La salinité est supérieure à la quantité d'eau usée à haute teneur en sel et le traitement biochimique de l'eau usée à haute teneur en sel, nous devons d'abord comprendre ce qu'est l'eau usée à haute teneur en sel, et l'eau usée à haute teneur en sel sur le système biochimique !
Qu'est-ce qu'une eau usée à forte teneur en sel ?
Les eaux usées à forte teneur en sel correspondent à une fraction de masse totale de sel d'au moins 1% (équivalant à 10 000 mg/l) des eaux usées. Elles proviennent principalement des usines chimiques et des installations de collecte et de traitement du pétrole et du gaz. Ces eaux usées contiennent diverses substances (notamment du sel, du pétrole, des métaux lourds organiques et des substances radioactives). Les eaux usées contenant du sel sont générées de diverses manières et le volume d'eau augmente chaque année. L'élimination des polluants organiques des eaux usées salines est essentielle pour l'environnement. Lorsque des méthodes biologiques sont utilisées pour le traitement, la forte concentration de substances salines a un effet inhibiteur sur les micro-organismes, et des méthodes physiques et chimiques sont utilisées pour le traitement, ce qui entraîne des investissements importants, des coûts d'exploitation élevés et des difficultés à obtenir l'effet de purification souhaité. Le traitement de ces eaux usées par des méthodes biologiques fait toujours l'objet de recherches dans le pays et à l'étranger.
La matière organique des eaux usées organiques à forte teneur en sel varie considérablement en termes de type et de propriétés chimiques de la matière organique contenue en fonction du processus de production, mais les sels contenus sont principalement le Cl-, le SO42-, le Na+, le Ca2+ et d'autres sels. Bien que ces ions soient des nutriments essentiels à la croissance microbienne, ils jouent un rôle important dans la promotion des réactions enzymatiques, le maintien de l'équilibre membranaire et la régulation de la pression osmotique dans le processus de croissance des micro-organismes. Cependant, si la concentration de ces ions est trop élevée, elle inhibe et empoisonne les micro-organismes. Les principaux résultats sont les suivants : concentration élevée en sel, pression osmotique élevée, déshydratation des cellules microbiennes causée par la séparation du protoplasme cellulaire ; l'effet de précipitation du sel sur l'activité de la déshydrogénase est réduit ; les ions chlorure ont un effet élevé sur la toxicité bactérienne ; concentration élevée en sel, la densité des eaux usées augmente, les boues activées flottent et se perdent facilement, ce qui affecte sérieusement l'effet d'épuration du système d'épuration biologique.
L'effet de la salinité sur le système biochimique
1. Entraîne la mort des micro-organismes déshydratation
La modification de la pression osmotique est la cause principale dans le cas d'une concentration élevée en sel. L'intérieur des bactéries est un milieu semi-fermé et doit échanger des substances et de l'énergie avec le milieu extérieur en sa faveur afin de maintenir son activité vitale, mais il doit également empêcher la plupart des substances extérieures d'y pénétrer afin d'éviter toute interférence et obstruction de ses réactions biochimiques internes.
La concentration en sel augmente, ce qui fait que la concentration de la solution interne de la bactérie est inférieure à celle du monde extérieur, et en raison des caractéristiques du mouvement de l'eau d'une faible concentration à une concentration élevée, ce qui entraîne une perte d'eau dans le corps bactérien causée par un grand nombre de changements dans son environnement de réaction biochimique interne, et détruit finalement le processus de réaction biochimique jusqu'à l'interruption de la mort du corps bactérien.
2. Le processus d'absorption des matières microbiennes est perturbé et bloqué jusqu'à la mort.
La membrane cellulaire présente la caractéristique d'une perméabilité sélective, afin de filtrer les substances nuisibles aux activités vitales des bactéries et d'absorber les substances bénéfiques à leurs activités vitales. Ce processus d'absorption est directement affecté par la concentration de la solution dans l'environnement externe, la pureté de la substance, etc. L'ajout de sel entraîne une interférence ou un blocage de l'environnement d'absorption des bactéries, ce qui conduit finalement à l'inhibition de l'activité vitale des bactéries, voire à leur mort. Cette situation varie considérablement en fonction de la situation individuelle des bactéries, de l'espèce, du type de sel et de sa concentration.
3. toxicité et mort des micro-organismes
Certains sels pénètrent dans les bactéries avec leurs activités vitales, détruisant leur processus de réaction biochimique interne, et certains d'entre eux interagissent avec la membrane cellulaire des bactéries, ce qui entraîne une modification de leurs propriétés et les empêche de jouer un rôle protecteur ou d'absorber certaines substances bénéfiques pour les bactéries, ce qui conduit à l'inhibition de l'activité vitale des bactéries ou à la mort des organismes. Les sels de métaux lourds en sont représentatifs et certaines méthodes bactéricides utilisent ce principe.
Les recherches montrent que l'impact d'une salinité élevée sur le traitement biochimique se reflète principalement dans les aspects suivants :
(1) L'augmentation de la salinité affecte la croissance des boues activées. La modification de sa courbe de croissance se manifeste par : l'allongement de la période d'adaptation ; le ralentissement du taux de croissance de la période de croissance logarithmique ; l'allongement de la durée de la période de croissance décélérée.
(2) La salinité favorise la respiration microbienne et la lyse cellulaire.
3) La salinité réduit la biodégradabilité et la dégradabilité de la matière organique. Elle diminue le taux d'élimination et le taux de dégradation de la matière organique.
Le système biochimique peut résister à une forte concentration de sel
Selon les "Normes de qualité de l'eau pour le rejet des eaux usées dans les égouts urbains" (CJ-343-2010), la qualité des eaux usées rejetées dans les égouts urbains doit être conforme aux dispositions de la classe B (tableau 1) lorsqu'elles entrent dans la station d'épuration pour le traitement secondaire, dans lequel 600 mg/L de chlorure et 600 mg/L de sulfate sont présents.
Selon le "Code de conception du drainage extérieur" (GBJ 14-87) (GB50014-2006 et la version 2011 du sel n'est pas spécifiquement indiqué) Annexe III "structures de traitement biologique dans l'eau concentration admissible de substances dangereuses"", la concentration admissible de chlorure de sodium est de 4000mg/L.
Les données de l'expérience d'ingénierie montrent que : lorsque la concentration d'ions chlorure dans les eaux usées est supérieure à 2000 mg / L, l'activité des micro-organismes sera supprimée, le taux d'élimination de la DCO sera considérablement réduit ; lorsque la concentration d'ions chlorure dans les eaux usées est supérieure à 8000 mg / L, il en résultera une expansion du volume des boues, la surface de l'eau sera inondée d'un grand nombre de bulles, les micro-organismes seront tués l'un après l'autre.
Dans des circonstances normales, nous pensons que la concentration en ions chlore est supérieure à 2000mg/L, le sel est inférieur à 2% (équivalent à 20 000mg/L) n'affecte pas l'effet de traitement du système biochimique, vous pouvez utiliser la méthode des boues activées, cependant, selon si la domestication d'un raisonnable, sel 3%-4% utilisation de la méthode des boues activées pour atteindre la norme de stabilité a également été rencontrée (la communauté a un 5% débogage succès). Il faut toutefois garder à l'esprit que la salinité de l'eau d'alimentation, pour garantir la stabilité, ne doit pas trop fluctuer, sinon le système biochimique ne pourra pas résister à l'effondrement !
Mesures pour un système biochimique de traitement des eaux usées à forte teneur en sel
1. Domestication des boues activées
Si la salinité est inférieure à 2g/L, les eaux usées salines peuvent être traitées par domestication. En augmentant progressivement la salinité de l'eau d'alimentation biochimique, les micro-organismes équilibreront la pression osmotique intracellulaire ou protégeront le protoplasme intracellulaire grâce à leurs propres mécanismes de régulation de la pression osmotique, qui comprennent l'agrégation de substances de faible poids moléculaire pour former une nouvelle couche protectrice extracellulaire, la régulation de leurs propres voies métaboliques et la modification de leur composition génétique.
Par conséquent, les boues activées normales peuvent être domestiquées pendant un certain temps pour traiter les eaux usées à forte teneur en sel dans une certaine plage de concentration en sel. Bien que les boues activées puissent augmenter la plage de tolérance au sel du système et améliorer l'efficacité du traitement du système grâce à la domestication, les micro-organismes dans les boues activées domestiquées ont une plage de tolérance au sel limitée et sont sensibles aux changements dans l'environnement. Lorsque l'environnement chlorure change soudainement, l'adaptation des micro-organismes disparaît immédiatement． La domestication n'est qu'un ajustement physiologique temporaire des micro-organismes pour s'adapter à l'environnement et n'a pas de caractéristiques génétiques. La sensibilité de cette adaptation est très défavorable au traitement des eaux usées.
Le temps de domestication des boues activées est généralement de 7 à 10 jours, la domestication peut améliorer le degré de tolérance des microorganismes des boues à la concentration en sel, la domestication de la concentration initiale des boues activées diminue, en raison de l'augmentation de la solution saline qui produit une toxicité pour les microorganismes, de sorte que certains microorganismes meurent, montrant une croissance négative, dans la domestication tardive des microorganismes adaptés au changement de l'environnement ont commencé à se reproduire, de sorte que la concentration des boues activées a augmenté. Si l'on prend comme exemple l'élimination de la DCO par les boues activées dans une solution de NaCl de 1,51 TTP3T et de 2,51 TTP3T, l'élimination de la DCO au début et à la fin de la domestication était respectivement de 601 TTP3T et 801 TTP3T et de 401 TTP3T et 601 TTP3T.
2. Dilution de l'eau influente
Afin de réduire la concentration de sel dans le système biochimique, l'eau influente peut être diluée de manière à ce que le sel soit inférieur à la valeur du domaine toxique et que le traitement biologique ne soit pas inhibé. L'avantage de cette méthode est qu'elle est simple, facile à utiliser et à gérer ; l'inconvénient est qu'elle augmente l'échelle de traitement, l'investissement dans l'infrastructure et les coûts d'exploitation.
3. sélection de bactéries résistantes au sel
Les bactéries tolérantes au sel sont des bactéries qui peuvent tolérer une concentration élevée de sel. Il s'agit d'un terme général, l'industrie est principalement sélectionnée pour l'enrichissement de souches spécialisées, le sel le plus élevé peut tolérer environ 5% et peut fonctionner de manière stable, il est également considéré comme une sorte de traitement des eaux usées à haute teneur en sel par des moyens biochimiques !
4. Sélectionner un flux de processus raisonnable
Pour différentes concentrations d'ions chlorure, il convient de choisir différents procédés de traitement, en sélectionnant de manière appropriée le procédé anaérobie pour réduire la gamme d'ions chlore après la section aérobie de la concentration de tolérance.
Lorsque la salinité est supérieure à 5g/L, l'évaporation et la concentration constituent le moyen le plus économique et le plus efficace d'éliminer le sel. D'autres méthodes, telles que la culture de bactéries contenant du sel, sont difficiles à mettre en œuvre dans la pratique industrielle.