氯離子影響機(jī)理
高濃度氯離子對(duì)廢水生物處理的毒害作用主要是通過升高的環(huán)境滲透壓而破壞微生物的細(xì)胞膜和菌體內(nèi)的酶,從而破壞微生物的生理活動(dòng)。
微生物在等滲透壓下生長良好,如微生物在質(zhì)量為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內(nèi),使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者破裂,導(dǎo)致微生物死亡;在高滲透壓,(p(NaC1)=200g/L)下,微生物體內(nèi)水分子大量滲到體外(即:脫水),使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離。
微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞,細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜,在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí),細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓,即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性,細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會(huì)大于5-6大氣壓。
但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí),滲透壓大約將增大至10-30大氣壓,在這樣大的滲透壓下,微生物體內(nèi)的水分子會(huì)大量滲透到體外溶液中,造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離,嚴(yán)重者微生物死亡。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)廢水中的氯離濃度大于2000mg/L時(shí),微生物的活性將受到抑止,COD去除率會(huì)明顯下降;當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí),會(huì)造成污泥體積膨脹,水面泛出大量泡沫,微生物會(huì)相繼死亡。
抑制污泥活性的表現(xiàn)
當(dāng)生化系統(tǒng)氯離子濃度大幅度突變時(shí),污泥的碳化性能和硝化性能會(huì)很快減弱甚至消失,導(dǎo)致COD去除率明顯下降,硝化過程亞硝酸鹽累積,即使提高污水中的溶解氧,效果不明顯。也就是說,活性污泥對(duì)氯離子濃度具有一定的容忍性,當(dāng)氯離子濃度超過一定值時(shí),系統(tǒng)降解能力下降,直至系統(tǒng)失去處理能力。
氯離子突然變化比氯離子逐漸變化對(duì)系統(tǒng)的干擾更大。隨著氯離子的升高,有機(jī)物降解速率下降,因此低F/M(養(yǎng)料與活性污泥在質(zhì)量上的比值)更適合含氯離子廢水的處理。
氯離子改變污泥中微生物的組成,改變了污泥的沉淀性和出水SS,導(dǎo)致污泥流失嚴(yán)重,活性污泥的濃度下降,污泥指數(shù)升高,30分鐘沉降率下降。
活性污泥鏡檢結(jié)果來看,低鹽度時(shí)顯示其中生物相比較豐富,絲狀細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物種類繁多,活性污泥顆粒很大,菌膠團(tuán)呈封閉狀,絮凝體具有一定的緊密度。隨著來水氯離子濃度的升高,當(dāng)氯離子突變由原來的150mg/L增至1000mg/L時(shí),絲狀菌及原生動(dòng)物基本不存在,而菌膠團(tuán)變得更為密實(shí),此時(shí)絮體變得細(xì)小,異常緊密。污水中有機(jī)物的降解主要靠污水中大量微生物的共同作用完成,氯離子增加導(dǎo)致活性污泥中微生物中屬數(shù)量減少,從而使有機(jī)物降解速率下降。
如何消除氯離子的影響?
1、活性污泥的馴化
通過逐步提高生化進(jìn)水氯離子含量,微生物會(huì)通過自身的滲透壓調(diào)節(jié)機(jī)制來平衡細(xì)胞內(nèi)的滲透壓或保護(hù)細(xì)胞內(nèi)的原生質(zhì),這些調(diào)節(jié)機(jī)制包括聚集低分子量物質(zhì)來形成新的胞外保護(hù)層,調(diào)節(jié)自身的代謝途徑,改變基因組成等。
因此,正?;钚晕勰嗫梢栽谝欢入x子度范圍內(nèi)通過一定時(shí)間的馴化處理高氯離子廢水,雖然活性污泥通過馴化可以提高系統(tǒng)耐氯離子范圍,提高系統(tǒng)的處理效率,但是,馴化活性污泥中的微生物對(duì)氯離子的耐受范圍有限,而且對(duì)環(huán)境的變化敏感。當(dāng)氯離子環(huán)境突然變化時(shí),微生物的適應(yīng)性會(huì)立刻消失.馴化只是微生物適應(yīng)環(huán)境的暫時(shí)生理調(diào)整,不具有遺傳特性。這種適應(yīng)性的敏感對(duì)污水處理的很不利。
活性污泥的馴化時(shí)間一般為7-10d,馴化可提高污泥微生物對(duì)鹽濃度的耐受程度,馴化初期活性污泥濃度減少,是由于鹽溶液的增加對(duì)微生物產(chǎn)生毒害,使部分微生物死亡,表現(xiàn)為負(fù)增長,在馴化后期適應(yīng)了改環(huán)境的微生物開始繁殖,故活性污泥濃度增多。以1.5%、2.5%的氯化鈉溶液中活性污泥對(duì)COD的去除情況為例,馴化初期與馴化后期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(jìn)生化系統(tǒng)氯離子的濃度,可將進(jìn)水進(jìn)行稀釋,使氯離子低于毒域值,生物處理就不會(huì)受到抑制。它的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單,易于操作和管理;缺點(diǎn)是增加了處理規(guī)模、基建投資和運(yùn)行費(fèi)用。針對(duì)洋里污水廠而言,由于進(jìn)水量大且連續(xù)運(yùn)行,即使通過在線儀表測得某一時(shí)間氯離子濃度高,但進(jìn)行針對(duì)性的稀釋的可操作性較差。故該方法更適用于產(chǎn)生高氯離子濃度廢水的工廠企業(yè)。
3、選擇合理的工藝流程
針對(duì)不同濃度的氯離子含量選擇不同的處理流程,適當(dāng)選擇厭氧工藝流程來降低后序好氧段的耐受氯離子濃度的范圍。
4、提高生化系統(tǒng)DO
適當(dāng)提高生化系統(tǒng)中的溶解氧,以保證活性污泥的活性。
5、排放剩余污泥
加大剩余活性污泥的排放,確保污泥的生長在對(duì)數(shù)生長期,以提高污染物的去除效率。
6、投加營養(yǎng)源
提高溶解氧的同時(shí),污泥的新陳代謝加快。為保證污泥的新陳代謝,應(yīng)確保營養(yǎng)的充足,如有需要可適當(dāng)投加一定營養(yǎng)源,來保證污泥的活性。
來源:環(huán)保工程師
特此聲明:
1. 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)。
2. 請(qǐng)文章來源方確保投稿文章內(nèi)容及其附屬圖片無版權(quán)爭議問題,如發(fā)生涉及內(nèi)容、版權(quán)等問題,文章來源方自負(fù)相關(guān)法律責(zé)任。
3. 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日內(nèi)起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)益。