Effekter av kloridjoner på bakterier i avloppsvattenrening och motåtgärder

Mikroorganismer växer bra under isotoniskt tryck, såsom i NaCl-lösning med en massa på 5-8,5 g/L. Under lågt osmotiskt tryck (p(NaCl)=0,1g/L) tränger en stor mängd vattenmolekyler i lösningen in i mikroorganismen, vilket gör att de mikrobiella cellerna sväller och brister i svåra fall, vilket leder till att mikroorganismen dör. Under högt osmotiskt tryck (p(NaCl)=200g/L) tränger en stor mängd vattenmolekyler i mikroorganismen in i kroppen (d.v.s. uttorkning), vilket gör att cellen genomgår plasmolys.

Enhetsstrukturen för mikroorganismer är cellen, och cellväggen motsvarar ett semipermeabelt membran. När kloridjonkoncentrationen är mindre än eller lika med 2000mg/L är det osmotiska trycket som cellväggen kan motstå 0,5-1,0 atmosfärer. Även om cellväggen och cytoplasmatiska membranet har en viss seghet och elasticitet kommer det osmotiska trycket som cellväggen tål inte att vara större än 5-6 atmosfärer.

Men när kloridjonkoncentrationen i vattenlösningen är över 5000 mg/L kommer det osmotiska trycket att öka till cirka 10-30 atmosfärer. Under ett så högt osmotiskt tryck kommer en stor mängd vattenmolekyler i mikroorganismerna att tränga in i lösningen utanför kroppen, vilket orsakar celluttorkning och plasmolys, och i svåra fall kommer mikroorganismerna att dö. Tekniska erfarenheter visar att när kloridjonkoncentrationen i avloppsvattnet är större än 2000 mg/L, kommer aktiviteten hos mikroorganismer att hämmas och COD-avlägsningshastigheten kommer att sjunka avsevärt; när kloridjonkoncentrationen i avloppsvattnet är större än 8000mg/L kommer det att göra att slamvolymen expanderar, en stor mängd skum kommer att uppstå på vattenytan och mikroorganismerna dör en efter en.

Manifestationer av hämmande slamaktivitet

När kloridjonkoncentrationen i det biokemiska systemet förändras drastiskt, kommer slammets karboniserings- och nitrifikationsegenskaper snabbt att försvagas eller till och med försvinna, vilket resulterar i en signifikant minskning av COD-avlägsningshastigheten och ackumulering av nitrit i nitrifikationsprocessen. Även om det lösta syret i avloppet ökar är effekten inte uppenbar. Med andra ord har aktivt slam en viss tolerans mot kloridjonkoncentrationen. När kloridjonkoncentrationen överstiger ett visst värde minskar systemets nedbrytningskapacitet tills systemet förlorar sin processkapacitet.

Plötsliga förändringar i kloridjoner stör systemet mer än gradvisa förändringar i kloridjoner. När kloridjonerna ökar minskar nedbrytningshastigheten av organiskt material, så lågt F/M (förhållandet mellan näringsämnen och aktivt slam i massa) är mer lämpligt för rening av kloridjoninnehållande avloppsvatten.

Kloridjoner förändrar sammansättningen av mikroorganismer i slam, förändrar sedimenteringen av slam och avloppsvatten SS, vilket resulterar i allvarlig slamförlust, en minskning av koncentrationen av aktivt slam, en ökning av slamindex och en minskning av 30-minuterssedimenteringen hastighet.

Enligt resultaten från den mikroskopiska undersökningen av aktivt slam är den biologiska fasen relativt rik vid låg salthalt, med en stor variation av trådformiga bakterier, flockar och protozoer. De aktiverade slampartiklarna är stora, flockarna är slutna och flockarna har en viss grad av kompakthet. Med ökningen av kloridjonkoncentrationen i det inkommande vattnet, när kloridjonen plötsligt ökar från de ursprungliga 150mg/L till 1000mg/L, existerar i princip inte de filamentösa bakterierna och protozoerna, och flockarna blir tätare. Vid denna tidpunkt blir flockarna små och onormalt kompakta. Nedbrytningen av organiskt material i avloppsvatten fullbordas huvudsakligen genom samverkan av ett stort antal mikroorganismer i avloppsvatten. Ökningen av kloridjoner leder till en minskning av antalet mikroorganismer i det aktiverade slammet, vilket minskar nedbrytningshastigheten av organiskt material.

Hur mycket kloridjoninnehåll i det biokemiska avloppsreningssystemet kommer att påverka mikroorganismer

(1) När salthalten ökar påverkas tillväxten av aktivt slam. Förändringarna i dess tillväxtkurva manifesteras i: anpassningsperioden blir längre; tillväxthastigheten för den logaritmiska tillväxtperioden blir långsammare; varaktigheten av inbromsningstillväxtperioden blir längre;

(2) Salthalt förbättrar andningen av mikroorganismer och lysen av celler;

(3) Salthalt minskar den biologiska nedbrytbarheten och nedbrytbarheten av organiskt material. Avlägsningshastigheten och nedbrytningshastigheten av organiskt material minskar. Även om en förlängning av luftningstiden kan förbättra borttagningseffektiviteten för organiskt material, är ökningen av avlägsningshastigheten för organiskt material långsam efter en viss tid med ökningen av luftningstiden. Ur ett ekonomiskt perspektiv är metoden att öka avlägsningshastigheten för organiskt material med högt saltinnehåll inte tillrådligt genom att förlänga luftningstiden;

(4) Oorganiska salter förbättrar sedimenteringen av aktivt slam. När salthalten ökar minskar slamindex;

(5) Att behandla avloppsvatten med hög salthalt och acklimatisering av aktivt slam är ett nödvändigt medel för att reningssystemet ska lyckas. Acklimatiseringsprocessen av aktivt slam är processen att gradvis anpassa metabolismen av mikroorganismer till miljön med hög salthalt och låta salttoleranta bakterier föröka sig i stort antal.

Hur eliminerar man påverkan av kloridjoner?

01 Tamning av aktivt slam

Genom att gradvis öka kloridjoninnehållet i biokemiskt influent kommer mikroorganismer att balansera det intracellulära osmotiska trycket eller skydda protoplasman i cellerna genom sina egna osmotiska tryckregleringsmekanismer. Dessa regleringsmekanismer inkluderar aggregering av lågmolekylära ämnen för att bilda ett nytt extracellulärt skyddande lager, reglering av sina egna metabola vägar, förändrad genetisk sammansättning, etc.

Därför kan normalt aktiverat slam behandla avloppsvatten med höga kloridjoner inom ett visst kloridjonintervall under en viss period av domesticering. Även om aktivt slam kan förbättra systemets toleransintervall för kloridjoner och förbättra systemets reningseffektivitet genom domesticering, har mikroorganismerna i det domesticerade aktiverade slammet ett begränsat toleransintervall för kloridjoner och är känsliga för miljöförändringar. När kloridjonmiljön plötsligt förändras kommer mikroorganismernas anpassningsförmåga att försvinna omedelbart. Domesticering är bara en tillfällig fysiologisk anpassning för mikroorganismer att anpassa sig till miljön och har inte genetiska egenskaper. Denna adaptiva känslighet är mycket ogynnsam för avloppsrening.

Acklimatiseringstiden för aktivt slam är i allmänhet 7-10 dagar. Acklimatisering kan förbättra slammikroorganismers tolerans mot saltkoncentration. Koncentrationen av aktivt slam minskar i det tidiga stadiet av acklimatisering eftersom ökningen av saltlösning är giftigt för mikroorganismer, vilket gör att vissa mikroorganismer dör och visar negativ tillväxt. I det senare stadiet av acklimatisering börjar mikroorganismer som har anpassat sig till miljön att reproducera sig, så koncentrationen av aktivt slam ökar. Om man tar bort COD med aktivt slam i 1,5 % och 2,5 % natriumkloridlösningar som ett exempel, är COD-avlägsnandet i de tidiga och sena stadierna av acklimatisering 60 %, 80 % respektive 40 %, 60 %.

02 Späd avloppsvatten med hög koncentration av kloridjoner

För att minska koncentrationen av kloridjoner som kommer in i det biokemiska systemet kan influenten spädas ut så att kloridjonerna är lägre än det toxiska tröskelvärdet och den biologiska behandlingen kommer inte att hämmas. Dess fördelar är enkla metoder, enkel drift och hantering; dess nackdelar är ökad reningsskala, investeringar i infrastruktur och driftskostnader. För Yangli avloppsreningsverk, på grund av den stora inflödesvolymen och den kontinuerliga driften, även om kloridjonkoncentrationen är hög vid en viss tidpunkt mätt med online-instrument, är funktionsdugligheten för riktad utspädning dålig. Därför är denna metod mer lämplig för fabriker och företag som producerar avloppsvatten med hög kloridjonkoncentration.

03 Välj ett rimligt processflöde

Välj olika behandlingsprocesser för olika koncentrationer av kloridjoninnehåll och välj lämpligt anaeroba processflöden för att minska toleransintervallet för kloridjonkoncentrationen i det efterföljande aeroba steget.

04  Öka DO för det biokemiska systemet och öka lämpligt det lösta syret i det biokemiska systemet för att säkerställa aktiviteten hos det aktiverade slammet.

05  Utsläpp av restslam

Öka utsläppet av kvarvarande aktiverat slam för att säkerställa att slammet växer under den logaritmiska tillväxtperioden för att förbättra avlägsningseffektiviteten av föroreningar.

06 Lägg till näringskälla

Samtidigt som löst syre ökar, accelereras metabolismen av slam. För att säkerställa metabolismen av slam bör tillräcklig näring säkerställas. Vid behov kan en viss näringskälla på lämpligt sätt tillsättas för att säkerställa aktiviteten y av slam.