Proč je čištění odpadních vod s vysokým obsahem soli tak obtížné? Nejprve musíme pochopit, co jsou odpadní vody s vysokým obsahem soli a jaký je jejich dopad na biochemický systém! Tento článek pojednává pouze o biochemickém čištění odpadních vod s vysokým obsahem soli!
1. Co je to odpadní voda s vysokým obsahem soli?
Odpadní voda s vysokým obsahem soli je odpadní voda s celkovým obsahem soli alespoň 1 % (ekvivalent 10 000 mg/l). Pochází převážně z chemických závodů a ze sběru a zpracování ropy a zemního plynu. Tato odpadní voda obsahuje řadu látek (včetně solí, olejů, organických těžkých kovů a radioaktivních materiálů). Slaná odpadní voda vzniká z široké škály zdrojů a množství vody rok od roku roste. Odstraňování organických znečišťujících látek ze slané odpadní vody má významný dopad na životní prostředí. K čištění se používají biologické metody. Vysoce koncentrované soli mají inhibiční účinek na mikroorganismy. K čištění se používají fyzikální a chemické metody, které vyžadují velké investice a vysoké provozní náklady a je obtížné dosáhnout očekávaného čisticího účinku. Použití biologických metod k čištění těchto odpadních vod je stále předmětem výzkumu v tuzemsku i v zahraničí.
Typy a chemické vlastnosti organické hmoty v organické odpadní vodě s vysokým obsahem soli se značně liší v závislosti na výrobním procesu, ale obsažené soli jsou většinou soli jako Cl-, SO42-, Na+, Ca2+. Ačkoli jsou tyto ionty nezbytnými živinami pro růst mikroorganismů, hrají důležitou roli při podpoře enzymatických reakcí, udržování membránové rovnováhy a regulaci osmotického tlaku během růstu mikroorganismů. Pokud je však koncentrace těchto iontů příliš vysoká, bude to mít na mikroorganismy inhibiční a toxické účinky. Hlavní projevy jsou: vysoká koncentrace soli, vysoký osmotický tlak, dehydratace mikrobiálních buněk, což způsobuje separaci buněčné protoplazmy; vysolování snižuje aktivitu dehydrogenázy; vysoký obsah chloridových iontů. Bakterie jsou toxické; při vysoké koncentraci soli se zvyšuje hustota odpadní vody a aktivovaný kal snadno plave a ztrácí se, což vážně ovlivňuje čisticí účinek biologického čistícího systému.
2. Vliv slanosti na biochemické systémy
1. Vést k dehydrataci a smrti mikroorganismů
Při vyšších koncentracích solí jsou hlavní příčinou změny osmotického tlaku. Vnitřek bakterie je polouzavřené prostředí. Aby si udržela vitalitu, musí si s vnějším prostředím vyměňovat prospěšné látky a energii. Musí však také zabránit vstupu většiny vnějších látek, aby se zabránilo poškození vnitřní biochemie. Rušení a maření reakce.
Zvýšení koncentrace soli způsobuje, že koncentrace roztoku uvnitř bakterií je nižší než ve vnějším světě. Navíc kvůli charakteristickému přechodu vody z nízké koncentrace do vysoké se v bakteriích ztrácí velké množství vody, což způsobuje změny v jejich vnitřním biochemickém reakčním prostředí a nakonec ničí jejich biochemický reakční proces, dokud není přerušen. Bakterie hynou.
2. Narušení procesu absorpce mikrobiálních látek a blokování jejich smrti
Buněčná membrána má vlastnost selektivní propustnosti pro filtrování látek škodlivých pro životní aktivity bakterií a absorpci látek prospěšných pro jejich životní aktivity. Tento proces absorpce je přímo ovlivněn koncentrací roztoku, čistotou materiálu atd. vnějšího prostředí. Přidání soli způsobuje narušení nebo blokování bakteriálního absorpčního prostředí, což nakonec vede k inhibici nebo dokonce úhynu bakterií. Tato situace se značně liší v závislosti na individuálních bakteriálních podmínkách, druhových podmínkách, typech solí a jejich koncentraci.
3. Otrava a smrt mikroorganismů
Některé soli se dostanou do nitra bakterií spolu s jejich životními aktivitami a naruší jejich vnitřní biochemické reakční procesy, a některé interagují s buněčnou membránou bakterií, což způsobí změnu jejich vlastností a bakterie přestanou chránit nebo nebudou schopny absorbovat určité látky škodlivé pro bakterie. Prospěšné látky způsobí inhibici životně důležité činnosti bakterií nebo jejich smrt. Mezi nimi jsou soli těžkých kovů reprezentativní a některé sterilizační metody tento princip využívají.
Výzkum ukazuje, že vliv vysoké slanosti na biochemické čištění se projevuje především v následujících aspektech:
1. S rostoucí slaností je ovlivněn růst aktivovaného kalu. Změny v jeho růstové křivce jsou následující: adaptační období se prodlužuje, tempo růstu v logaritmickém růstovém období se zpomaluje a doba trvání zpomalovacího růstového období se prodlužuje.
2. Slanost posiluje mikrobiální dýchání a buněčnou lýzu.
3. Slanost snižuje biologickou rozložitelnost a degradovatelnost organické hmoty. Snižuje rychlost odstraňování a rychlost rozkladu organické hmoty.
3. Jak vysokou koncentraci soli dokáže biochemický systém odolat?
Podle „Normy kvality vody pro odpadní vody vypouštěné do městské kanalizace“ (CJ-343-2010) by při vstupu do čistírny odpadních vod k sekundárnímu čištění měla kvalita odpadních vod vypouštěných do městské kanalizace splňovat požadavky stupně B (tabulka 1), mezi nimiž jsou chlor, chemikálie 600 mg/l, sírany 600 mg/l.
Podle dodatku 3 „Předpisů pro navrhování venkovních odvodnění“ (GBJ 14-87) (vydání GB50014-2006 a 2011 neuvádějí obsah soli), „Přípustná koncentrace škodlivých látek ve vstupní vodě biologických čistíren“, je přípustná koncentrace chloridu sodného 4000 mg/l.
Zkušenosti z inženýrství ukazují, že pokud je koncentrace chloridových iontů v odpadní vodě vyšší než 2000 mg/l, aktivita mikroorganismů je inhibována a rychlost odstraňování CHSK se výrazně snižuje; pokud je koncentrace chloridových iontů v odpadní vodě vyšší než 8000 mg/l, objem kalu se zvyšuje. V důsledku expanze se na hladině vody objevuje velké množství pěny a mikroorganismy jeden po druhém hynou.
Za normálních okolností se domníváme, že koncentrace chloridových iontů vyšší než 2000 mg/l a obsah soli nižší než 2 % (ekvivalent 20 000 mg/l) lze čistit metodou aktivovaného kalu. Čím vyšší je však obsah soli, tím delší je doba aklimatizace. Pamatujte však na jednu věc: obsah soli v přiváděné vodě musí být stabilní a nesmí příliš kolísat, jinak by biochemický systém nebyl schopen to odolat.
4. Opatření pro biochemické čištění odpadních vod s vysokým obsahem soli
1. Domestikace aktivovaného kalu
Pokud je slanost nižší než 2 g/l, lze slanou odpadní vodu čistit domestikací. Postupným zvyšováním obsahu soli v biochemické napájecí vodě mikroorganismy vyrovnávají osmotický tlak v buňkách nebo chrání protoplazmu v buňkách pomocí vlastních mechanismů regulace osmotického tlaku. Mezi tyto regulační mechanismy patří akumulace látek s nízkou molekulovou hmotností za účelem vytvoření nové extracelulární ochranné vrstvy a jejich samoregulace. Metabolické dráhy, změny genetického složení atd.
Normální aktivovaný kal proto může po určitou dobu čistit odpadní vodu s vysokým obsahem soli v určitém rozmezí koncentrace soli pomocí domestikace. Ačkoli aktivovaný kal může domestikací zvýšit rozsah tolerance soli v systému a zlepšit účinnost čištění, domestikace aktivovaného kalu. Mikroorganismy mají omezený rozsah tolerance soli a jsou citlivé na změny prostředí. Když se prostředí s chloridovými ionty náhle změní, adaptabilita mikroorganismů okamžitě zmizí. Domestikace je pouze dočasná fyziologická úprava mikroorganismů k přizpůsobení se prostředí a nemá žádné genetické vlastnosti. Tato adaptivní citlivost je pro čištění odpadních vod velmi škodlivá.
Doba aklimatizace aktivovaného kalu je obvykle 7–10 dní. Aklimatizace může zlepšit toleranci kalových mikroorganismů ke koncentraci soli. Snížení koncentrace aktivovaného kalu v rané fázi aklimatizace je způsobeno nárůstem mikroorganismů, které otravují solný roztok, a způsobují úhyn některých mikroorganismů. Vykazuje negativní růst. V pozdější fázi domestikace se mikroorganismy, které se adaptovaly na změněné prostředí, začnou množit, takže koncentrace aktivovaného kalu se zvyšuje. OdstraněnímTRESKANapříklad aktivovaným kalem v 1,5% a 2,5% roztoku chloridu sodného je míra odstranění CHSK v rané a pozdní fázi aklimatizace: 60 %, 80 % a 40 %, respektive 60 %.
2. Zřeďte vodu
Aby se snížila koncentrace soli v biochemickém systému, lze přiváděnou vodu zředit tak, aby obsah soli byl nižší než toxický limit a biologické čištění nebylo brzděno. Výhodou je, že metoda je jednoduchá a snadno se ovládá a spravuje; nevýhodou je, že zvyšuje rozsah zpracování, investice do infrastruktury a provozní náklady.
3. Vyberte bakterie tolerantní k soli
Halotolerantní bakterie jsou obecný termín pro bakterie, které snášejí vysoké koncentrace soli. V průmyslu se většinou jedná o obligátní kmeny, které jsou testovány a obohacovány. V současné době je nejvyšší obsah soli tolerován kolem 5 % a může stabilně fungovat. Je také považován za druh odpadní vody s vysokým obsahem soli. Biochemická metoda čištění!
4. Zvolte rozumný postup procesu
Pro různé koncentrace obsahu chloridových iontů se volí různé procesy čištění a anaerobní proces se vhodně volí tak, aby se snížil toleranční rozsah koncentrace chloridových iontů v následující aerobní sekci.
Pokud je slanost vyšší než 5 g/l, je odpařování a zahušťování pro odsolování nejúspornější a nejúčinnější metodou. Jiné metody, jako například metody kultivace bakterií obsahujících sůl, mají problémy, které je obtížné realizovat v průmyslové praxi.
Společnost Lianhua může poskytnout rychlý analyzátor CHSK pro testování odpadních vod s vysokým obsahem soli, protože naše chemické činidlo dokáže chránit před desítkami tisíc chloridových iontů.
Čas zveřejnění: 25. ledna 2024
