Tại sao nước thải có nồng độ muối cao lại khó xử lý?Trước tiên chúng ta phải hiểu nước thải có độ mặn cao là gì và tác động của nước thải có độ mặn cao đến hệ thống sinh hóa!Bài viết này chỉ bàn về xử lý sinh hóa nước thải có độ mặn cao!
1. Nước thải có độ mặn cao là gì?
Nước thải có nồng độ muối cao là nước thải có tổng hàm lượng muối tối thiểu là 1% (tương đương 10.000mg/L).Nó chủ yếu đến từ các nhà máy hóa chất, thu gom và xử lý dầu và khí tự nhiên.Nước thải này chứa nhiều chất khác nhau (bao gồm muối, dầu, kim loại nặng hữu cơ và chất phóng xạ).Nước thải nhiễm mặn được tạo ra từ nhiều nguồn khác nhau và lượng nước ngày càng tăng lên hàng năm.Việc loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ khỏi nước thải nhiễm mặn có tác động quan trọng đến môi trường.Phương pháp sinh học được sử dụng để điều trị.Các chất muối nồng độ cao có tác dụng ức chế vi sinh vật.Để xử lý, các phương pháp vật lý và hóa học đòi hỏi đầu tư lớn và chi phí vận hành cao, khó đạt được hiệu quả thanh lọc như mong đợi.Việc sử dụng các phương pháp sinh học để xử lý loại nước thải này vẫn đang là trọng tâm nghiên cứu trong và ngoài nước.
Loại và tính chất hóa học của chất hữu cơ trong nước thải hữu cơ có hàm lượng muối cao rất khác nhau tùy theo quy trình sản xuất nhưng muối chứa chủ yếu là các muối như Cl-, SO42-, Na+, Ca2+.Mặc dù các ion này là chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật nhưng chúng lại đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy các phản ứng enzyme, duy trì sự cân bằng màng và điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong quá trình phát triển của vi sinh vật.Tuy nhiên, nếu nồng độ các ion này quá cao sẽ có tác dụng ức chế và gây độc cho vi sinh vật.Các biểu hiện chủ yếu là: nồng độ muối cao, áp suất thẩm thấu cao, tế bào vi sinh vật bị mất nước, gây phân tách nguyên sinh chất tế bào;muối ra làm giảm hoạt động dehydrogenase;ion clorua cao Vi khuẩn độc hại;nồng độ muối cao, mật độ nước thải tăng cao, bùn hoạt tính dễ nổi và thất thoát, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả làm sạch của hệ thống xử lý sinh học.
2. Ảnh hưởng của độ mặn đến hệ thống sinh hóa
1. Dẫn đến mất nước và chết vi sinh vật
Ở nồng độ muối cao hơn, sự thay đổi áp suất thẩm thấu là nguyên nhân chính.Bên trong vi khuẩn là môi trường nửa kín.Nó phải trao đổi những vật chất, năng lượng có ích với môi trường bên ngoài để duy trì sức sống.Tuy nhiên, nó cũng phải ngăn chặn hầu hết các chất bên ngoài xâm nhập vào để tránh làm tổn hại đến cơ chế sinh hóa bên trong.Can thiệp và cản trở phản ứng.
Nồng độ muối tăng làm cho nồng độ dung dịch bên trong vi khuẩn thấp hơn bên ngoài.Hơn nữa, do đặc tính của nước chuyển từ nồng độ thấp sang nồng độ cao, một lượng lớn nước bị mất đi trong vi khuẩn, gây ra những thay đổi trong môi trường phản ứng sinh hóa bên trong của chúng, cuối cùng phá hủy quá trình phản ứng sinh hóa của chúng cho đến khi nó bị gián đoạn., vi khuẩn chết.
2. Can thiệp vào quá trình hấp thụ các chất của vi sinh vật và ngăn chặn sự chết của chúng
Màng tế bào có đặc tính thấm chọn lọc để lọc các chất có hại cho hoạt động sống của vi khuẩn và hấp thụ các chất có lợi cho hoạt động sống của vi khuẩn.Quá trình hấp thụ này bị ảnh hưởng trực tiếp bởi nồng độ dung dịch, độ tinh khiết của vật liệu, v.v. của môi trường bên ngoài.Việc bổ sung muối khiến môi trường hấp thụ của vi khuẩn bị can thiệp hoặc bị chặn lại, cuối cùng khiến hoạt động sống của vi khuẩn bị ức chế, thậm chí chết.Tình trạng này thay đổi rất nhiều tùy theo điều kiện của từng vi khuẩn, điều kiện loài, loại muối và nồng độ muối.
3. Ngộ độc và chết vi sinh vật
Một số muối sẽ xâm nhập vào bên trong vi khuẩn cùng với các hoạt động sống của chúng, phá hủy các quá trình phản ứng sinh hóa bên trong chúng, một số sẽ tương tác với màng tế bào vi khuẩn, khiến tính chất của chúng bị thay đổi và không còn bảo vệ hoặc không còn khả năng hấp thụ một số chất nhất định. chất có hại cho vi khuẩn.Các chất có lợi, từ đó làm cho hoạt động sống còn của vi khuẩn bị ức chế hoặc vi khuẩn chết.Trong số đó, muối kim loại nặng là muối đại diện và một số phương pháp khử trùng sử dụng nguyên tắc này.
Nghiên cứu cho thấy tác động của độ mặn cao đến quá trình xử lý sinh hóa chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:
1. Khi độ mặn tăng lên, sự phát triển của bùn hoạt tính bị ảnh hưởng.Những thay đổi trong đường cong tăng trưởng của nó như sau: thời gian thích ứng trở nên dài hơn;tốc độ tăng trưởng trong thời kỳ tăng logarit trở nên chậm hơn;và thời gian của giai đoạn tăng trưởng giảm tốc trở nên dài hơn.
2. Độ mặn tăng cường hô hấp của vi sinh vật và ly giải tế bào.
3. Độ mặn làm giảm khả năng phân hủy sinh học và phân hủy chất hữu cơ.Giảm tốc độ loại bỏ và tốc độ phân hủy chất hữu cơ.
3. Hệ thống sinh hóa có thể chịu được nồng độ muối cao đến mức nào?
Theo “Tiêu chuẩn chất lượng nước thải thải vào cống đô thị” (CJ-343-2010), khi vào nhà máy xử lý nước thải để xử lý thứ cấp, chất lượng nước thải thải vào cống đô thị phải tuân thủ các yêu cầu loại B (Bảng 1), trong đó Hóa chất clo 600 mg/L, sunfat 600 mg/L.
Theo Phụ lục 3 của “Quy tắc thiết kế thoát nước ngoài trời” (GBJ 14-87) (phiên bản GB50014-2006 và 2011 không nêu rõ hàm lượng muối), “Nồng độ cho phép của các chất có hại trong nước đầu vào của các công trình xử lý sinh học”, nồng độ natri clorua cho phép là 4000mg/L.
Dữ liệu kinh nghiệm kỹ thuật cho thấy khi nồng độ ion clorua trong nước thải lớn hơn 2000mg/L thì hoạt động của vi sinh vật sẽ bị ức chế và tốc độ loại bỏ COD sẽ giảm đáng kể;khi nồng độ ion clorua trong nước thải lớn hơn 8000mg/L thì thể tích bùn sẽ tăng lên.Giãn nở, trên mặt nước xuất hiện một lượng lớn bọt, các vi sinh vật lần lượt chết.
Trong trường hợp bình thường, chúng tôi tin rằng nồng độ ion clorua lớn hơn 2000mg/L và hàm lượng muối nhỏ hơn 2% (tương đương 20000mg/L) có thể được xử lý bằng phương pháp bùn hoạt tính.Tuy nhiên, hàm lượng muối càng cao thì thời gian thích nghi càng lâu.Nhưng hãy nhớ một điều, Hàm lượng muối trong nước vào phải ổn định và không được dao động quá nhiều, nếu không hệ thống sinh hóa sẽ không chịu nổi.
4. Biện pháp xử lý hệ thống sinh hóa nước thải có độ mặn cao
1. Thuần hóa bùn hoạt tính
Khi độ mặn dưới 2g/L, nước thải nhiễm mặn có thể được xử lý bằng phương pháp thuần hóa.Bằng cách tăng dần hàm lượng muối trong nước cấp sinh hóa, vi sinh vật sẽ cân bằng áp suất thẩm thấu trong tế bào hoặc bảo vệ nguyên sinh chất trong tế bào thông qua cơ chế điều chỉnh áp suất thẩm thấu của chính chúng.Các cơ chế điều hòa này bao gồm sự tích tụ các chất có trọng lượng phân tử thấp để tạo thành lớp bảo vệ ngoại bào mới và tự điều chỉnh.Con đường trao đổi chất, thay đổi thành phần di truyền, v.v.
Do đó, bùn hoạt tính thông thường có thể xử lý nước thải có hàm lượng muối cao trong phạm vi nồng độ muối nhất định thông qua quá trình thuần hóa trong một khoảng thời gian nhất định.Mặc dù bùn hoạt tính có thể làm tăng phạm vi chịu mặn của hệ thống và nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống thông qua quá trình thuần hóa, việc thuần hóa bùn hoạt tính Vi sinh vật có phạm vi chịu mặn hạn chế và rất nhạy cảm với những thay đổi của môi trường.Khi môi trường ion clorua thay đổi đột ngột, khả năng thích nghi của vi sinh vật sẽ mất đi ngay lập tức.Thuần hóa chỉ là sự điều chỉnh sinh lý tạm thời của vi sinh vật để thích nghi với môi trường và không có đặc tính di truyền.Độ nhạy thích ứng này rất bất lợi cho việc xử lý nước thải.
Thời gian thích nghi của bùn hoạt tính thường là 7-10 ngày.Sự thích nghi có thể cải thiện khả năng chịu đựng của vi sinh vật bùn đối với nồng độ muối.Việc giảm nồng độ bùn hoạt tính trong giai đoạn đầu thích nghi là do dung dịch muối tăng cao gây ngộ độc vi sinh vật và làm chết một số vi sinh vật.Nó cho thấy sự tăng trưởng âm.Ở giai đoạn thuần hóa sau này, các vi sinh vật đã thích nghi với môi trường thay đổi bắt đầu sinh sản nên nồng độ bùn hoạt tính tăng lên.Thực hiện việc loại bỏCODví dụ bằng bùn hoạt tính trong dung dịch natri clorua 1,5% và 2,5%, tỷ lệ loại bỏ COD ở giai đoạn thích nghi sớm và muộn lần lượt là: 60%, 80% và 40%, 60%.
2. Pha loãng nước
Để giảm nồng độ muối trong hệ thống sinh hóa, nước cấp vào có thể được pha loãng để hàm lượng muối thấp hơn giá trị giới hạn độc hại và quá trình xử lý sinh học không bị ức chế.Ưu điểm của nó là phương pháp đơn giản, dễ vận hành và quản lý;nhược điểm của nó là làm tăng quy mô xử lý, đầu tư cơ sở hạ tầng và chi phí vận hành.
3. Chọn vi khuẩn chịu mặn
Vi khuẩn chịu mặn là thuật ngữ chung để chỉ các vi khuẩn có thể chịu được nồng độ muối cao.Trong công nghiệp, chúng chủ yếu là các chủng bắt buộc được sàng lọc và làm giàu.Hiện nay, hàm lượng muối cao nhất có thể chịu được khoảng 5% và có thể hoạt động ổn định.Nó cũng được coi là một loại nước thải có hàm lượng muối cao.Một phương pháp điều trị sinh hóa!
4. Chọn quy trình hợp lý
Các quy trình xử lý khác nhau được lựa chọn cho các nồng độ hàm lượng ion clorua khác nhau và quy trình kỵ khí được lựa chọn phù hợp để giảm phạm vi dung sai của nồng độ ion clorua trong phần hiếu khí tiếp theo.
Khi độ mặn lớn hơn 5g/L, phương pháp bay hơi và cô đặc để khử muối là phương pháp tiết kiệm và hiệu quả nhất.Các phương pháp khác, chẳng hạn như phương pháp nuôi cấy vi khuẩn chứa muối, có những vấn đề khó thực hiện trong thực tế công nghiệp.
Công ty Lianhua có thể cung cấp máy phân tích COD nhanh để kiểm tra nước thải có hàm lượng muối cao vì thuốc thử hóa học của chúng tôi có thể che chắn hàng chục nghìn ion clorua.
Thời gian đăng: Jan-25-2024
