Por que as águas residuais com alto teor de sal são tão difíceis de tratar? Devemos primeiro entender o que são águas residuais com alto teor de sal e o impacto das águas residuais com alto teor de sal no sistema bioquímico! Este artigo discute apenas o tratamento bioquímico de águas residuais com alto teor de sal!
1. O que são águas residuais com alto teor de sal?
Águas residuais com alto teor de sal referem-se a águas residuais com um teor total de sal de pelo menos 1% (equivalente a 10.000 mg/L). Provém principalmente de fábricas de produtos químicos e da coleta e processamento de petróleo e gás natural. Estas águas residuais contêm uma variedade de substâncias (incluindo sais, óleos, metais pesados orgânicos e materiais radioativos). As águas residuais salgadas são produzidas através de uma ampla variedade de fontes e a quantidade de água aumenta a cada ano. A remoção de poluentes orgânicos de águas residuais salgadas tem um impacto importante no meio ambiente. Métodos biológicos são usados para tratamento. Substâncias salinas em alta concentração têm um efeito inibitório sobre os microrganismos. Métodos físicos e químicos são utilizados para o tratamento, o que requer grande investimento e altos custos operacionais, sendo difícil alcançar o efeito de purificação esperado. O uso de métodos biológicos para tratar essas águas residuais ainda é foco de pesquisas no país e no exterior.
Os tipos e propriedades químicas da matéria orgânica em águas residuais orgânicas com alto teor de sal variam muito dependendo do processo de produção, mas os sais contidos são principalmente sais como Cl-, SO42-, Na+, Ca2+. Embora esses íons sejam nutrientes essenciais para o crescimento dos microrganismos, eles desempenham um papel importante na promoção de reações enzimáticas, na manutenção do equilíbrio da membrana e na regulação da pressão osmótica durante o crescimento dos microrganismos. Porém, se a concentração desses íons for muito alta, terá efeitos inibitórios e tóxicos sobre os microrganismos. As principais manifestações são: alta concentração de sal, alta pressão osmótica, desidratação de células microbianas, causando separação do protoplasma celular; a salga reduz a atividade da desidrogenase; íons com alto teor de cloreto As bactérias são tóxicas; a concentração de sal é alta, a densidade das águas residuais aumenta e o lodo ativado flutua facilmente e se perde, afetando seriamente o efeito de purificação do sistema de tratamento biológico.
2. Efeito da salinidade nos sistemas bioquímicos
1. Leva à desidratação e morte de microrganismos
Em concentrações mais elevadas de sal, as alterações na pressão osmótica são a principal causa. O interior de uma bactéria é um ambiente semifechado. Deve trocar materiais benéficos e energia com o ambiente externo para manter sua vitalidade. No entanto, também deve impedir a entrada da maioria das substâncias externas para evitar danos à bioquímica interna. Interferência e obstrução de resposta.
O aumento na concentração de sal faz com que a concentração da solução dentro da bactéria seja menor do que no mundo exterior. Além disso, devido à característica da água passar de baixa concentração para alta concentração, uma grande quantidade de água é perdida nas bactérias, causando alterações no seu ambiente de reação bioquímica interna, destruindo em última análise o seu processo de reação bioquímica até que seja interrompido. , as bactérias morrem.
2. Interferir no processo de absorção de substâncias microbianas e bloquear sua morte
A membrana celular tem como característica a permeabilidade seletiva para filtrar substâncias nocivas às atividades vitais das bactérias e absorver substâncias benéficas às suas atividades vitais. Este processo de absorção é diretamente afetado pela concentração da solução, pureza do material, etc. do ambiente externo. A adição de sal faz com que o ambiente de absorção bacteriana seja interferido ou bloqueado, eventualmente fazendo com que a atividade vital bacteriana seja inibida ou até mesmo morra. Esta situação varia muito devido às condições bacterianas individuais, às condições das espécies, aos tipos de sal e às concentrações de sal.
3. Envenenamento e morte de microrganismos
Alguns sais entrarão no interior das bactérias junto com suas atividades vitais, destruindo seus processos internos de reação bioquímica, e alguns irão interagir com a membrana celular bacteriana, fazendo com que suas propriedades mudem e não as protejam mais ou não sejam mais capazes de absorver certos substâncias nocivas às bactérias. Substâncias benéficas, fazendo com que a atividade vital das bactérias seja inibida ou que as bactérias morram. Entre eles, os sais de metais pesados são os mais representativos, e alguns métodos de esterilização utilizam este princípio.
A pesquisa mostra que o impacto da alta salinidade no tratamento bioquímico se reflete principalmente nos seguintes aspectos:
1. À medida que a salinidade aumenta, o crescimento do lodo ativado é afetado. As alterações na sua curva de crescimento são as seguintes: o período de adaptação torna-se mais longo; a taxa de crescimento no período de crescimento logarítmico torna-se mais lenta; e a duração do período de desaceleração do crescimento torna-se mais longa.
2. A salinidade fortalece a respiração microbiana e a lise celular.
3. A salinidade reduz a biodegradabilidade e a degradabilidade da matéria orgânica. Reduza a taxa de remoção e a taxa de degradação da matéria orgânica.
3. Quão alta concentração de sal o sistema bioquímico pode suportar?
De acordo com a “Norma de Qualidade da Água para Esgoto Lançado em Esgotos Urbanos” (CJ-343-2010), ao entrar em uma estação de tratamento de esgoto para tratamento secundário, a qualidade do esgoto lançado em esgotos urbanos deve atender aos requisitos do Grau B (Tabela 1), entre os quais Cloro Químicos 600 mg/L, Sulfato 600 mg/L.
De acordo com o Apêndice 3 do “Código para Projeto de Drenagem Externa” (GBJ 14-87) (as edições GB50014-2006 e 2011 não especificam o teor de sal), “Concentração permitida de substâncias nocivas na água de entrada de estruturas de tratamento biológico”, a concentração permitida de cloreto de sódio é 4000mg/L.
Os dados da experiência de engenharia mostram que quando a concentração de íons cloreto nas águas residuais é superior a 2.000 mg/L, a atividade dos microrganismos será inibida e a taxa de remoção de DQO será significativamente reduzida; quando a concentração de íons cloreto nas águas residuais for superior a 8.000 mg/L, o volume de lodo aumentará. Expansão, uma grande quantidade de espuma aparece na superfície da água e os microorganismos morrem um após o outro.
Em circunstâncias normais, acreditamos que a concentração de íons cloreto superior a 2.000 mg/L e o teor de sal inferior a 2% (equivalente a 20.000 mg/L) podem ser tratados pelo método de lodo ativado. Porém, quanto maior o teor de sal, maior será o tempo de aclimatação. Mas lembre-se de uma coisa: o teor de sal da água que entra deve ser estável e não pode flutuar muito, caso contrário o sistema bioquímico não será capaz de suportá-lo.
4. Medidas para tratamento de sistemas bioquímicos de águas residuais com alto teor de sal
1. Domesticação de lodo ativado
Quando a salinidade é inferior a 2g/L, o esgoto salgado pode ser tratado através da domesticação. Ao aumentar gradualmente o teor de sal da água de alimentação bioquímica, os microrganismos equilibrarão a pressão osmótica dentro das células ou protegerão o protoplasma dentro das células através dos seus próprios mecanismos de regulação da pressão osmótica. Esses mecanismos reguladores incluem o acúmulo de substâncias de baixo peso molecular para formar uma nova camada protetora extracelular e auto-regular-se. Vias metabólicas, mudanças na composição genética, etc.
Portanto, o lodo ativado normal pode tratar águas residuais com alto teor de sal dentro de uma certa faixa de concentração de sal por meio da domesticação por um determinado período de tempo. Embora o lodo ativado possa aumentar a faixa de tolerância ao sal do sistema e melhorar a eficiência do tratamento do sistema por meio da domesticação, domesticação do lodo ativado Os microrganismos têm uma faixa de tolerância limitada ao sal e são sensíveis às mudanças no ambiente. Quando o ambiente de íons cloreto muda repentinamente, a adaptabilidade dos microrganismos desaparecerá imediatamente. A domesticação é apenas um ajuste fisiológico temporário dos microrganismos para se adaptarem ao meio ambiente e não possui características genéticas. Essa sensibilidade adaptativa é muito prejudicial ao tratamento de esgoto.
O tempo de aclimatação do lodo ativado é geralmente de 7 a 10 dias. A aclimatação pode melhorar a tolerância dos microrganismos do lodo à concentração de sal. A redução na concentração de lodo ativado na fase inicial de aclimatação se deve ao aumento do envenenamento de microrganismos pela solução salina e causando a morte de alguns microrganismos. Apresenta crescimento negativo. Na fase posterior da domesticação, os microrganismos que se adaptaram ao ambiente alterado começam a se reproduzir, aumentando assim a concentração de lodo ativado. Tomando a remoção deBACALHAUpor lodo ativado em soluções de cloreto de sódio a 1,5% e 2,5% como exemplo, as taxas de remoção de DQO nos estágios inicial e tardio de aclimatação são: 60%, 80% e 40%, 60% respectivamente.
2. Dilua a água
Para reduzir a concentração de sal no sistema bioquímico, a água que entra pode ser diluída para que o teor de sal seja inferior ao valor limite tóxico e o tratamento biológico não seja inibido. Sua vantagem é que o método é simples e fácil de operar e gerenciar; a sua desvantagem é que aumenta a escala de processamento, o investimento em infra-estruturas e os custos operacionais.
3. Selecione bactérias tolerantes ao sal
Bactérias halotolerantes são um termo geral para bactérias que podem tolerar altas concentrações de sal. Na indústria, são principalmente cepas obrigatórias que são selecionadas e enriquecidas. Atualmente, o maior teor de sal pode ser tolerado em torno de 5% e pode operar de forma estável. Também é considerada uma espécie de água residual com alto teor de sal. Um método bioquímico de tratamento!
4. Escolha um fluxo de processo razoável
Diferentes processos de tratamento são selecionados para diferentes concentrações de conteúdo de íons cloreto, e o processo anaeróbico é selecionado adequadamente para reduzir a faixa de tolerância da concentração de íons cloreto na seção aeróbica subsequente.
Quando a salinidade é superior a 5g/L, a evaporação e concentração para dessalinização é o método mais econômico e eficaz. Outros métodos, tais como métodos para cultivo de bactérias contendo sal, apresentam problemas que são difíceis de operar na prática industrial.
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Horário da postagem: 25 de janeiro de 2024
