A salinidade é maior do que a quantidade de águas residuais com alto teor de sal e o tratamento bioquímico de águas residuais com alto teor de sal.
O que são águas residuais com alto teor de sal
Águas residuais com alto teor de sal referem-se à fração total de massa de sal de pelo menos 1% (equivalente a 10.000mg / L) das águas residuais. Elas são provenientes principalmente de fábricas de produtos químicos e de coleta e processamento de petróleo e gás. Essas águas residuais contêm uma variedade de substâncias (incluindo sal, óleo, metais pesados orgânicos e substâncias radioativas). As águas residuais contendo sal são geradas de diversas maneiras e o volume de água aumenta a cada ano. A remoção de poluentes orgânicos de águas residuais salinas é fundamental para o meio ambiente. Quando métodos biológicos são usados para o tratamento, a alta concentração de substâncias salinas tem um efeito inibitório sobre os microrganismos, e métodos físicos e químicos são usados para o tratamento, o que resulta em grandes investimentos, altos custos operacionais e dificuldades para obter o efeito de purificação desejado. O tratamento dessas águas residuais pelo método biológico ainda é o foco das pesquisas no país e no exterior.
A matéria orgânica de águas residuais orgânicas com alto teor de sal varia muito em termos do tipo e das propriedades químicas da matéria orgânica contida de acordo com o processo de produção, mas os sais contidos são principalmente Cl-, SO42-, Na+, Ca2+ e outros sais. Embora esses íons sejam nutrientes essenciais para o crescimento microbiano, eles desempenham um papel importante na promoção de reações enzimáticas, na manutenção do equilíbrio da membrana e na regulação da pressão osmótica no processo de crescimento dos microrganismos. No entanto, se a concentração desses íons for muito alta, ela inibirá e envenenará os microrganismos, o principal desempenho: alta concentração de sal, alta pressão osmótica, desidratação da célula microbiana causada pela separação do protoplasma celular; o efeito de precipitação de sal da atividade da desidrogenase é reduzido; íons de cloreto com alta toxicidade bacteriana; alta concentração de sal, a densidade da água residual aumenta, o lodo ativado é fácil de flutuar e perder, o que afeta seriamente o efeito de purificação do sistema de tratamento biológico.
O efeito da salinidade no sistema bioquímico
1. Leva à morte da desidratação do micro-organismo
A alteração da pressão osmótica é a principal causa no caso de alta concentração de sal. O interior das bactérias é um ambiente semifechado e deve trocar substâncias e energia com o ambiente externo a seu favor para manter sua atividade vital, mas também deve impedir a entrada da maioria das substâncias externas para evitar interferência e obstrução de suas reações bioquímicas internas.
A concentração de sal aumenta, o que faz com que a concentração da solução interna da bactéria seja menor do que a do mundo externo e, devido às características da água, do movimento de baixa concentração para o de alta concentração, o que resulta na perda de água no corpo bacteriano causada por um grande número de alterações em seu ambiente interno de reação bioquímica e, por fim, destrói o processo de reação bioquímica até a interrupção da morte do corpo bacteriano.
2. O processo de absorção de material microbiano sofre interferência e é bloqueado até a morte.
A membrana celular tem a característica de permeabilidade seletiva, a fim de filtrar as substâncias prejudiciais às atividades vitais das bactérias e absorver as substâncias benéficas às suas atividades vitais. Esse processo de absorção é diretamente afetado pela concentração da solução no ambiente externo, pela pureza da substância etc. A adição de sal faz com que o ambiente de absorção bacteriana sofra interferência ou seja bloqueado, o que, em última análise, leva à inibição da atividade vital bacteriana ou até mesmo à morte. Essa situação varia muito, dependendo da situação individual da bactéria, da espécie, do tipo de sal e da concentração de sal.
3. toxicidade e morte de microorganismos
Alguns sais entrarão nas bactérias com suas atividades vitais, destruindo seu processo de reação bioquímica interna, e alguns deles interagirão com a membrana celular das bactérias, resultando na alteração de suas propriedades e deixando de desempenhar um papel protetor ou de absorver determinadas substâncias benéficas para as bactérias, o que levará à inibição da atividade vital das bactérias ou à morte dos organismos. Os sais de metais pesados são um exemplo disso, e alguns métodos bactericidas utilizam esse princípio.
A pesquisa mostra que o impacto da alta salinidade no tratamento bioquímico se reflete principalmente nos seguintes aspectos:
(1) Com o aumento da salinidade, o crescimento do lodo ativado é afetado. A mudança de sua curva de crescimento se manifesta em: o período de adaptação se torna mais longo; a taxa de crescimento do período de crescimento logarítmico se torna mais lenta; a duração do período de crescimento desacelerado se torna mais longa.
(2) A salinidade aumenta a respiração microbiana e a lise celular.
3) A salinidade reduz a biodegradabilidade e a degradabilidade da matéria orgânica. Ela diminui a taxa de remoção e a taxa de degradação da matéria orgânica.
O sistema bioquímico pode suportar a alta concentração de sal
De acordo com os "Padrões de Qualidade da Água para Descarga de Esgoto em Esgotos Urbanos" (CJ-343-2010), a qualidade do esgoto descarregado em esgotos urbanos deve estar em conformidade com as disposições da Classe B (Tabela 1) ao entrar na estação de tratamento de esgoto para tratamento secundário, na qual 600 mg/L de cloreto e 600 mg/L de sulfato estão presentes.
De acordo com o "Código de Projeto de Drenagem Externa" (GBJ 14-87) (GB50014-2006 e a versão 2011 do sal não é especificamente declarada), Apêndice III "estruturas de tratamento biológico na concentração permitida de substâncias perigosas na água", a concentração permitida de cloreto de sódio é de 4000 mg/L.
Os dados da experiência de engenharia mostram que: quando a concentração de íons de cloreto na água residual for superior a 2.000 mg/l, a atividade dos microrganismos será suprimida, a taxa de remoção de COD será significativamente reduzida; quando a concentração de íons de cloreto na água residual for superior a 8.000 mg/l, isso resultará na expansão do volume de lodo, a superfície da água será inundada com um grande número de bolhas e os microrganismos serão mortos um após o outro.
Em circunstâncias normais, acreditamos que a concentração de íons de cloro é maior que 2.000 mg/L, o sal é menor que 2% (equivalente a 20.000 mg/L) e não afeta o efeito do tratamento do sistema bioquímico, você pode usar o método de lodo ativado; no entanto, de acordo com a domesticação de um uso razoável de sal 3%-4% do método de lodo ativado para atingir o padrão de estabilidade também foi encontrado (a comunidade tem um sucesso de depuração 5%). Caso), mas tenha em mente que a salinidade da água de alimentação para garantir a estabilidade não pode flutuar muito, caso contrário, o sistema bioquímico não poderá suportar o colapso!
Medidas para o sistema bioquímico para tratar águas residuais com alto teor de sal
1. Domesticação do lodo ativado
Sob a condição de que a salinidade seja inferior a 2g/L, as águas residuais salinas podem ser tratadas por domesticação. Ao aumentar gradualmente a salinidade da água de alimentação bioquímica, os microrganismos equilibrarão a pressão osmótica intracelular ou protegerão o protoplasma intracelular por meio de seus próprios mecanismos de regulação da pressão osmótica, que incluem a agregação de substâncias de baixo peso molecular para formar uma nova camada protetora extracelular, regulando suas próprias vias metabólicas e alterando sua composição genética.
Portanto, o lodo ativado normal pode ser domesticado por um determinado período de tempo para tratar águas residuais com alto teor de sal em uma determinada faixa de concentração de sal. 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, os microrganismos no lodo ativado domesticado têm uma faixa limitada de tolerância ao sal e são sensíveis a mudanças no ambiente. Quando o ambiente de cloreto muda repentinamente, a adaptação dos microrganismos desaparece imediatamente． A domesticação é apenas um ajuste fisiológico temporário dos microrganismos para se adaptarem ao ambiente e não tem características genéticas. A sensibilidade dessa adaptação é muito desfavorável para o tratamento de esgoto.
O tempo de domesticação do lodo ativado é geralmente de 7 a 10 dias, a domesticação pode melhorar o grau de tolerância dos microrganismos do lodo à concentração de sal, a domesticação da concentração inicial do lodo ativado diminuiu, devido ao aumento da solução salina para produzir toxicidade aos microrganismos, de modo que alguns microrganismos morrem, mostrando crescimento negativo, na domesticação tardia dos microrganismos adaptados para mudar o ambiente começaram a se reproduzir, de modo que a concentração do lodo ativado aumentou. Tomando como exemplo a remoção de DQO por lodo ativado em soluções de NaCl de 1,5% e 2,5%, a remoção de DQO nos estágios inicial e final da domesticação foi de 60% e 80% e 40% e 60%, respectivamente.
2. Diluição da água influente
Para reduzir a concentração de sal no sistema bioquímico, a água influente pode ser diluída de modo que o sal seja menor do que o valor do domínio tóxico, e o tratamento biológico não será inibido. Sua vantagem é que o método é simples, fácil de operar e gerenciar; a desvantagem é que ele aumenta a escala de tratamento, o investimento em infraestrutura e os custos operacionais.
3. seleção de bactérias resistentes ao sal
Bactérias tolerantes ao sal é um tipo de bactéria que pode tolerar altas concentrações de sal, é um termo geral; o setor é, na maioria das vezes, selecionado para o enriquecimento de cepas especializadas; o sal mais alto pode tolerar cerca de 5% e pode ter uma operação estável; também é considerado um tipo de tratamento de águas residuais com alto teor de sal por meios bioquímicos!
4. Selecione um fluxo de processo razoável
Para diferentes concentrações de teor de íons de cloreto, escolha diferentes processos de tratamento, seleção apropriada do processo anaeróbico para reduzir a faixa de íons de cloro após a seção aeróbica da concentração de tolerância.
Quando a salinidade é maior que 5g/L, a evaporação e a concentração são a maneira mais econômica e eficaz de remover o sal. Outros métodos, como o cultivo de bactérias que contêm sal, têm o problema da dificuldade de operação na prática industrial.