ผลของคลอไรด์ไอออนต่อแบคทีเรียในการบำบัดน้ำเสียและมาตรการรับมือ

จุลินทรีย์เจริญเติบโตได้ดีภายใต้ความดันไอโซโทนิก เช่น ในสารละลาย NaCl ที่มีมวล 5-8.5 กรัม/ลิตร ภายใต้แรงดันออสโมติกต่ำ (p(NaCl)=0.1g/L) โมเลกุลของน้ำจำนวนมากในสารละลายจะแทรกซึมเข้าไปในจุลินทรีย์ ส่งผลให้เซลล์จุลินทรีย์บวมและแตกในกรณีที่รุนแรง ส่งผลให้จุลินทรีย์เสียชีวิต ภายใต้แรงดันออสโมติกสูง (p(NaCl)=200g/L) โมเลกุลของน้ำจำนวนมากในจุลินทรีย์จะแทรกซึมเข้าไปในร่างกาย (เช่น ภาวะขาดน้ำ) ทำให้เซลล์เกิดพลาสโมไลซิส

โครงสร้างหน่วยของจุลินทรีย์คือเซลล์ และผนังเซลล์เทียบเท่ากับเมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ เมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2000 มก./ลิตร ความดันออสโมติกที่ผนังเซลล์สามารถทนได้คือ 0.5-1.0 บรรยากาศ แม้ว่าผนังเซลล์และเยื่อหุ้มเซลล์ไซโตพลาสซึมจะมีความเหนียวและยืดหยุ่นอยู่บ้าง แต่แรงดันออสโมติกที่ผนังเซลล์สามารถทนได้จะไม่เกิน 5-6 บรรยากาศ

อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในสารละลายในน้ำมากกว่า 5,000 มก./ลิตร ความดันออสโมติกจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 10-30 บรรยากาศ ภายใต้แรงดันออสโมติกที่สูงเช่นนี้ โมเลกุลของน้ำจำนวนมากในจุลินทรีย์จะแทรกซึมเข้าไปในสารละลายภายนอกร่างกาย ทำให้เซลล์ขาดน้ำและพลาสโมไลซิส และในกรณีที่รุนแรง จุลินทรีย์ก็จะตาย ข้อมูลประสบการณ์ทางวิศวกรรมแสดงให้เห็นว่าเมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในน้ำเสียมากกว่า 2000 มก./ลิตร กิจกรรมของจุลินทรีย์จะถูกยับยั้งและอัตราการกำจัด COD จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในน้ำเสียมากกว่า 8,000 มก./ลิตร จะทำให้ปริมาตรของตะกอนขยายตัว ฟองจำนวนมากจะปรากฏขึ้นบนผิวน้ำ และจุลินทรีย์จะตายทีละตัว

การแสดงฤทธิ์ยับยั้งการทำงานของตะกอน

เมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในระบบชีวเคมีเปลี่ยนแปลงอย่างมาก คุณสมบัติการเกิดคาร์บอนและไนตริฟิเคชั่นของตะกอนจะลดลงอย่างรวดเร็วหรือหายไปด้วยซ้ำ ส่งผลให้อัตราการกำจัด COD ลดลงอย่างมาก และการสะสมของไนไตรท์ในกระบวนการไนตริฟิเคชัน แม้ว่าออกซิเจนที่ละลายในน้ำเสียจะเพิ่มขึ้น แต่ผลกระทบก็ไม่ชัดเจน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ตะกอนเร่งมีความทนทานต่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออน เมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนเกินค่าที่กำหนด ความสามารถในการย่อยสลายของระบบจะลดลงจนกว่าระบบจะสูญเสียความสามารถในการประมวลผล

การเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันของคลอไรด์ไอออนจะรบกวนระบบมากกว่าการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปของคลอไรด์ไอออน เมื่อไอออนคลอไรด์เพิ่มขึ้น อัตราการย่อยสลายของอินทรียวัตถุจะลดลง ดังนั้น F/M ที่ต่ำ (อัตราส่วนของสารอาหารต่อตะกอนเร่งในมวล) จึงเหมาะสมกว่าสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่มีคลอไรด์ไอออน

คลอไรด์ไอออนเปลี่ยนองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในตะกอน เปลี่ยนการตกตะกอนของตะกอนและ SS น้ำทิ้ง ส่งผลให้สูญเสียตะกอนอย่างรุนแรง ความเข้มข้นของตะกอนเร่งลดลง ดัชนีตะกอนเพิ่มขึ้น และการตกตะกอนลดลงในเวลา 30 นาที ประเมิน.

จากผลการตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์ของตะกอนเร่ง ระยะทางชีวภาพค่อนข้างอุดมสมบูรณ์ที่มีความเค็มต่ำ โดยมีแบคทีเรียที่เป็นเส้นใย ฟล็อค และโปรโตซัวหลากหลายชนิด อนุภาคของตะกอนเร่งมีขนาดใหญ่ ตะกอนจะถูกปิด และตะกอนมีความแน่นในระดับหนึ่ง ด้วยความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนที่เพิ่มขึ้นของน้ำที่เข้ามา เมื่อคลอไรด์ไอออนเพิ่มขึ้นจากเดิม 150 มก./ลิตร เป็น 1,000 มก./ลิตร โดยพื้นฐานแล้วจะไม่มีแบคทีเรียเส้นใยและโปรโตซัว และฟล็อคจะมีความหนาแน่นมากขึ้น ในเวลานี้ ก้อนเนื้อจะเล็กและแน่นผิดปกติ การย่อยสลายอินทรียวัตถุในน้ำเสียส่วนใหญ่เสร็จสิ้นโดยการทำงานร่วมกันของจุลินทรีย์จำนวนมากในน้ำเสีย การเพิ่มขึ้นของคลอไรด์ไอออนทำให้จำนวนจุลินทรีย์ในตะกอนเร่งลดลง ส่งผลให้อัตราการย่อยสลายของสารอินทรีย์ลดลง

ปริมาณคลอไรด์ไอออนในระบบบำบัดทางชีวเคมีน้ำเสียจะส่งผลต่อจุลินทรีย์มากน้อยเพียงใด

(1) เมื่อความเค็มเพิ่มขึ้น การเติบโตของตะกอนเร่งจะได้รับผลกระทบ การเปลี่ยนแปลงของเส้นโค้งการเติบโตแสดงออกมาใน: ระยะเวลาการปรับตัวนานขึ้น อัตราการเติบโตของช่วงการเจริญเติบโตแบบลอการิทึมจะช้าลง ระยะเวลาของช่วงการเติบโตแบบชะลอตัวจะนานขึ้น

(2) ความเค็มช่วยเพิ่มการหายใจของจุลินทรีย์และการสลายของเซลล์

(3) ความเค็มช่วยลดความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพและความสามารถในการย่อยสลายของสารอินทรีย์ อัตราการกำจัดและอัตราการย่อยสลายของอินทรียวัตถุลดลง แม้ว่าการขยายเวลาการเติมอากาศสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดอินทรียวัตถุได้ แต่หลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง อัตราการกำจัดอินทรียวัตถุที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับเวลาเติมอากาศที่เพิ่มขึ้นนั้นช้า จากมุมมองทางเศรษฐกิจ ไม่แนะนำให้ใช้วิธีการเพิ่มอัตราการกำจัดอินทรียวัตถุที่มีเกลือสูงโดยการขยายเวลาการเติมอากาศ

(4) เกลืออนินทรีย์ช่วยเพิ่มการตกตะกอนของตะกอนเร่ง เมื่อความเค็มเพิ่มขึ้น ดัชนีตะกอนจะลดลง

(5) การบำบัดน้ำเสียที่มีเกลือสูง การปรับสภาพตะกอนเร่งเป็นวิธีที่จำเป็นต่อความสำเร็จของระบบบำบัด กระบวนการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมของตะกอนเร่งคือกระบวนการค่อยๆ ปรับเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีเกลือสูง และปล่อยให้แบคทีเรียที่ทนต่อเกลือขยายพันธุ์ได้จำนวนมาก

จะกำจัดอิทธิพลของคลอไรด์ไอออนได้อย่างไร?

01 การเลี้ยงตะกอนเร่ง

ด้วยการค่อยๆ เพิ่มปริมาณคลอไรด์ไอออนของอิทธิพลทางชีวเคมี จุลินทรีย์จะสร้างสมดุลของแรงดันออสโมติกภายในเซลล์ หรือปกป้องโปรโตพลาสซึมในเซลล์ผ่านกลไกควบคุมแรงดันออสโมติกของพวกมันเอง กลไกการควบคุมเหล่านี้รวมถึงการรวมตัวของสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำเพื่อสร้างชั้นป้องกันนอกเซลล์ใหม่ ควบคุมเส้นทางการเผาผลาญของตัวเอง การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบทางพันธุกรรม ฯลฯ

ดังนั้นตะกอนเร่งปกติสามารถบำบัดน้ำเสียที่มีคลอไรด์ไอออนสูงภายในช่วงคลอไรด์ไอออนที่กำหนดผ่านช่วงระยะเวลาหนึ่งของการเลี้ยง แม้ว่าตะกอนเร่งสามารถปรับปรุงช่วงความทนทานต่อคลอไรด์ไอออนของระบบและปรับปรุงประสิทธิภาพการบำบัดของระบบผ่านทางการทำให้เป็นครัวเรือนได้ แต่จุลินทรีย์ในตะกอนเร่งแบบเลี้ยงในบ้านมีช่วงความทนทานต่อคลอไรด์ไอออนที่จำกัด และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อม เมื่อสภาพแวดล้อมของคลอไรด์ไอออนเปลี่ยนแปลงกะทันหัน ความสามารถในการปรับตัวของจุลินทรีย์จะหายไปทันที การเลี้ยงในบ้านเป็นเพียงการปรับเปลี่ยนทางสรีรวิทยาชั่วคราวเพื่อให้จุลินทรีย์ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมและไม่มีลักษณะทางพันธุกรรม ความไวในการปรับตัวนี้ส่งผลเสียอย่างมากต่อการบำบัดน้ำเสีย

เวลาปรับตัวให้ชินกับสภาพของตะกอนเร่งโดยทั่วไปคือ 7-10 วัน การปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมสามารถปรับปรุงความทนทานของจุลินทรีย์จากตะกอนต่อความเข้มข้นของเกลือได้ ความเข้มข้นของตะกอนเร่งจะลดลงในระยะแรกของการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อม เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของสารละลายเกลือเป็นพิษต่อจุลินทรีย์ ทำให้จุลินทรีย์บางชนิดตายและมีการเจริญเติบโตติดลบ ในระยะต่อมาของการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อม จุลินทรีย์ที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมจะเริ่มแพร่พันธุ์ ดังนั้นความเข้มข้นของตะกอนเร่งจึงเพิ่มขึ้น จากตัวอย่างการกำจัด COD โดยตะกอนเร่งในสารละลายโซเดียมคลอไรด์ 1.5% และ 2.5% เป็นตัวอย่าง อัตราการกำจัด COD ในระยะแรกและระยะท้ายของการปรับตัวให้ชินกับสภาพแวดล้อมคือ 60%, 80% และ 40%, 60% ตามลำดับ

02 เจือจางน้ำเสียด้วยความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนสูง

เพื่อลดความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนเข้าสู่ระบบทางชีวเคมี สารที่มีอิทธิพลสามารถเจือจางเพื่อให้คลอไรด์ไอออนต่ำกว่าค่าเกณฑ์ที่เป็นพิษ และการบำบัดทางชีวภาพจะไม่ถูกยับยั้ง ข้อดีของมันคือวิธีการง่าย ๆ ใช้งานง่ายและการจัดการ ข้อเสียคือเพิ่มขนาดการรักษา การลงทุนโครงสร้างพื้นฐาน และต้นทุนการดำเนินงาน สำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย Yangli เนื่องจากมีปริมาณที่มีอิทธิพลสูงและการทำงานอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนจะสูงในช่วงเวลาหนึ่งที่วัดโดยเครื่องมือออนไลน์ แต่ความสามารถในการดำเนินการของการเจือจางแบบกำหนดเป้าหมายนั้นไม่ดี ดังนั้นวิธีนี้จึงเหมาะสำหรับโรงงานและสถานประกอบการที่ผลิตน้ำเสียที่มีความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนสูงมากกว่า

03 เลือกผังกระบวนการที่เหมาะสม

เลือกกระบวนการบำบัดที่แตกต่างกันสำหรับความเข้มข้นของปริมาณไอออนคลอไรด์ที่แตกต่างกัน และเลือกการไหลของกระบวนการแบบไม่ใช้ออกซิเจนอย่างเหมาะสมเพื่อลดช่วงความทนทานต่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนในระยะแอโรบิกที่ตามมา

04  เพิ่ม DO ของระบบชีวเคมีและเพิ่มออกซิเจนที่ละลายอยู่ในระบบชีวเคมีอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของตะกอนเร่ง

05  การระบายตะกอนที่ตกค้าง

เพิ่มการปล่อยตะกอนเร่งที่ตกค้างเพื่อให้แน่ใจว่าตะกอนจะเติบโตในช่วงการเจริญเติบโตแบบลอการิทึม เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดมลพิษ

06 เพิ่มแหล่งสารอาหาร

ในขณะที่เพิ่มออกซิเจนที่ละลายน้ำ กระบวนการเผาผลาญของตะกอนจะถูกเร่ง เพื่อให้มั่นใจถึงการเผาผลาญของตะกอน ควรได้รับสารอาหารที่เพียงพอ หากจำเป็น สามารถเพิ่มแหล่งสารอาหารบางชนิดได้อย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมจะเกิดขึ้น ของตะกอน