Perché le acque reflue ad alto contenuto di sale sono così difficili da trattare?Dobbiamo prima capire cosa sono le acque reflue ad alto contenuto di sale e l'impatto delle acque reflue ad alto contenuto di sale sul sistema biochimico!Questo articolo discute solo il trattamento biochimico delle acque reflue ad alto contenuto di sale!
1. Cosa sono le acque reflue ad alto contenuto di sale?
Per acque reflue ad alto contenuto di sale si intendono acque reflue con un contenuto totale di sale pari ad almeno l'1% (equivalente a 10.000 mg/l).Proviene principalmente da impianti chimici e dalla raccolta e lavorazione del petrolio e del gas naturale.Queste acque reflue contengono una varietà di sostanze (compresi sali, oli, metalli pesanti organici e materiali radioattivi).Le acque reflue salate vengono prodotte attraverso una vasta gamma di fonti e la quantità di acqua aumenta di anno in anno.La rimozione degli inquinanti organici dalle acque reflue salate ha un impatto importante sull’ambiente.Per il trattamento vengono utilizzati metodi biologici.Le sostanze saline ad alta concentrazione hanno un effetto inibitorio sui microrganismi.Per il trattamento vengono utilizzati metodi fisici e chimici, che richiedono ingenti investimenti e costi operativi elevati ed è difficile ottenere l'effetto di purificazione previsto.L'utilizzo di metodi biologici per il trattamento di tali acque reflue è ancora al centro della ricerca in patria e all'estero.
I tipi e le proprietà chimiche della sostanza organica nelle acque reflue organiche ad alto contenuto di sale variano notevolmente a seconda del processo di produzione, ma i sali contenuti sono principalmente sali come Cl-, SO42-, Na+, Ca2+.Sebbene questi ioni siano nutrienti essenziali per la crescita dei microrganismi, svolgono un ruolo importante nel promuovere le reazioni enzimatiche, nel mantenere l'equilibrio della membrana e nel regolare la pressione osmotica durante la crescita dei microrganismi.Tuttavia, se la concentrazione di questi ioni è troppo elevata, avrà effetti inibitori e tossici sui microrganismi.Le principali manifestazioni sono: elevata concentrazione salina, elevata pressione osmotica, disidratazione delle cellule microbiche, causando la separazione del protoplasma cellulare;la salatura riduce l'attività della deidrogenasi;alti livelli di ioni cloruro I batteri sono tossici;la concentrazione di sale è elevata, la densità delle acque reflue aumenta e i fanghi attivi galleggiano facilmente e si perdono, compromettendo gravemente l'effetto depurativo del sistema di trattamento biologico.
2. Effetto della salinità sui sistemi biochimici
1. Portare alla disidratazione e alla morte dei microrganismi
A concentrazioni saline più elevate, la causa principale sono i cambiamenti nella pressione osmotica.L'interno di un batterio è un ambiente semichiuso.Deve scambiare materiali ed energia benefici con l'ambiente esterno per mantenere la sua vitalità.Tuttavia, deve anche impedire l’ingresso della maggior parte delle sostanze esterne per evitare di danneggiare la biochimica interna.Interferenza e ostruzione della risposta.
L'aumento della concentrazione di sale fa sì che la concentrazione della soluzione all'interno dei batteri sia inferiore a quella del mondo esterno.Inoltre, a causa della caratteristica dell'acqua di spostarsi da una concentrazione bassa ad un'alta concentrazione, una grande quantità di acqua viene persa nei batteri, causando cambiamenti nel loro ambiente di reazione biochimica interna, distruggendo infine il processo di reazione biochimica fino a quando non viene interrotto., i batteri muoiono.
2. Interferire nel processo di assorbimento delle sostanze microbiche e bloccarne la morte
La membrana cellulare ha la caratteristica della permeabilità selettiva per filtrare le sostanze dannose per le attività della vita batterica e assorbire sostanze benefiche per le sue attività vitali.Questo processo di assorbimento è direttamente influenzato dalla concentrazione della soluzione, dalla purezza del materiale, ecc. dell'ambiente esterno.L'aggiunta di sale provoca l'interferenza o il blocco dell'ambiente di assorbimento dei batteri, provocando infine l'inibizione o addirittura la morte dell'attività vitale dei batteri.Questa situazione varia notevolmente a seconda delle condizioni batteriche individuali, delle condizioni delle specie, dei tipi di sale e delle concentrazioni di sale.
3. Avvelenamento e morte di microrganismi
Alcuni sali entreranno all'interno dei batteri insieme alle loro attività vitali, distruggendo i loro processi di reazione biochimica interna, mentre altri interagiranno con la membrana cellulare batterica, modificando le loro proprietà e non proteggendoli più o non essendo più in grado di assorbire alcuni sostanze nocive per i batteri.Sostanze benefiche che provocano l'inibizione dell'attività vitale dei batteri o la morte dei batteri.Tra questi, i sali di metalli pesanti sono quelli rappresentativi e alcuni metodi di sterilizzazione utilizzano questo principio.
La ricerca mostra che l’impatto dell’elevata salinità sul trattamento biochimico si riflette principalmente nei seguenti aspetti:
1. All'aumentare della salinità, la crescita dei fanghi attivi viene influenzata.I cambiamenti nella sua curva di crescita sono i seguenti: il periodo di adattamento diventa più lungo;il tasso di crescita nel periodo di crescita logaritmico diventa più lento;e la durata del periodo di decelerazione della crescita diventa più lunga.
2. La salinità rafforza la respirazione microbica e la lisi cellulare.
3. La salinità riduce la biodegradabilità e la degradabilità della materia organica.Ridurre il tasso di rimozione e il tasso di degradazione della materia organica.
3. Quanta concentrazione di sale può sopportare il sistema biochimico?
Secondo lo "Standard di qualità dell'acqua per le acque reflue scaricate nelle fognature urbane" (CJ-343-2010), quando si entra in un impianto di trattamento delle acque reflue per il trattamento secondario, la qualità delle acque reflue scaricate nelle fognature urbane deve essere conforme ai requisiti del Grado B (Tabella 1), tra cui Cloro Chimico 600 mg/L, Solfato 600 mg/L.
Secondo l'Appendice 3 del "Codice per la progettazione del drenaggio esterno" (GBJ 14-87) (le edizioni GB50014-2006 e 2011 non specificano il contenuto di sale), "Concentrazione ammissibile di sostanze nocive nell'acqua in ingresso delle strutture di trattamento biologico", la concentrazione consentita di cloruro di sodio è 4000 mg/l.
I dati dell'esperienza ingegneristica mostrano che quando la concentrazione di ioni cloruro nelle acque reflue è superiore a 2000 mg/l, l'attività dei microrganismi verrà inibita e il tasso di rimozione del COD sarà significativamente ridotto;quando la concentrazione di ioni cloruro nelle acque reflue è superiore a 8000 mg/l, il volume dei fanghi aumenterà.Durante l'espansione, sulla superficie dell'acqua appare una grande quantità di schiuma e i microrganismi moriranno uno dopo l'altro.
In circostanze normali, riteniamo che una concentrazione di ioni cloruro superiore a 2.000 mg/l e un contenuto di sale inferiore al 2% (equivalente a 20.000 mg/l) possano essere trattati con il metodo dei fanghi attivi.Tuttavia, maggiore è il contenuto di sale, più lungo sarà il tempo di acclimatazione.Ma ricorda una cosa: il contenuto di sale nell'acqua in entrata deve essere stabile e non può variare troppo, altrimenti il sistema biochimico non sarà in grado di sopportarlo.
4. Misure per il trattamento del sistema biochimico delle acque reflue ad alto contenuto di sale
1. Addomesticamento dei fanghi attivi
Quando la salinità è inferiore a 2 g/l, i liquami salati possono essere trattati mediante addomesticamento.Aumentando gradualmente il contenuto di sale dell'acqua di alimentazione biochimica, i microrganismi bilanciano la pressione osmotica all'interno delle cellule o proteggono il protoplasma all'interno delle cellule attraverso i propri meccanismi di regolazione della pressione osmotica.Questi meccanismi regolatori includono l'accumulo di sostanze a basso peso molecolare per formare un nuovo strato protettivo extracellulare e autoregolarsi.Vie metaboliche, cambiamenti nella composizione genetica, ecc.
Pertanto, i normali fanghi attivi possono trattare le acque reflue ad alto contenuto di sale entro un certo intervallo di concentrazione di sale attraverso la domesticazione per un certo periodo di tempo.Sebbene i fanghi attivi possano aumentare l’intervallo di tolleranza al sale del sistema e migliorare l’efficienza del trattamento del sistema attraverso l’addomesticamento, l’addomesticamento dei fanghi attivi I microrganismi hanno un intervallo di tolleranza limitato per il sale e sono sensibili ai cambiamenti nell’ambiente.Quando l'ambiente degli ioni cloruro cambia improvvisamente, l'adattabilità dei microrganismi scompare immediatamente.L'addomesticamento è solo un aggiustamento fisiologico temporaneo dei microrganismi per adattarsi all'ambiente e non ha caratteristiche genetiche.Questa sensibilità adattativa è molto dannosa per il trattamento delle acque reflue.
Il tempo di acclimatazione dei fanghi attivi è generalmente di 7-10 giorni.L'acclimatazione può migliorare la tolleranza dei microrganismi dei fanghi alla concentrazione di sale.La riduzione della concentrazione dei fanghi attivi nella fase iniziale di acclimatazione è dovuta all'aumento della soluzione salina che avvelena i microrganismi e causa la morte di alcuni microrganismi.Mostra una crescita negativa.Nella fase successiva della domesticazione, i microrganismi che si sono adattati all'ambiente modificato iniziano a riprodursi, quindi aumenta la concentrazione dei fanghi attivi.Prendendo la rimozione diMERLUZZOmediante fanghi attivi in soluzioni di cloruro di sodio all'1,5% e al 2,5%, ad esempio, i tassi di rimozione del COD nelle fasi di acclimatazione iniziale e tardiva sono rispettivamente: 60%, 80% e 40%, 60%.
2. Diluire l'acqua
Per ridurre la concentrazione di sale nel sistema biochimico, l'acqua in entrata può essere diluita in modo che il contenuto di sale sia inferiore al valore limite tossico e il trattamento biologico non venga inibito.Il suo vantaggio è che il metodo è semplice e facile da utilizzare e gestire;il suo svantaggio è che aumenta la scala di lavorazione, gli investimenti in infrastrutture e i costi operativi.
3. Selezionare batteri tolleranti al sale
I batteri alotolleranti sono un termine generale per i batteri che possono tollerare alte concentrazioni di sale.Nell'industria, si tratta per lo più di ceppi obbligati che vengono selezionati e arricchiti.Attualmente, il contenuto di sale più elevato può essere tollerato intorno al 5% e può funzionare stabilmente.È anche considerata una sorta di acque reflue ad alto contenuto di sale.Un metodo di trattamento biochimico!
4. Scegliere un flusso di processo ragionevole
Vengono selezionati diversi processi di trattamento per diverse concentrazioni di contenuto di ioni cloruro e il processo anaerobico è opportunamente selezionato per ridurre l'intervallo di tolleranza della concentrazione di ioni cloruro nella successiva sezione aerobica.
Quando la salinità è superiore a 5 g/l, l'evaporazione e la concentrazione per la desalinizzazione rappresentano il metodo più economico ed efficace.Altri metodi, come i metodi per coltivare batteri contenenti sale, presentano problemi difficili da applicare nella pratica industriale.
L'azienda Lianhua può fornire un analizzatore COD veloce per testare le acque reflue ad alto contenuto di sale perché il nostro reagente chimico può proteggere decine di migliaia di interferenze da ioni cloruro.
Orario di pubblicazione: 25 gennaio 2024
