高濃度氯離子對廢水生物處理的毒害作用主要是通過升高的環境滲透壓而破壞微生物的細胞膜和菌體(ti) 內(nei) 的酶,從(cong) 而破壞微生物的生理活動。
微生物在等滲透壓下生長良好,如微生物在質量為(wei) 5~8.5g/L的NaC1溶液中;在低滲透壓(p(NaC1)=0.1g/L)下,溶液水分子大量滲入微生物體(ti) 內(nei) ,使微生物細胞發生膨脹,嚴(yan) 重者破裂,導致微生物死亡;在高滲透壓,(p(NaC1)=200g/L)下,微生物體(ti) 內(nei) 水分子大量滲到體(ti) 外(即:脫水),使細胞發生質壁分離。
微生物的單位結構是細胞,細胞壁相當於(yu) 半滲透膜,在氯離子濃度小於(yu) 等於(yu) 2000mg/L時,細胞壁可承受的滲透壓為(wei) 0.5-1.0大氣壓,即使加上細胞壁和細胞質膜有一定的堅韌性和彈性,細胞壁可承受的滲透壓也不會(hui) 大於(yu) 5-6大氣壓。
但當水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時,滲透壓大約將增大至10-30大氣壓,在這樣大的滲透壓下,微生物體(ti) 內(nei) 的水分子會(hui) 大量滲透到體(ti) 外溶液中,造成細胞失水而發生質壁分離,嚴(yan) 重者微生物死亡。工程經驗數據表明:當廢水中的氯離濃度大於(yu) 2000mg/L時,微生物的活性將受到抑止,COD去除率會(hui) 明顯下降;當廢水中的氯離子濃度大於(yu) 8000mg/L時,會(hui) 造成汙泥體(ti) 積膨脹,水麵泛出大量泡沫,微生物會(hui) 相繼死亡。
抑製汙泥活性的表現
當生化係統氯離子濃度大幅度突變時,汙泥的碳化性能和硝化性能會(hui) 很快減弱甚至消失,導致COD去除率明顯下降,硝化過程亞(ya) 硝酸鹽累積,即使提高汙水中的溶解氧,效果不明顯。也就是說,活性汙泥對氯離子濃度具有一定的容忍性,當氯離子濃度超過一定值時,係統降解能力下降,直至係統失去處理能力。
氯離子突然變化比氯離子逐漸變化對係統的幹擾更大。隨著氯離子的升高,有機物降解速率下降,因此低F/M(養(yang) 料與(yu) 活性汙泥在質量上的比值)更適合含氯離子廢水的處理。
氯離子改變汙泥中微生物的組成,改變了汙泥的沉澱性和出水SS,導致汙泥流失嚴(yan) 重,活性汙泥的濃度下降,汙泥指數升高,30分鍾沉降率下降。
活性汙泥鏡檢結果來看,低鹽度時顯示其中生物相比較豐(feng) 富,絲(si) 狀細菌、菌膠團、原生動物種類繁多,活性汙泥顆粒很大,菌膠團呈封閉狀,絮凝體(ti) 具有一定的緊密度。隨著來水氯離子濃度的升高,當氯離子突變由原來的150mg/L增至1000mg/L時,絲(si) 狀菌及原生動物基本不存在,而菌膠團變得更為(wei) 密實,此時絮體(ti) 變得細小,異常緊密。汙水中有機物的降解主要靠汙水中大量微生物的共同作用完成,氯離子增加導致活性汙泥中微生物中屬數量減少,從(cong) 而使有機物降解速率下降。
汙水生化處理係統中氯離子含量超過多少會(hui) 對微生物產(chan) 生影響
(1)隨著鹽度的升高,活性汙泥的生長受到影響。其生長曲線的變化表現在:適應期變長;對數增長期的生長速度變慢;減速生長期的曆時變長;
(2)鹽度加強了微生物的呼吸作用和細胞的溶胞作用;
(3)鹽度降低了有機物的可生物降解性和可降解程度。使有機物的去除率和降解速率下降。雖然延長曝氣時間可以提高有機物的去除效率,但是超一定時間,隨著曝氣時間的增加有機物去除率的升高緩慢。就經濟考慮,通過延長曝氣時間來提高高鹽有機物去除率的方法不可取;
(4)無機鹽使活性汙泥的沉降性加強。隨著鹽度的增加,汙泥指數下降;
(5)處理高鹽汙水馴化活性汙泥是處理係統取得成功的一個(ge) 必要手段。活性汙泥的馴化過程就是使微生物代謝方式逐漸適應高鹽環境,並使耐鹽菌大量繁殖的過程。
如何消除氯離子的影響?
通過逐步提高生化進水氯離子含量,微生物會(hui) 通過自身的滲透壓調節機製來平衡細胞內(nei) 的滲透壓或保護細胞內(nei) 的原生質,這些調節機製包括聚集低分子量物質來形成新的胞外保護層,調節自身的代謝途徑,改變基因組成等。
因此,正常活性汙泥可以在一定氯離子度範圍內(nei) 通過一定時間的馴化處理高氯離子廢水,雖然活性汙泥通過馴化可以提高係統耐氯離子範圍,提高係統的處理效率,但是,馴化活性汙泥中的微生物對氯離子的耐受範圍有限,而且對環境的變化敏感。當氯離子環境突然變化時,微生物的適應性會(hui) 立刻消失.馴化隻是微生物適應環境的暫時生理調整,不具有遺傳(chuan) 特性。這種適應性的敏感對汙水處理很不利。
活性汙泥的馴化時間一般為(wei) 7-10d,馴化可提高汙泥微生物對鹽濃度的耐受程度,馴化初期活性汙泥濃度減少,是由於(yu) 鹽溶液的增加對微生物產(chan) 生毒害,使部分微生物死亡,表現為(wei) 負增長,在馴化後期適應了環境的微生物開始繁殖,故活性汙泥濃度增多。以1.5%、2.5%的氯化鈉溶液中活性汙泥對COD的去除情況為(wei) 例,馴化初期與(yu) 馴化後期COD去除率分別為(wei) :60%、80%和40%、60%。
為(wei) 降低進生化係統氯離子的濃度,可將進水進行稀釋,使氯離子低於(yu) 毒域值,生物處理就不會(hui) 受到抑製。它的優(you) 點是方法簡單,易於(yu) 操作和管理;缺點是增加了處理規模、基建投資和運行費用。針對洋裏汙水廠而言,由於(yu) 進水量大且連續運行,即使通過在線儀(yi) 表測得某一時間氯離子濃度高,但進行針對性的稀釋的可操作性較差。故該方法更適用於(yu) 產(chan) 生高氯離子濃度廢水的工廠企業(ye) 。
針對不同濃度的氯離子含量選擇不同的處理流程,適當選擇厭氧工藝流程來降低後序好氧段的耐受氯離子濃度的範圍。
適當提高生化係統中的溶解氧,以保證活性汙泥的活性。
加大剩餘(yu) 活性汙泥的排放,確保汙泥的生長在對數生長期,以提高汙染物的去除效率。
提高溶解氧的同時,汙泥的新陳代謝加快。為(wei) 保證汙泥的新陳代謝,應確保營養(yang) 的充足,如有需要可適當投加一定營養(yang) 源,來保證汙泥的活性。
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