Učinci kloridnih iona na bakterije u pročišćavanju otpadnih voda i protumjere

Mikroorganizmi dobro rastu pod izotoničnim tlakom, kao što je otopina NaCl s masom od 5-8,5 g/L. Pod niskim osmotskim tlakom (p(NaCl)=0,1g/L), velika količina molekula vode u otopini prodire u mikroorganizam, uzrokujući bubrenje i pucanje mikrobnih stanica u teškim slučajevima, što dovodi do smrti mikroorganizma. Pod visokim osmotskim tlakom (p(NaCl)=200g/L) velika količina molekula vode u mikroorganizmu prodire u tijelo (tj. dolazi do dehidracije), uzrokujući plazmolizu stanice.

Jedinična struktura mikroorganizama je stanica, a stanična stijenka je ekvivalentna polupropusnoj membrani. Kada je koncentracija kloridnih iona manja ili jednaka 2000 mg/L, osmotski tlak koji stanična stijenka može izdržati je 0,5-1,0 atmosfera. Čak i ako stanična stijenka i citoplazmatska membrana imaju određenu žilavost i elastičnost, osmotski tlak koji stanična stijenka može izdržati neće biti veći od 5-6 atmosfera.

Međutim, kada je koncentracija kloridnih iona u vodenoj otopini iznad 5000 mg/L, osmotski tlak će porasti na oko 10-30 atmosfera. Pod tako visokim osmotskim tlakom, velika količina molekula vode u mikroorganizmima će prodrijeti u otopinu izvan tijela, uzrokujući dehidraciju stanica i plazmolizu, au težim slučajevima dolazi do smrti mikroorganizama. Podaci o inženjerskom iskustvu pokazuju da kada je koncentracija kloridnih iona u otpadnoj vodi veća od 2000 mg/L, aktivnost mikroorganizama će biti inhibirana i stopa uklanjanja KPK značajno će pasti; kada je koncentracija kloridnih iona u otpadnoj vodi veća od 8000 mg/L, to će uzrokovati širenje volumena mulja, velika količina pjene će se pojaviti na površini vode, a mikroorganizmi će umrijeti jedan za drugim.

Manifestacije inhibicije aktivnosti mulja

Kada se koncentracija kloridnih iona u biokemijskom sustavu drastično promijeni, svojstva karbonizacije i nitrifikacije mulja brzo će oslabiti ili čak nestati, što će rezultirati značajnim smanjenjem stope uklanjanja KPK i nakupljanjem nitrita u procesu nitrifikacije. Čak i ako se otopljeni kisik u kanalizaciji poveća, učinak nije očit. Drugim riječima, aktivni mulj ima određenu toleranciju na koncentraciju kloridnih iona. Kada koncentracija kloridnih iona prijeđe određenu vrijednost, kapacitet razgradnje sustava se smanjuje sve dok sustav ne izgubi kapacitet obrade.

Nagle promjene kloridnih iona više ometaju sustav nego postupne promjene kloridnih iona. Kako se kloridni ioni povećavaju, stopa razgradnje organske tvari se smanjuje, tako da je nizak F/M (omjer hranjivih tvari i aktivnog mulja u masi) prikladniji za obradu otpadnih voda koje sadrže kloridne ione.

Kloridni ioni mijenjaju sastav mikroorganizama u mulju, mijenjaju sedimentaciju mulja i efluenta SS, što rezultira ozbiljnim gubicima mulja, smanjenjem koncentracije aktivnog mulja, povećanjem indeksa mulja i smanjenjem 30-minutne sedimentacije stopa.

Prema rezultatima mikroskopskog pregleda aktivnog mulja, biološka faza je relativno bogata pri niskom salinitetu, sa širokim spektrom filamentoznih bakterija, flokula i protozoa. Čestice aktivnog mulja su velike, flokule su zatvorene, a flokule imaju određeni stupanj zbijenosti. S povećanjem koncentracije kloridnih iona u ulaznoj vodi, kada se kloridni ion naglo poveća s početnih 150 mg/L na 1000 mg/L, nitaste bakterije i protozoe u osnovi ne postoje, a flokule postaju gušće. U to vrijeme, flokule postaju male i abnormalno kompaktne. Razgradnja organske tvari u otpadnim vodama uglavnom se dovršava zajedničkim djelovanjem velikog broja mikroorganizama u otpadnim vodama. Povećanje kloridnih iona dovodi do smanjenja broja mikroorganizama u aktivnom mulju, čime se smanjuje brzina razgradnje organske tvari.

Koliko će sadržaja kloridnih iona u sustavu biokemijske obrade otpadnih voda utjecati na mikroorganizme

(1) Kako se salinitet povećava, to utječe na rast aktivnog mulja. Promjene u njegovoj krivulji rasta očituju se u: produljuje se razdoblje prilagodbe; stopa rasta logaritamskog perioda rasta postaje sporija; trajanje razdoblja usporavanja rasta postaje dulje;

(2) Salinitet pospješuje disanje mikroorganizama i lizu stanica;

(3) Salinitet smanjuje biorazgradivost i razgradivost organske tvari. Stopa uklanjanja i stopa razgradnje organske tvari se smanjuju. Iako produljenje vremena prozračivanja može poboljšati učinkovitost uklanjanja organske tvari, nakon određenog vremena povećanje stope uklanjanja organske tvari s povećanjem vremena prozračivanja je sporo. Iz ekonomske perspektive, metoda povećanja stope uklanjanja organske tvari s visokim udjelom soli produljenjem vremena prozračivanja nije preporučljiva;

(4) Anorganske soli pospješuju taloženje aktivnog mulja. Kako se salinitet povećava, indeks mulja se smanjuje;

(5) Pročišćavanje otpadnih voda s visokim sadržajem soli, aklimatizacija aktivnog mulja neophodno je sredstvo za uspjeh sustava za pročišćavanje. Proces prilagodbe aktivnog mulja je proces postupne prilagodbe metabolizma mikroorganizama na okolinu s visokim sadržajem soli i omogućavanje bakterijama otpornim na sol da se razmnožavaju u velikom broju.

Kako eliminirati utjecaj kloridnih iona?

01 Domaćina aktivnog mulja

Postupnim povećanjem sadržaja kloridnih iona u biokemijskom utjecaju, mikroorganizmi će uravnotežiti unutarstanični osmotski tlak ili zaštititi protoplazmu u stanicama putem vlastitih mehanizama regulacije osmotskog tlaka. Ti regulacijski mehanizmi uključuju agregaciju tvari niske molekularne težine za stvaranje novog izvanstaničnog zaštitnog sloja, reguliranje vlastitih metaboličkih putova, promjenu genetskog sastava itd.

Stoga normalni aktivni mulj može tretirati otpadnu vodu s visokim sadržajem kloridnih iona unutar određenog raspona kloridnih iona kroz određeno razdoblje pripitomljavanja. Iako aktivni mulj može poboljšati raspon tolerancije sustava na kloridne ione i poboljšati učinkovitost obrade sustava pripitomljavanjem, mikroorganizmi u udomaćenom aktivnom mulju imaju ograničen raspon tolerancije na kloridne ione i osjetljivi su na promjene okoliša. Kada se okolina kloridnih iona iznenada promijeni, prilagodljivost mikroorganizama će odmah nestati. Pripitomljavanje je samo privremena fiziološka prilagodba mikroorganizama za prilagodbu okolišu i nema genetske karakteristike. Ova adaptivna osjetljivost je vrlo nepovoljna za pročišćavanje otpadnih voda.

Vrijeme privikavanja aktivnog mulja je općenito 7-10 dana. Privikavanje može poboljšati otpornost mikroorganizama mulja na koncentraciju soli. Koncentracija aktivnog mulja smanjuje se u ranoj fazi privikavanja jer je povećanje otopine soli toksično za mikroorganizme, uzrokujući umiranje nekih mikroorganizama, pokazujući negativan rast. U kasnijoj fazi privikavanja počinju se razmnožavati mikroorganizmi koji su se prilagodili okolini pa se povećava koncentracija aktivnog mulja. Uzimajući za primjer uklanjanje KPK aktivnim muljem u 1,5% i 2,5% otopinama natrijevog klorida, stope uklanjanja KPK u ranoj i kasnoj fazi privikavanja su 60%, 80% odnosno 40%, 60%.

02 Razrijedite otpadnu vodu s visokom koncentracijom kloridnih iona

Kako bi se smanjila koncentracija kloridnih iona koji ulaze u biokemijski sustav, tekućina se može razrijediti tako da kloridni ioni budu niži od vrijednosti praga toksičnosti, a biološka obrada neće biti inhibirana. Njegove prednosti su jednostavne metode, lako rukovanje i upravljanje; njegovi nedostaci su povećani opseg tretmana, ulaganja u infrastrukturu i operativni troškovi. Za Yangli postrojenje za pročišćavanje otpadnih voda, zbog velikog volumena dotoka i kontinuiranog rada, čak i ako je koncentracija kloridnih iona visoka u određenom vremenu mjereno internetskim instrumentima, operativnost ciljanog razrjeđivanja je loša. Stoga je ova metoda prikladnija za tvornice i poduzeća koja proizvode otpadnu vodu s visokom koncentracijom kloridnih iona.

03 Odaberite razuman tijek procesa

Odaberite različite procese obrade za različite koncentracije sadržaja kloridnih iona i odgovarajuće odaberite tokove anaerobnog procesa kako biste smanjili raspon tolerancije koncentracije kloridnih iona u sljedećoj aerobnoj fazi.

04  Povećajte DO biokemijskog sustava i na odgovarajući način povećajte otopljeni kisik u biokemijskom sustavu kako biste osigurali aktivnost aktivnog mulja.

05  Ispuštanje zaostalog mulja

Povećajte ispuštanje zaostalog aktivnog mulja kako biste osigurali da mulj raste u logaritamskom razdoblju rasta kako bi se poboljšala učinkovitost uklanjanja zagađivača.

06 Dodajte izvor hranjivih tvari

Povećanjem otopljenog kisika ubrzava se metabolizam mulja. Kako bi se osigurao metabolizam mulja, potrebno je osigurati dostatnu ishranu. Ako je potrebno, određeni izvor hranjivih tvari može se dodati na odgovarajući način kako bi se osigurala aktivnost y od mulja.