Mengapakah air sisa bergaram tinggi begitu sukar untuk dirawat? Kita mesti terlebih dahulu memahami apa itu air sisa bergaram tinggi dan kesan air sisa bergaram tinggi terhadap sistem biokimia! Artikel ini hanya membincangkan rawatan biokimia air sisa bergaram tinggi!
1. Apakah air sisa bergaram tinggi?
Air sisa bergaram tinggi merujuk kepada air sisa dengan jumlah kandungan garam sekurang-kurangnya 1% (bersamaan dengan 10,000mg/L). Ia kebanyakannya berasal dari loji kimia dan pengumpulan serta pemprosesan minyak dan gas asli. Air sisa ini mengandungi pelbagai bahan (termasuk garam, minyak, logam berat organik dan bahan radioaktif). Air sisa masin dihasilkan melalui pelbagai sumber, dan jumlah air semakin meningkat dari tahun ke tahun. Penyingkiran bahan pencemar organik daripada air sisa masin mempunyai kesan penting terhadap alam sekitar. Kaedah biologi digunakan untuk rawatan. Bahan garam berkepekatan tinggi mempunyai kesan perencatan terhadap mikroorganisma. Kaedah fizikal dan kimia digunakan untuk rawatan, yang memerlukan pelaburan yang besar dan kos operasi yang tinggi, dan sukar untuk mencapai kesan penulenan yang dijangkakan. Penggunaan kaedah biologi untuk merawat air sisa tersebut masih menjadi tumpuan penyelidikan di dalam dan luar negara.
Jenis dan sifat kimia bahan organik dalam air sisa organik bergaram tinggi sangat berbeza bergantung pada proses pengeluaran, tetapi garam yang terkandung kebanyakannya adalah garam seperti Cl-, SO42-, Na+, Ca2+. Walaupun ion-ion ini merupakan nutrien penting untuk pertumbuhan mikroorganisma, ia memainkan peranan penting dalam menggalakkan tindak balas enzimatik, mengekalkan keseimbangan membran dan mengawal tekanan osmotik semasa pertumbuhan mikroorganisma. Walau bagaimanapun, jika kepekatan ion-ion ini terlalu tinggi, ia akan mempunyai kesan perencatan dan toksik pada mikroorganisma. Manifestasi utama ialah: kepekatan garam yang tinggi, tekanan osmotik yang tinggi, dehidrasi sel mikrob, menyebabkan pemisahan protoplasma sel; pengasinan mengurangkan aktiviti dehidrogenase; ion klorida yang tinggi Bakteria adalah toksik; kepekatan garam adalah tinggi, ketumpatan air sisa meningkat, dan enap cemar teraktif mudah terapung dan hilang, sekali gus menjejaskan kesan penulenan sistem rawatan biologi dengan serius.
2. Kesan kemasinan pada sistem biokimia
1. Menyebabkan dehidrasi dan kematian mikroorganisma
Pada kepekatan garam yang lebih tinggi, perubahan tekanan osmosis adalah punca utama. Bahagian dalam bakteria merupakan persekitaran separa tertutup. Ia mesti menukar bahan dan tenaga yang bermanfaat dengan persekitaran luaran untuk mengekalkan daya hidupnnya. Walau bagaimanapun, ia juga mesti menghalang kebanyakan bahan luaran daripada memasukinya bagi mengelakkan kerosakan pada biokimia dalaman. Gangguan dan halangan tindak balas.
Peningkatan kepekatan garam menyebabkan kepekatan larutan di dalam bakteria menjadi lebih rendah daripada dunia luar. Tambahan pula, disebabkan oleh ciri air yang bergerak dari kepekatan rendah ke kepekatan tinggi, sejumlah besar air hilang dalam bakteria, menyebabkan perubahan dalam persekitaran tindak balas biokimia dalamannya, akhirnya memusnahkan proses tindak balas biokimianya sehingga ia terganggu. , bakteria mati.
2. Mengganggu proses penyerapan bahan mikrob dan menyekat kematiannya
Membran sel mempunyai ciri kebolehtelapan terpilih untuk menapis bahan yang berbahaya kepada aktiviti kehidupan bakteria dan menyerap bahan yang bermanfaat untuk aktiviti kehidupannya. Proses penyerapan ini dipengaruhi secara langsung oleh kepekatan larutan, ketulenan bahan, dan sebagainya daripada persekitaran luaran. Penambahan garam menyebabkan persekitaran penyerapan bakteria terganggu atau disekat, akhirnya menyebabkan aktiviti kehidupan bakteria terhalang atau mati. Keadaan ini sangat berbeza-beza disebabkan oleh keadaan bakteria individu, keadaan spesies, jenis garam dan kepekatan garam.
3. Keracunan dan kematian mikroorganisma
Sesetengah garam akan memasuki bahagian dalam bakteria bersama-sama dengan aktiviti hidup mereka, memusnahkan proses tindak balas biokimia dalaman mereka, dan sesetengahnya akan berinteraksi dengan membran sel bakteria, menyebabkan sifatnya berubah dan tidak lagi melindungi mereka atau tidak lagi dapat menyerap bahan berbahaya tertentu kepada bakteria. Bahan berfaedah, sekali gus menyebabkan aktiviti penting bakteria terhalang atau bakteria mati. Antaranya, garam logam berat adalah yang mewakili, dan beberapa kaedah pensterilan menggunakan prinsip ini.
Kajian menunjukkan bahawa kesan kemasinan yang tinggi terhadap rawatan biokimia terutamanya tercermin dalam aspek berikut:
1. Apabila kemasinan meningkat, pertumbuhan enapcemar teraktif akan terjejas. Perubahan dalam lengkung pertumbuhannya adalah seperti berikut: tempoh penyesuaian menjadi lebih panjang; kadar pertumbuhan dalam tempoh pertumbuhan logaritma menjadi lebih perlahan; dan tempoh tempoh pertumbuhan nyahpecutan menjadi lebih panjang.
2. Kemasinan menguatkan respirasi mikrob dan lisis sel.
3. Kemasinan mengurangkan kebolehbiodegradasian dan kebolehuraian bahan organik. Mengurangkan kadar penyingkiran dan kadar degradasi bahan organik.
3. Berapakah kepekatan garam yang tinggi yang boleh ditampung oleh sistem biokimia?
Menurut “Standard Kualiti Air untuk Kumbahan yang Dibuang ke dalam Pembetung Bandar” (CJ-343-2010), apabila memasuki loji rawatan kumbahan untuk rawatan sekunder, kualiti kumbahan yang dibuang ke dalam pembetung bandar hendaklah mematuhi keperluan Gred B (Jadual 1), antaranya Bahan Kimia klorin 600 mg/L, sulfat 600 mg/L.
Menurut Lampiran 3 “Kod Reka Bentuk Saliran Luar” (GBJ 14-87) (edisi GB50014-2006 dan 2011 tidak menyatakan kandungan garam), “Kepekatan bahan berbahaya yang dibenarkan dalam air masuk struktur rawatan biologi”, kepekatan natrium klorida yang dibenarkan ialah 4000mg/L.
Data pengalaman kejuruteraan menunjukkan bahawa apabila kepekatan ion klorida dalam air sisa melebihi 2000mg/L, aktiviti mikroorganisma akan terhalang dan kadar penyingkiran COD akan berkurangan dengan ketara; apabila kepekatan ion klorida dalam air sisa melebihi 8000mg/L, isipadu enap cemar akan meningkat. Pengembangan, sejumlah besar buih muncul di permukaan air, dan mikroorganisma akan mati satu demi satu.
Dalam keadaan biasa, kami percaya bahawa kepekatan ion klorida yang lebih besar daripada 2000mg/L dan kandungan garam kurang daripada 2% (bersamaan dengan 20000mg/L) boleh dirawat melalui kaedah enap cemar teraktif. Walau bagaimanapun, semakin tinggi kandungan garam, semakin lama masa penyesuaian. Tetapi ingat satu perkara, Kandungan garam air yang masuk mestilah stabil dan tidak boleh berubah-ubah terlalu banyak, jika tidak, sistem biokimia tidak akan dapat menahannya.
4. Langkah-langkah untuk rawatan sistem biokimia air sisa bergaram tinggi
1. Domestikalisasi enap cemar teraktif
Apabila kemasinan kurang daripada 2g/L, kumbahan masin boleh dirawat melalui penjinakan. Dengan meningkatkan kandungan garam air suapan biokimia secara beransur-ansur, mikroorganisma akan mengimbangi tekanan osmotik dalam sel atau melindungi protoplasma dalam sel melalui mekanisme pengawalaturan tekanan osmotik mereka sendiri. Mekanisme pengawalaturan ini termasuk pengumpulan bahan berat molekul rendah untuk membentuk lapisan pelindung ekstraselular baharu dan mengawal selia diri mereka sendiri. Laluan metabolik, perubahan dalam komposisi genetik, dsb.
Oleh itu, enapcemar teraktif biasa boleh merawat air sisa bergaram tinggi dalam julat kepekatan garam tertentu melalui penjinakan untuk tempoh masa tertentu. Walaupun enapcemar teraktif boleh meningkatkan julat toleransi garam sistem dan meningkatkan kecekapan rawatan sistem melalui penjinakan, penjinakan enapcemar teraktif Mikroorganisma mempunyai julat toleransi terhad untuk garam dan sensitif terhadap perubahan persekitaran. Apabila persekitaran ion klorida berubah secara tiba-tiba, kebolehsuaian mikroorganisma akan hilang serta-merta. Penjinakan hanyalah pelarasan fisiologi sementara mikroorganisma untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran dan tidak mempunyai ciri genetik. Kepekaan penyesuaian ini sangat memudaratkan rawatan kumbahan.
Masa penyesuaian enapcemar teraktif secara amnya adalah 7-10 hari. Penyesuaian dapat meningkatkan toleransi mikroorganisma enapcemar terhadap kepekatan garam. Pengurangan kepekatan enapcemar teraktif pada peringkat awal penyesuaian adalah disebabkan oleh peningkatan mikroorganisma yang meracuni larutan garam dan menyebabkan kematian beberapa mikroorganisma. Ia menunjukkan pertumbuhan negatif. Pada peringkat akhir penjinakan, mikroorganisma yang telah menyesuaikan diri dengan persekitaran yang berubah mula membiak, jadi kepekatan enapcemar teraktif meningkat. Mengambil penyingkiranCODoleh enap cemar teraktif dalam larutan natrium klorida 1.5% dan 2.5% sebagai contoh, kadar penyingkiran COD pada peringkat awal dan lewat penyesuaian diri ialah: 60%, 80% dan 40%, 60% masing-masing.
2. Cairkan air
Untuk mengurangkan kepekatan garam dalam sistem biokimia, air yang masuk boleh dicairkan supaya kandungan garam lebih rendah daripada nilai had toksik, dan rawatan biologi tidak akan terhalang. Kelebihannya ialah kaedah ini mudah dan senang dikendalikan serta diurus; kelemahannya ialah ia meningkatkan skala pemprosesan, pelaburan infrastruktur dan kos operasi.
3. Pilih bakteria yang tahan garam
Bakteria halotoleran ialah istilah umum untuk bakteria yang boleh bertolak ansur dengan kepekatan garam yang tinggi. Dalam industri, kebanyakannya merupakan strain obligat yang ditapis dan diperkaya. Pada masa ini, kandungan garam tertinggi boleh ditoleransi pada sekitar 5% dan boleh beroperasi secara stabil. Ia juga dianggap sebagai sejenis air sisa bergaram tinggi. Kaedah rawatan biokimia!
4. Pilih aliran proses yang munasabah
Proses rawatan yang berbeza dipilih untuk kepekatan kandungan ion klorida yang berbeza, dan proses anaerobik dipilih dengan sewajarnya untuk mengurangkan julat toleransi kepekatan ion klorida dalam bahagian aerobik berikutnya.
Apabila kemasinan lebih besar daripada 5g/L, penyejatan dan kepekatan untuk penyahgaraman adalah kaedah yang paling menjimatkan dan berkesan. Kaedah lain, seperti kaedah untuk membiakkan bakteria yang mengandungi garam, mempunyai masalah yang sukar dikendalikan dalam amalan perindustrian.
Syarikat Lianhua boleh menyediakan penganalisis COD yang pantas untuk menguji air sisa garam yang tinggi kerana reagen kimia kami boleh melindungi puluhan ribu gangguan ion klorida.
Masa siaran: 25 Jan-2024
