氯離子對汙水處理中細菌的影響及對策
來源:科(kē)柏盛環保 發(fā)布時間:2023-03-28
高(gāo)濃度氯離子對廢水生物處理的毒害作用主要(yào)是通過升高的環境滲透壓(yā)而破壞微生物的細胞膜和菌體內(nèi)的酶,從而破壞微生(shēng)物的生理活動。
微生物在等滲透壓下(xià)生長良好,如微生物在質量為5~8.5g/L的NaC1溶(róng)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內,使(shǐ)微(wēi)生物細胞(bāo)發(fā)生膨脹,嚴重者破裂,導致微生(shēng)物死亡;在高滲透壓,(p(NaC1)=200g/L)下,微生物體內水分子大量滲到體外(即:脫水),使細胞發生質壁分離。
微生物的單位結(jié)構是細胞,細胞壁相當於半滲透膜,在氯離子濃度小於等於2000mg/L時,細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓,即使加上細胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅韌性和彈(dàn)性,細胞壁可承受的滲透壓也不會大(dà)於5-6大氣壓。
但當水溶液中的氯離子濃度(dù)在5000mg/L以上時,滲透壓大約將(jiāng)增大至10-30大氣壓,在這樣大的滲透(tòu)壓下,微生(shēng)物體內的水分子(zǐ)會大量滲透到體外溶液中,造(zào)成細胞失水而(ér)發生質(zhì)壁分離,嚴重者微生物死亡。工程經驗數據表明:當廢水中的氯離濃度大於2000mg/L時,微生物的活性將受到抑止,COD去除率會明顯下降;當廢水中的氯離子濃度大於8000mg/L時,會造(zào)成汙泥體積膨脹(zhàng),水麵泛出(chū)大量泡沫,微生物會相繼死亡。
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(néng)和(hé)硝化(huà)性能(néng)會很快減弱甚至消失,導致COD去除率明顯下降,硝化過程亞硝酸鹽累積,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(lí)子(zǐ)濃度具有一定的容忍(rěn)性(xìng),當氯離子濃度超(chāo)過一定值時,係統降解能力下(xià)降(jiàng),直至係統失去處理能力。
氯離子突然變化比氯離(lí)子逐漸變化對係統的幹(gàn)擾(rǎo)更大。隨著氯離子的升高(gāo),有機物降解速率下降,因此低F/M(養料與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(lí)子改變汙泥中(zhōng)微生物的組成,改變(biàn)了汙泥的沉澱性和出水SS,導致(zhì)汙泥流失(shī)嚴重,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(shí)顯示其(qí)中生物相比較豐富,絲狀細菌、菌膠團、原生動物種(zhǒng)類繁多,活性汙泥顆(kē)粒很大,菌膠團呈封閉狀(zhuàng),絮凝體具有一定的緊密度。隨(suí)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1000mg/L時,絲狀菌及原生動物基本不存在,而菌膠團變得(dé)更為密實,此時絮體變得細小,異常緊密(mì)。汙(wū)水中有(yǒu)機物的降解主要靠汙水中大量微生物的共(gòng)同作用完成,氯離子增加導致活性汙泥中微生物中屬(shǔ)數量減少,從而使有機(jī)物降解速率下降。
汙水生化處理係統中氯離子含(hán)量超過(guò)多少會對(duì)微生物產生影(yǐng)響
(1)隨著鹽度的(de)升高,活性汙泥的生長受到影響。其生(shēng)長曲線的變化表現在:適應(yīng)期變長;對數增長期的生長速度變(biàn)慢;減速生長期的曆時變長;
(2)鹽度加強了微生物(wù)的呼吸作用和細胞的溶胞作用;
(3)鹽度降低了(le)有機物的可生物降解(jiě)性和(hé)可降解程度。使有機物的去(qù)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(chāo)一定(dìng)時間,隨(suí)著曝氣時間的(de)增加有機物去除率的升高緩慢。就經濟(jì)考(kǎo)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(yán)使活(huó)性汙(wū)泥的沉降性加強。隨著鹽度的增加(jiā),汙泥指數下降;
(5)處(chù)理(lǐ)高鹽(yán)汙水馴化活性汙(wū)泥是處理係統取得成功的一個必要手段。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(yán)菌大量繁殖的過程。
如何(hé)消(xiāo)除氯離子的影響?
1.活(huó)性汙泥的馴(xùn)化
通過逐步提高生化進水氯離子含量,微生物會通過自身的滲透壓調節機製來平衡(héng)細胞內的滲透壓或保護細(xì)胞內的原生質,這些調節機製包(bāo)括聚集低分子量(liàng)物質來(lái)形(xíng)成新的胞外保護層,調(diào)節自身的(de)代謝途徑,改變基因組成等。
因此,正常活性(xìng)汙泥可以在一定氯離子度範圍內通過一定時間的馴(xùn)化處理高(gāo)氯離子廢水,雖然活(huó)性(xìng)汙泥通過馴化可以提高係統耐氯離子範圍,提高係統(tǒng)的處理效(xiào)率(lǜ),但是,馴化活(huó)性汙泥中的微生物對氯離子(zǐ)的耐受範圍有限(xiàn),而且對環境的變化敏感。當氯離子環境(jìng)突然變化時,微生物的適應性會(huì)立刻消失(shī).馴化隻是(shì)微生物適應環境的暫時生理調整,不具(jù)有遺傳特性。這種適應性的敏感對汙(wū)水處理很(hěn)不利。
活性汙泥的馴化時間(jiān)一般為7-10d,馴化可提高汙(wū)泥微(wēi)生(shēng)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(jiā)對微生物(wù)產生毒害,使部分微生物死亡,表現為(wéi)負增長,在馴化後期適應了環境的(de)微生物開始繁殖,故活性汙泥濃度增多(duō)。以1.5%、2.5%的氯化鈉溶液中活性汙(wū)泥對COD的去除情況為例,馴化初期與馴化後期COD去除率分(fèn)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度,可(kě)將進水進行稀釋,使氯離子低於毒域值,生物處理就(jiù)不會受到抑製(zhì)。它的優點是方法簡單,易於操作和管理;缺點是增加了處理(lǐ)規模、基建投資和運行費(fèi)用。針對洋裏汙水廠而言,由(yóu)於進水量大且連續運行,即使通過在線儀表測得某一時間氯(lǜ)離子濃度(dù)高,但進行針對性的稀釋的可操作性(xìng)較差。故該方法(fǎ)更適用於(yú)產生高氯離(lí)子濃度廢水(shuǐ)的工廠企(qǐ)業。
3.選擇合理的工藝流程
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(yǎng)段的(de)耐受氯離子(zǐ)濃度的範圍。
4.提高生化(huà)係統DO
適當提高生化係統中的溶解氧,以保證活性汙泥的(de)活性。
5.排放剩餘汙泥
加大剩餘活性汙泥的排放,確(què)保汙泥的生(shēng)長在對數生長期,以提高汙染物的去(qù)除效率。
6.投加營(yíng)養源
提高溶解氧(yǎng)的同時,汙泥的新陳代謝加快。為保證汙泥的新陳代謝,應確保營養的充足,如有需要可適當投(tóu)加一定營養源,來保證汙泥的(de)活性。