氯離子(zǐ)對汙水處理中細菌的影響及對策
來源:www.17c.com91嫩草環保 發布時間:2023-03-28
高濃度氯離子對廢水生(shēng)物處理(lǐ)的(de)毒(dú)害作用主要(yào)是通過升高的環境(jìng)滲透(tòu)壓而破壞微生物的細胞(bāo)膜和(hé)菌體內的酶,從而(ér)破壞微生物的生(shēng)理活動(dòng)。
微(wēi)生物(wù)在等滲透壓下生長良(liáng)好,如微生物在質量為5~8.5g/L的(de)NaC1溶液中(zhōng);在低(dī)滲透壓(p(NaC1)=0.1g/L)下,溶(róng)液水分子大量滲(shèn)入微生物體內,使微生物細胞發生膨脹,嚴重者破裂,導致微生物死亡(wáng);在(zài)高(gāo)滲透壓,(p(NaC1)=200g/L)下,微生物體內水分(fèn)子大量滲到體外(即:脫水(shuǐ)),使細胞發生質壁(bì)分離。
微生物的單位(wèi)結(jié)構是細胞,細胞壁相(xiàng)當(dāng)於半(bàn)滲透膜,在氯離子濃度小於等於2000mg/L時,細胞壁可承受(shòu)的滲透壓(yā)為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(rèn)性(xìng)和彈性,細胞壁可承受的滲透壓也不會大於5-6大氣壓(yā)。
但當水溶液中的氯離子濃(nóng)度在5000mg/L以上時,滲透壓大約將增大至10-30大氣壓,在這(zhè)樣大的滲(shèn)透壓下,微生物體內的水分子會大量滲透到(dào)體外溶液(yè)中,造成細胞失水而發生(shēng)質壁分離,嚴重者微生物(wù)死亡。工程經驗數據表明:當廢水中的氯離濃度大於2000mg/L時,微生(shēng)物的(de)活性將受到抑止,COD去除率會明(míng)顯下降;當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時,會造成汙泥體積膨脹,水麵泛出大量泡沫,微生物會相繼死亡。
抑製汙(wū)泥活(huó)性的表現
當生化係統氯離子濃度大(dà)幅度突變時,汙泥的碳化性能和硝化性能會很快減弱甚至消失(shī),導致COD去除率明顯下降,硝化過程亞(yà)硝酸(suān)鹽累積,即使提高汙水中的溶解氧,效果不明顯。也就是說(shuō),活性汙泥對氯離子(zǐ)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(gàn)擾更(gèng)大。隨著氯離子的升高,有機物降解速率下降,因此低F/M(養料與活性汙泥在質(zhì)量上(shàng)的比值)更適合含氯離子廢(fèi)水的處(chù)理。
氯離子(zǐ)改(gǎi)變汙泥中微生物的組成,改變了汙泥的沉澱性和出(chū)水SS,導(dǎo)致汙泥流失嚴重(chóng),活性汙泥的濃度下降(jiàng),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富,絲狀細菌、菌膠團、原生動(dòng)物種類繁多,活性汙泥顆粒很大(dà),菌膠團呈(chéng)封閉狀,絮凝體具有一定的緊密度。隨著來水氯離(lí)子濃度的升高,當氯離子突變由原來的150mg/L增至(zhì)1000mg/L時,絲(sī)狀菌及原(yuán)生動物(wù)基本不存在(zài),而(ér)菌膠團變得更為(wéi)密實,此時絮體變(biàn)得細小,異(yì)常緊密。汙水中有機物的降解主要靠汙水中大量微生物(wù)的共(gòng)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(jiǎn)少,從而使有機物降解速率下降。
汙水生化(huà)處理係統中氯離子含量(liàng)超過多少(shǎo)會對微生(shēng)物產生影響
(1)隨著鹽度的升高(gāo),活性汙泥的生(shēng)長受到影響。其生長曲線的變化表現在:適應期變長;對數(shù)增長期的生長(zhǎng)速度變慢;減速生長期的(de)曆時變(biàn)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(jiàng)解性和可降解程度。使有機物的去除率和(hé)降解速率下降。雖然延長曝(pù)氣時間可以(yǐ)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(màn)。就(jiù)經濟考慮(lǜ),通(tōng)過延長曝氣時間(jiān)來(lái)提高高(gāo)鹽(yán)有機(jī)物(wù)去除率的方法(fǎ)不可取;
(4)無機鹽(yán)使活性汙泥的沉(chén)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(chéng)功的一個(gè)必(bì)要手段。活性汙泥的馴化過程就是使微生物代(dài)謝方式逐漸(jiàn)適應高鹽環境,並使耐鹽菌大量繁殖的過程。
如何(hé)消除氯離子的影響?
1.活性汙泥的馴化
通過逐步提高生化進水氯離子含量,微(wēi)生物(wù)會通過自身(shēn)的滲透壓調節機製來(lái)平衡細胞內的滲透壓或保護細胞內的原生質,這(zhè)些調節機製包括聚集低分子量物(wù)質(zhì)來形成新的胞外保護層,調節自身的代謝途徑,改變(biàn)基因組成等。
因此,正常活(huó)性汙泥可以在(zài)一定氯離子度範圍內通過一定時間的馴(xùn)化處理高氯離子廢水,雖然(rán)活性汙泥通過馴化可以(yǐ)提高係統耐氯離子範圍,提高係統的處理效率,但是,馴(xùn)化活性(xìng)汙泥中(zhōng)的微生物對氯離子的耐(nài)受(shòu)範圍有限,而且對環境(jìng)的變化敏感。當氯離子環境突然變化時,微生物的適應性會立刻消失(shī).馴化(huà)隻是微生物適應環境的暫(zàn)時生理調整,不具有遺傳特性(xìng)。這(zhè)種適應性的敏感對汙水處理(lǐ)很不利(lì)。
活性汙泥的馴化(huà)時間一般為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(yú)鹽溶液的增加對微生物產(chǎn)生毒害,使部分微生物死亡,表現(xiàn)為(wéi)負增長,在馴化後期適應了環境的(de)微生(shēng)物開始(shǐ)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(qù)除情(qíng)況為例,馴化初期與馴化後期COD去除率分別為:60%、80%和40%、60%。
2.稀釋高氯離子濃度的廢水
為降低進生化係統氯離子的濃(nóng)度,可將進水進行稀釋(shì),使氯離子低於毒域值,生物處理就不會受到(dào)抑(yì)製。它的優點是方法簡(jiǎn)單(dān),易(yì)於操作和管理;缺點是增加了(le)處理規模、基建投資和運行費用(yòng)。針對洋裏汙水廠而言,由於進水量大且連(lián)續運行,即使通過在線儀表測得某一時間氯(lǜ)離子濃(nóng)度高(gāo),但進行(háng)針(zhēn)對性的稀釋的可(kě)操作性較差。故該方法更適用於產生高氯離子濃度(dù)廢水的工廠企業。
3.選擇合理的工藝流程(chéng)
針對不同濃度的氯離子含量選擇不同的處理(lǐ)流程,適(shì)當選擇厭氧工藝(yì)流程來降低後序好氧段的耐受氯離子濃度(dù)的範圍。
4.提高生化係統DO
適當提高生化係統中的(de)溶解氧,以保證活性汙泥的活性。
5.排放剩餘汙泥
加大剩餘活性汙泥的排放,確保汙泥的生長在對數生長期,以提高汙染物的去除效率。
6.投加營養(yǎng)源
提高溶解氧的同時,汙(wū)泥的新陳代謝加快。為保證汙泥的新陳代謝,應確保(bǎo)營養的充足,如有需要可適當投加一定營養源,來保證(zhèng)汙泥的活性(xìng)。