Effecten van chloride-ionen op bacteriën bij afvalwaterzuivering en tegenmaatregelen

Micro-organismen groeien goed onder isotone druk, zoals in een NaCl-oplossing met een massa van 5-8,5 g/L. Onder lage osmotische druk (p(NaCl)=0,1 g/l) dringt een grote hoeveelheid watermoleculen in de oplossing het micro-organisme binnen, waardoor de microbiële cellen in ernstige gevallen opzwellen en scheuren, wat leidt tot de dood van het micro-organisme. Onder hoge osmotische druk (p(NaCl)=200 g/l) dringt een grote hoeveelheid watermoleculen in het micro-organisme het lichaam binnen (d.w.z. uitdroging), waardoor de cel plasmolyse ondergaat.

De eenheidsstructuur van micro-organismen is de cel, en de celwand is equivalent aan een semi-permeabel membraan. Wanneer de chloride-ionenconcentratie minder dan of gelijk is aan 2000 mg/l, is de osmotische druk die de celwand kan weerstaan ​​0,5-1,0 atmosfeer. Zelfs als de celwand en het cytoplasmatische membraan een bepaalde taaiheid en elasticiteit hebben, zal de osmotische druk die de celwand kan weerstaan ​​niet groter zijn dan 5-6 atmosfeer.

Wanneer de chloride-ionenconcentratie in de waterige oplossing echter hoger is dan 5000 mg/l, zal de osmotische druk toenemen tot ongeveer 10-30 atmosfeer. Onder zo'n hoge osmotische druk zal een grote hoeveelheid watermoleculen in de micro-organismen buiten het lichaam in de oplossing binnendringen, wat celuitdroging en plasmolyse veroorzaakt, en in ernstige gevallen zullen de micro-organismen afsterven. Uit technische ervaringsgegevens blijkt dat wanneer de chloride-ionenconcentratie in het afvalwater groter is dan 2000 mg/l, de activiteit van micro-organismen wordt geremd en de CZV-verwijderingssnelheid aanzienlijk zal dalen; wanneer de chloride-ionenconcentratie in het afvalwater groter is dan 8000 mg/l, zal het slibvolume toenemen, zal er een grote hoeveelheid schuim op het wateroppervlak verschijnen en zullen de micro-organismen de een na de ander afsterven.

Manifestaties van remming van slibactiviteit

Wanneer de chloride-ionenconcentratie in het biochemische systeem drastisch verandert, zullen de carbonisatie- en nitrificatie-eigenschappen van het slib snel verzwakken of zelfs verdwijnen, wat resulteert in een significante afname van de CZV-verwijderingssnelheid en accumulatie van nitriet in het nitrificatieproces. Zelfs als de opgeloste zuurstof in het rioolwater toeneemt, is het effect niet duidelijk. Met andere woorden, actief slib heeft een zekere tolerantie voor de chloride-ionenconcentratie. Wanneer de chloride-ionenconcentratie een bepaalde waarde overschrijdt, neemt de afbraakcapaciteit van het systeem af totdat het systeem zijn verwerkingscapaciteit verliest.

Plotselinge veranderingen in chloride-ionen interfereren meer met het systeem dan geleidelijke veranderingen in chloride-ionen. Naarmate het aantal chloride-ionen toeneemt, neemt de afbraaksnelheid van organisch materiaal af, dus een lage F/M (de verhouding van voedingsstoffen tot actief slib in massa) is geschikter voor de behandeling van chloride-ionenhoudend afvalwater.

Chloride-ionen veranderen de samenstelling van micro-organismen in slib, veranderen de sedimentatie van slib en effluent SS, wat resulteert in ernstig slibverlies, een afname van de concentratie actief slib, een toename van de slibindex en een afname van de 30 minuten bezinking tarief.

Volgens de resultaten van het microscopisch onderzoek van actief slib is de biologische fase relatief rijk aan een laag zoutgehalte, met een grote verscheidenheid aan filamenteuze bacteriën, vlokken en protozoa. De actiefslibdeeltjes zijn groot, de vlokken zijn gesloten en de vlokken hebben een zekere compactheid. Met de toename van de chloride-ionenconcentratie van het binnenkomende water, wanneer het chloride-ion plotseling stijgt van de oorspronkelijke 150 mg/l naar 1000 mg/l, bestaan ​​de filamenteuze bacteriën en protozoa in principe niet meer en worden de vlokken dichter. Op dit moment worden de vlokken klein en abnormaal compact. De afbraak van organische stof in rioolwater wordt grotendeels voltooid door de gezamenlijke werking van een groot aantal micro-organismen in rioolwater. De toename van chloride-ionen leidt tot een afname van het aantal micro-organismen in het actiefslib, waardoor de afbraaksnelheid van organisch materiaal afneemt.

Hoeveel chloride-ionengehalte in het biochemische behandelingssysteem voor rioolwater zal micro-organismen beïnvloeden

(1) Naarmate het zoutgehalte toeneemt, wordt de groei van actief slib beïnvloed. De veranderingen in de groeicurve komen tot uiting in: de aanpassingsperiode wordt langer; de groeisnelheid van de logaritmische groeiperiode wordt langzamer; de duur van de groeivertragingsperiode wordt langer;

(2) Het zoutgehalte verbetert de ademhaling van micro-organismen en de lyse van cellen;

(3) Het zoutgehalte vermindert de biologische afbreekbaarheid en afbreekbaarheid van organisch materiaal. De verwijderingssnelheid en de afbraaksnelheid van organisch materiaal nemen af. Hoewel het verlengen van de beluchtingstijd de verwijderingsefficiëntie van organisch materiaal kan verbeteren, is de toename van de verwijderingssnelheid van organisch materiaal na een bepaalde tijd langzaam naarmate de beluchtingstijd toeneemt. Vanuit economisch perspectief is de methode om de verwijderingssnelheid van zoutrijk organisch materiaal te verhogen door de beluchtingstijd te verlengen niet aan te raden;

(4) Anorganische zouten bevorderen de bezinking van actief slib. Naarmate het zoutgehalte toeneemt, neemt de slibindex af;

(5) Bij de behandeling van zoutrijk rioolwater is het acclimatiseren van actief slib een noodzakelijk middel voor het succes van het behandelingssysteem. Het acclimatisatieproces van actief slib is het proces waarbij het metabolisme van micro-organismen geleidelijk wordt aangepast aan de zoutrijke omgeving, waardoor zouttolerante bacteriën zich in grote aantallen kunnen vermenigvuldigen.

Hoe de invloed van chloride-ionen elimineren?

01 Domesticatie van actief slib

Door geleidelijk het chloride-ionengehalte van het biochemische influent te verhogen, zullen micro-organismen de intracellulaire osmotische druk in evenwicht brengen of het protoplasma in de cellen beschermen via hun eigen osmotische drukregulatiemechanismen. Deze regulatiemechanismen omvatten het aggregeren van stoffen met een laag molecuulgewicht om een ​​nieuwe extracellulaire beschermende laag te vormen, het reguleren van hun eigen metabolische routes, het veranderen van de genetische samenstelling, enz.

Daarom kan normaal actief slib afvalwater met een hoog chloride-iongehalte gedurende een bepaalde periode van domesticatie binnen een bepaald bereik van chloride-ionen behandelen. Hoewel actief slib het tolerantiebereik voor chloride-ionen van het systeem kan verbeteren en de behandelingsefficiëntie van het systeem kan verbeteren door middel van domesticatie, hebben de micro-organismen in het gedomesticeerde actieve slib een beperkt tolerantiebereik voor chloride-ionen en zijn ze gevoelig voor veranderingen in de omgeving. Wanneer de chloride-ionenomgeving plotseling verandert, zal het aanpassingsvermogen van micro-organismen onmiddellijk verdwijnen. Domesticatie is slechts een tijdelijke fysiologische aanpassing voor micro-organismen om zich aan te passen aan de omgeving en heeft geen genetische kenmerken. Deze adaptieve gevoeligheid is zeer ongunstig voor de rioolwaterzuivering.

De acclimatisatietijd van actief slib bedraagt ​​doorgaans 7-10 dagen. Acclimatisering kan de tolerantie van slibmicro-organismen voor de zoutconcentratie verbeteren. De concentratie actief slib neemt in het vroege acclimatisatiestadium af, omdat de toename van de zoutoplossing giftig is voor micro-organismen, waardoor sommige micro-organismen afsterven en een negatieve groei vertonen. In het latere acclimatisatiestadium beginnen micro-organismen die zich hebben aangepast aan de omgeving zich te vermenigvuldigen, waardoor de concentratie actiefslib toeneemt. Als we de verwijdering van CZV door actief slib in 1,5% en 2,5% natriumchlorideoplossingen als voorbeeld nemen, bedragen de CZV-verwijderingspercentages in de vroege en late stadia van acclimatisering respectievelijk 60%, 80% en 40%, 60%.

02 Verdun afvalwater met een hoge concentratie chloride-ionen

Om de concentratie van chloride-ionen die het biochemische systeem binnenkomen te verminderen, kan het influent zodanig worden verdund dat de chloride-ionen lager zijn dan de toxische drempelwaarde en de biologische behandeling niet wordt geremd. De voordelen zijn eenvoudige methoden, eenvoudige bediening en beheer; de nadelen zijn een grotere behandelingsschaal, investeringen in infrastructuur en exploitatiekosten. Voor de rioolwaterzuiveringsinstallatie van Yangli is de bruikbaarheid van gerichte verdunning, vanwege het grote influentvolume en de continue werking, zelfs als de chloride-ionenconcentratie op een bepaald moment hoog is, gemeten door online instrumenten, slecht. Daarom is deze methode geschikter voor fabrieken en bedrijven die afvalwater produceren met een hoge concentratie chloride-ionen.

03 Kies een redelijke processtroom

Kies verschillende behandelingsprocessen voor verschillende concentraties chloride-ionengehalte, en kies op passende wijze anaerobe processtromen om het tolerantiebereik van de chloride-ionenconcentratie in de daaropvolgende aërobe fase te verkleinen.

04  Verhoog de DO van het biochemische systeem en verhoog op passende wijze de opgeloste zuurstof in het biochemische systeem om de activiteit van het actiefslib te garanderen.

05  Lozen van restslib

Verhoog de afvoer van resterend actief slib om ervoor te zorgen dat het slib groeit in de logaritmische groeiperiode om de verwijderingsefficiëntie van verontreinigende stoffen te verbeteren.

06 Voedingsbron toevoegen

Terwijl de opgeloste zuurstof toeneemt, wordt het metabolisme van slib versneld. Om het metabolisme van slib te garanderen, moet voor voldoende voeding worden gezorgd. Indien nodig kan op passende wijze een bepaalde voedingsbron worden toegevoegd om de activiteit te garanderen y van slib.