата на хлоридните йони се промени внезапно, адаптивността на микроорганизмите ще изчезне незабавно.Опитомяването е само временно физиологично приспособяване на микроорганизмите към околната среда и няма генетични характеристики.Тази адаптивна чувствителност е много вредна за пречистването на отпадъчни води.
Времето за аклиматизация на активната утайка обикновено е 7-10 дни.Аклиматизацията може да подобри поносимостта на микроорганизмите в утайката към концентрацията на сол.Намаляването на концентрацията на активната утайка в ранния етап на аклиматизация се дължи на увеличаването на солевия разтвор, който отравя микроорганизмите и причинява смъртта на някои микроорганизми.Показва отрицателен растеж.В по-късния етап на опитомяване микроорганизмите, които са се адаптирали към променената среда, започват да се възпроизвеждат, така че концентрацията на активната утайка се увеличава.Поемане на премахването наCODчрез активна утайка в 1,5% и 2,5% разтвори на натриев хлорид като пример, нивата на отстраняване на COD в ранните и късните етапи на аклиматизация са съответно: 60%, 80% и 40%, 60%.
2. Разредете водата
За да се намали концентрацията на сол в биохимичната система, входящата вода може да се разреди, така че съдържанието на сол да е по-ниско от токсичната гранична стойност и биологичното третиране няма да бъде възпрепятствано.Предимството му е, че методът е прост и лесен за работа и управление;неговият недостатък е, че увеличава мащаба на обработката, инфраструктурните инвестиции и оперативните разходи.
3. Изберете устойчиви на сол бактерии
Халотолерантните бактерии са общ термин за бактерии, които могат да понасят високи концентрации на сол.В промишлеността те са предимно облигатни щамове, които се скринират и обогатяват.В момента най-високото съдържание на сол може да се толерира при около 5% и може да работи стабилно.Също така се счита за вид отпадна вода с високо съдържание на сол.Биохимичен метод на лечение!
4. Изберете разумен поток на процеса
Избират се различни процеси на третиране за различни концентрации на съдържание на хлоридни йони и анаеробният процес е подходящо избран, за да се намали обхватът на толерантност на концентрацията на хлоридни йони в последващата аеробна секция.
Когато солеността е по-голяма от 5 g/L, изпаряването и концентрацията за обезсоляване е най-икономичният и ефективен метод.Други методи, като например методи за култивиране на бактерии, съдържащи сол, имат проблеми, които са трудни за работа в индустриалната практика.
Компанията Lianhua може да осигури бърз анализатор на COD за тестване на отпадъчни води с високо съдържание на сол, тъй като нашият химически реагент може да защити десетки хиляди смущения от хлоридни йони.
Време на публикуване: 25 януари 2024 г
