آثار أيونات الكلوريد على البكتيريا في معالجة مياه الصرف الصحي والتدابير المضادة

تنمو الكائنات الحية الدقيقة جيدًا تحت ضغط متساوي التوتر، كما هو الحال في محلول كلوريد الصوديوم بكتلة تتراوح بين 5-8.5 جم/لتر. تحت الضغط الأسموزي المنخفض (p(NaCl)=0.1g/L)، تخترق كمية كبيرة من جزيئات الماء الموجودة في المحلول إلى الكائنات الحية الدقيقة، مما يتسبب في تضخم الخلايا الميكروبية وتمزقها في الحالات الشديدة، مما يؤدي إلى موت الكائنات الحية الدقيقة. تحت الضغط الأسموزي العالي (p(NaCl)=200 جم/لتر)، تخترق كمية كبيرة من جزيئات الماء الموجودة في الكائنات الحية الدقيقة الجسم (أي الجفاف)، مما يتسبب في خضوع الخلية لتحلل البلازما.

هيكل الوحدة للكائنات الحية الدقيقة هو الخلية، وجدار الخلية يعادل غشاء شبه منفذ. عندما يكون تركيز أيون الكلوريد أقل من أو يساوي 2000 ملجم/لتر، فإن الضغط الأسموزي الذي يمكن أن يتحمله جدار الخلية هو 0.5-1.0 ضغط جوي. حتى لو كان جدار الخلية والغشاء السيتوبلازمي يتمتعان بصلابة ومرونة معينة، فإن الضغط الأسموزي الذي يمكن أن يتحمله جدار الخلية لن يكون أكبر من 5-6 أجواء.

ومع ذلك، عندما يكون تركيز أيون الكلوريد في المحلول المائي أعلى من 5000 ملجم/لتر، فإن الضغط الأسموزي سيزيد إلى حوالي 10-30 ضغط جوي. تحت هذا الضغط الأسموزي العالي، سوف تخترق كمية كبيرة من جزيئات الماء الموجودة في الكائنات الحية الدقيقة المحلول خارج الجسم، مما يسبب جفاف الخلايا وانحلال البلازما، وفي الحالات الشديدة، تموت الكائنات الحية الدقيقة. تظهر بيانات الخبرة الهندسية أنه عندما يكون تركيز أيون الكلوريد في مياه الصرف الصحي أكبر من 2000 ملجم/لتر، سيتم تثبيط نشاط الكائنات الحية الدقيقة وسينخفض ​​معدل إزالة COD بشكل كبير؛ عندما يكون تركيز أيون الكلوريد في مياه الصرف الصحي أكبر من 8000 ملجم / لتر، فسوف يتسبب ذلك في توسيع حجم الحمأة، وسوف تظهر كمية كبيرة من الرغوة على سطح الماء، وسوف تموت الكائنات الحية الدقيقة الواحدة تلو الأخرى.

مظاهر تثبيط نشاط الحمأة

عندما يتغير تركيز أيون الكلوريد في النظام الكيميائي الحيوي بشكل جذري، فإن خصائص الكربنة والنترجة للحمأة سوف تضعف بسرعة أو حتى تختفي، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في معدل إزالة COD وتراكم النتريت في عملية النترجة. وحتى لو تم زيادة الأكسجين المذاب في مياه الصرف الصحي، فإن التأثير ليس واضحا. بمعنى آخر، تتمتع الحمأة المنشطة بقدرة معينة على تحمل تركيز أيونات الكلوريد. عندما يتجاوز تركيز أيون الكلوريد قيمة معينة، تنخفض قدرة التحلل للنظام حتى يفقد النظام قدرته على المعالجة.

التغيرات المفاجئة في أيونات الكلوريد تتداخل مع النظام أكثر من التغيرات التدريجية في أيونات الكلوريد. مع زيادة أيونات الكلوريد، ينخفض ​​معدل تحلل المواد العضوية، لذا فإن انخفاض F/M (نسبة العناصر الغذائية إلى الحمأة المنشطة في الكتلة) يكون أكثر ملاءمة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على أيون الكلوريد.

تغير أيونات الكلوريد تركيبة الكائنات الحية الدقيقة في الحمأة، وتغير ترسيب الحمأة والنفايات السائلة SS، مما يؤدي إلى فقدان الحمأة بشكل خطير، وانخفاض تركيز الحمأة المنشطة، وزيادة مؤشر الحمأة، وانخفاض الترسيب لمدة 30 دقيقة معدل.

وفقا لنتائج الفحص المجهري للحمأة المنشطة، فإن المرحلة البيولوجية تكون غنية نسبيا عند الملوحة المنخفضة، مع مجموعة واسعة من البكتيريا الخيطية، والكتل، والأوالي. تكون جزيئات الحمأة المنشطة كبيرة الحجم، وتكون الكتل مغلقة، وتكون الكتل ذات درجة معينة من الاكتناز. مع زيادة تركيز أيون الكلوريد في المياه الواردة، عندما يزيد أيون الكلوريد فجأة من 150 ملجم / لتر الأصلي إلى 1000 ملجم / لتر، فإن البكتيريا الخيطية والطفيليات غير موجودة بشكل أساسي، وتصبح الكتل أكثر كثافة. في هذا الوقت، تصبح الكتل صغيرة ومضغوطة بشكل غير طبيعي. يكتمل تحلل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي بشكل أساسي من خلال العمل المشترك لعدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة في مياه الصرف الصحي. تؤدي زيادة أيونات الكلوريد إلى انخفاض عدد الكائنات الحية الدقيقة في الحمأة المنشطة، وبالتالي تقليل معدل تحلل المادة العضوية.

ما مقدار محتوى أيون الكلوريد في نظام المعالجة الكيميائية الحيوية لمياه الصرف الصحي الذي سيؤثر على الكائنات الحية الدقيقة

(1) ومع زيادة الملوحة، يتأثر نمو الحمأة المنشطة. وتتجلى التغيرات في منحنى نموها في: أن تصبح فترة التكيف أطول؛ يصبح معدل نمو فترة النمو اللوغاريتمي أبطأ؛ تصبح مدة فترة تباطؤ النمو أطول؛

(2) تعمل الملوحة على تعزيز تنفس الكائنات الحية الدقيقة وتحلل الخلايا.

(3) تقلل الملوحة من قابلية التحلل الحيوي وتحلل المواد العضوية. انخفاض معدل إزالة ومعدل تحلل المواد العضوية. على الرغم من أن تمديد وقت التهوية يمكن أن يحسن كفاءة إزالة المواد العضوية، إلا أنه بعد فترة زمنية معينة، تكون الزيادة في معدل إزالة المواد العضوية مع زيادة وقت التهوية بطيئة. من الناحية الاقتصادية، لا ينصح بطريقة زيادة معدل إزالة المواد العضوية عالية الملوحة عن طريق تمديد فترة التهوية؛

(4) تعمل الأملاح غير العضوية على تعزيز ترسيب الحمأة المنشطة. ومع زيادة الملوحة، ينخفض ​​مؤشر الحمأة؛

(5) معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة، يعد تأقلم الحمأة المنشطة وسيلة ضرورية لنجاح نظام المعالجة. إن عملية تأقلم الحمأة المنشطة هي عملية التكيف التدريجي لعملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة مع البيئة عالية الملوحة والسماح للبكتيريا التي تتحمل الملح بالتكاثر بأعداد كبيرة.

كيفية القضاء على تأثير أيونات الكلوريد؟

01 تدجين الحمأة المنشطة

من خلال زيادة محتوى أيون الكلوريد تدريجيًا في التأثير الكيميائي الحيوي، ستقوم الكائنات الحية الدقيقة بموازنة الضغط الأسموزي داخل الخلايا أو حماية البروتوبلازم في الخلايا من خلال آليات تنظيم الضغط الأسموزي الخاصة بها. تتضمن آليات التنظيم هذه تجميع المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض لتشكيل طبقة واقية جديدة خارج الخلية، وتنظيم مسارات التمثيل الغذائي الخاصة بها، وتغيير التركيب الجيني، وما إلى ذلك.

لذلك، يمكن للحمأة المنشطة العادية معالجة مياه الصرف الصحي ذات الأيونات العالية الكلوريد ضمن نطاق أيون كلوريد معين خلال فترة معينة من التدجين. على الرغم من أن الحمأة المنشطة يمكن أن تحسن نطاق تحمل أيونات الكلوريد في النظام وتحسين كفاءة معالجة النظام من خلال التدجين، فإن الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الحمأة المنشطة المستأنسة لديها نطاق تحمل محدود لأيونات الكلوريد وتكون حساسة للتغيرات البيئية. عندما تتغير بيئة أيون الكلوريد فجأة، فإن قدرة الكائنات الحية الدقيقة على التكيف سوف تختفي على الفور. التدجين هو مجرد تعديل فسيولوجي مؤقت للكائنات الحية الدقيقة للتكيف مع البيئة وليس له خصائص وراثية. هذه الحساسية التكيفية غير مواتية للغاية لمعالجة مياه الصرف الصحي.

عادة ما يكون وقت تأقلم الحمأة المنشطة من 7 إلى 10 أيام. يمكن أن يؤدي التأقلم إلى تحسين قدرة الكائنات الحية الدقيقة في الحمأة على تركيز الملح. يتناقص تركيز الحمأة المنشطة في المرحلة المبكرة من التأقلم لأن زيادة المحلول الملحي تكون سامة للكائنات الحية الدقيقة، مما يتسبب في موت بعض الكائنات الحية الدقيقة، مما يظهر نموًا سلبيًا. وفي مرحلة لاحقة من التأقلم، تبدأ الكائنات الحية الدقيقة التي تكيفت مع البيئة في التكاثر، وبالتالي يزداد تركيز الحمأة المنشطة. إذا أخذنا إزالة COD بواسطة الحمأة المنشطة في محاليل كلوريد الصوديوم 1.5% و2.5% كمثال، فإن معدلات إزالة COD في المراحل المبكرة والمتأخرة من التأقلم هي 60%، 80% و40%، 60%، على التوالي.

02 تمييع مياه الصرف الصحي بتركيز عالي من أيونات الكلوريد

من أجل تقليل تركيز أيونات الكلوريد التي تدخل النظام الكيميائي الحيوي، يمكن تخفيف المادة المؤثرة بحيث تكون أيونات الكلوريد أقل من قيمة العتبة السامة، ولن يتم تثبيط المعالجة البيولوجية. مزاياها هي أساليب بسيطة، وسهولة التشغيل والإدارة. وتتمثل عيوبه في زيادة حجم العلاج والاستثمار في البنية التحتية وتكاليف التشغيل. بالنسبة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي في Yangli، نظرًا لحجم التدفق الكبير والتشغيل المستمر، حتى لو كان تركيز أيون الكلوريد مرتفعًا في وقت معين يتم قياسه بواسطة الأدوات عبر الإنترنت، فإن قابلية تشغيل التخفيف المستهدف ضعيفة. ولذلك، فإن هذه الطريقة مناسبة أكثر للمصانع والمؤسسات التي تنتج مياه الصرف الصحي ذات التركيز العالي لأيون الكلوريد.

03 اختر تدفقًا معقولًا للعملية

اختر عمليات معالجة مختلفة لتركيزات مختلفة من محتوى أيون الكلوريد، واختر بشكل مناسب تدفقات العمليات اللاهوائية لتقليل نطاق التسامح مع تركيز أيون الكلوريد في المرحلة الهوائية اللاحقة.

04  زيادة DO للنظام الكيميائي الحيوي وزيادة الأكسجين المذاب في النظام الكيميائي الحيوي بشكل مناسب لضمان نشاط الحمأة المنشطة.

05  تصريف الحمأة المتبقية

زيادة تصريف الحمأة المنشطة المتبقية لضمان نمو الحمأة في فترة النمو اللوغاريتمي لتحسين كفاءة إزالة الملوثات.

06 أضف مصدرًا غذائيًا

مع زيادة الأكسجين المذاب، يتم تسريع عملية التمثيل الغذائي للحمأة. من أجل ضمان استقلاب الحمأة، ينبغي ضمان التغذية الكافية. إذا لزم الأمر، يمكن إضافة مصدر غذائي معين بشكل مناسب لضمان النشاط ذ الحمأة.