盐度对活性污泥处理的影响
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氯离子对活性污泥系统的影响及对策一、盐度(氯离子)对活性污泥系统的影响在实际的工程应用中,有关研究表明,当氯化物的含量高于5~8 g/L 的时候,将对传统的好氧废水处理工艺产生影响。
无机盐类在微生物生长过程中起着促进酶反应、维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。
但盐浓度过高,会对微生物的生长产生抑制,其主要原因在于:(1)盐浓度过高时渗透压高,使微生物细胞脱水,引起细胞原生质分离;(2)在含盐浓度高的情况下,盐析作用会使脱氢酶活性降低;(3)高氯离子浓度对细菌有毒害作用;(4)由于水的密度增加,活性污泥容易上浮流失。
不同的处理工艺影响微生物的耐盐范围。
以下为报道的几种生物处理方法中NaCl浓度的限制量。
常规活性污泥系统受到高盐废水冲击时,常出现的问题为:盐度适应差、盐度变化影响大、有机物降解速率缓慢、污泥流失严重。
1、氯离子对系统DO的影响随着盐度的升高,系统的DO水平值变低。
在高的渗透压条件下,微生物耗氧速率增加。
耗氧速率的增加不是为了有机物的降解,而是为了能够抵御高盐环境所产生的阻害作用。
2、氯离子对有机物降解的影响总体上随着盐度的上升,有机物的去除率下降。
造成这一现象可的原因,其一可能是盐度抑制了污水处理微生物的活性。
由于盐度的增加,盐析作用增强,脱氢酶的活性下降,微生物本身活性受阻,新陈代谢作用减缓;其二可能是由于盐度的增加,细胞的溶胞作用加强,细胞组分大量释放。
3、氯离子对ESS的影响研究发现,氯离子使ESS(污水处理中二沉池出水带走的悬浮物)增加。
升高的原因可能是由于:(1)高盐污水的理化性质。
由于高盐污水是一个密度较高的分散溶液体系含多种有机物和无机物的复杂溶液体系,因此不容易沉降。
(2)盐度促进细胞的分解。
在高盐条件下,细胞很容易水解,其组分的释放也将使出水悬浮固体浓度增高。
(3)与活性污泥微生态有关。
在研究中发现,随着盐度的升高,微生物的生态组成发生改变。
一个表现为原生动物的消失。
盐度对厌氧系统处理效果的影响低浓度盐对厌氧微生物生长有促进作用,高浓度盐对厌氧微生物有抑制作用,盐浓度过高易导致厌氧污泥活性降低,甚至会影响污泥中细菌间的平衡,最终导致厌氧系统失衡。
【Abstract】The low concentration salt has promoting effect on anaerobic microbial growth,high salt concentration has inhibitory effect on anaerobic microorganisms,the high concentration of salt can easily reduce the activity of anaerobic sludge,and even some balance between bacteria of sludge,finally result in anaerobic system imbalance.标签:盐度;厌氧;微生物;渗透压;抑制;COD1 引言盐类在微生物生长过程中起着重要作用,尤其是维持膜平衡、调节渗透压和促进酶反应等方面。
一般来说,低浓度盐对厌氧微生物生长有促进作用,高浓度盐对厌氧微生物有抑制作用。
盐浓度过高易导致厌氧污泥活性降低,甚至破坏污泥中几大细菌间的平衡,最终导致厌氧系统失衡。
2 盐度对微生物的抑制原理盐度对微生物的抑制原因主要归纳为[1]:①盐度过高时渗透压过高,微生物脱水引起细胞质壁分离;②高盐情况下的盐析作用导致脱氢酶活性降低;③高氯离子浓度对细菌有毒害作用;④高盐情况下会使水的密度增加,导致活性污泥上浮流失,微生物数量减少。
含盐废水对污水处理系统中生物的毒害作用主要是通过升高的环境渗透压来破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶,进而影响微生物的生理活动。
随浓度升高盐度对微生物的影响可分为刺激作用、抑制作用和毒害作用三大类[2],见图1。
浅谈活性污泥处理的影响因素北京万邦达环保技术股份有限公司鞍山分公司运营部姜红影响活性污泥处理的因素有很多,并且每种因素都会对污水产生不同性质的影响,当某种因素的影响严重降低处理效率时,应该及时采取补救措施,使污泥恢复正常处理功能。
当然,能预先做出防范措施,保持污泥的高效运转才是本文的真正目的。
活性污泥法是利用活性污泥中的好氧细菌及其原生动物对污水中的有机物进行吸附、氧化、分解,最终把这些有机物变成二氧化碳和水的方法。
具有效率高,应用广泛等优点。
但其在污水处理过程中受到的影响因素也颇多,本文对几个较常见的影响因素进行了讨论和研究。
1、重金属离子的影响:活性污泥法处理废水高效廉价,工艺简单,因此在城市废水的集中生化处理中,活性污泥法应用最广泛。
但当废水中重金属离子含量较高时,往往会使活性污泥的处理效率大大下降,若污水处理厂来不及调整,就会使大量未处理充分的污水排入环境中,造成严重的污染问题。
首先是外观上的影响:重金属含量多时,其污泥颜色由茶褐色变成较浅的淡棕褐色;污泥颗粒变得更细密,可压缩性更差;其次是对污泥沉降性的影响:重金属的加入会使污泥对其吸附,或与系统中产絮凝菌以及一些原生动物分泌的胞外聚合物的一OH、一NH等进行交换、络合等作用,使得污泥中无机物的比例增加,污泥自身密度增加,从而使污泥密度与水密度之间的差异增加,导致污泥沉降良好,SV也随之减小,但絮凝作用并未因此得到加强;再次是对出水COD的影响:在不同浓度情况下,Cd2+、Zn2+、Cr3+、Cu2+、Pb2+均可使污泥系统的COD去除率下降,因为这些重金属离子的存在严重影响了污泥系统中原生动物的生长并阻碍细菌的生长、繁殖。
2、硫酸盐的影响生活污水中的硫酸盐含量通常约为20~100mg/L,虽然含高浓度硫酸盐的工业废水需经处理后方可排人城市污水管网,但处理后出水中的硫酸盐浓度仍较高,因此该类废水的接人会显著增加城市生活污水中的硫酸盐浓度。
2010-03-19 11:36:43| 分类:小知识| 标签:|字号大中小订阅在化工、制药、燃料的生产过程中,产生的废水除含有高浓度的有机物外,还含有高浓度的盐类物质,采用生物法进行处理,高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用,采用物化法处理,投资大,运行费用高,且难以达到预期的净化效果。
采用生物法对此类废水进行处理,仍是目前国内外研究的重点。
本文介绍了盐浓度对微生物的抑制作用,嗜盐菌的特性、培驯方法,并介绍了采用生物法处理含盐有机废水的研究及应用现状。
1 盐浓度对生物处理的影响高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同,所含有机物的种类及化学性质差异较大,但所含盐类物质多为Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等盐类物质。
虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素,在微生物的生长过程中起着促进酶反应,维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。
但是若这些离子浓度过高,会对微生物产生抑制和毒害作用,主要表现:盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离;盐析作用使脱氢酶活性降低;氯离子高对细菌有毒害作用;盐浓度高,废水的密度增加,活性污泥易上浮流失,从而严重影响生物处理系统的净化效果。
高盐环境对生化处理有抑制作用,表现为微生物代谢酶活性受阻,致使生物增长缓慢, 产率系数低。
早在1940年,Ingram[1]对杆菌研究发现,当NaCl 浓度>10 g/L时,能够使微生物的呼吸速率降低。
Lawton[2]研究表明,当NaCl 浓度>20 g/L时,会导致滴滤池BOD去除率降低;在此浓度下,活性污泥法的BOD去除率降低,同时污泥中的絮凝性变坏,出水SS升高,硝化细菌受到抑制。
处理含高浓度卤代有机物废水的实验表明,BOD的去除率随着盐浓度的增加而降低。
Davis[3]采用活性污泥系统,处理含盐浓度高达12%的废水中试实验结果证明,废水中的TOC去除率较低,且实验运行相当困难。
Kargi[4]等利用间歇生物反应器研究了盐的抑制作用及动力学常数,Shim[5]等研究了高盐环境下化工废水的生物处理,Li[6]等讨论了盐度对二阶段接触氧化法处理含盐废水的影响。
高盐废水对活性污泥的影响详解一、导致微生物脱水死亡盐浓度较高的情况下,渗透压的变化是主因。
细菌的内部是一个半封闭的环境,必须与外部环境发生对其有利的物质与能量的交换才能维持其生命活性,但是也必须阻止绝大部分的外界物质进入,以避免对其内部的生物化学反应的干扰与阻挠。
盐浓度增加,导致细菌内部溶液浓度低于外界,又因为水从低浓度向高浓度移动的特性,导致细菌体内水分大量流失引起其内部生物化学反应环境变化,最终破坏其生物化学反应进程直至中断,菌体死亡。
二、使微生物物质吸收过程受干扰阻断死亡细胞膜有选择透过的特性,以过滤对细菌生命活动有害的物质,吸收对其生命活动有益的物质。
而这个吸收过程受外部环境的溶液浓度,物质纯度等情况直接影响,而盐的加入导致细菌的吸收环境受到干扰或者阻断,最终引起细菌生命活性受到抑制甚至死亡。
这种情况因细菌个体情况,品种情况,盐的种类及盐的浓度差异较大。
三、使微生物中毒死亡有些盐会随着细菌的生命活动进入细菌内部,破坏其内部的生物化学反应进程,有些会与细菌的细胞膜发生作用,导致其性质转变而不再起到保护作用或者不再能吸收某些对细菌有益的物质,进而导致细菌的生命活性受到抑制或者菌体死亡。
其中以重金属盐为代表,一些杀菌方法既是利用此原理。
研究表明,高盐度对生化处理的影响主要体现在以下几个方面:1、随着盐度的升高,活性污泥的生长受到影响。
其生长曲线的变化表现在:适应期变长;对数增长期的生长速度变慢;减速生长期的历时变长。
2、盐度加强了微生物的呼吸作用和细胞的溶胞作用。
3、盐度降低了有机物的可生物降解性和可降解程度。
使有机物的去除率和降解速率下降。
高盐废水的工艺选择1、活性污泥的驯化在盐度小于2g/L条件下,可通过驯化处理含盐污水。
通过逐步提高生化进水盐分,微生物会通过自身的渗透压调节机制来平衡细胞内的渗透压或保护细胞内的原生质,这些调节机制包括聚集低分子量物质来形成新的胞外保护层,调节自身的代谢途径,改变基因组成等。
盐分低于多少可以进入生化系统?根据《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ-343-2010)中规定,进入污水处理厂进行二级处理时,排入城镇下水道的污水水质应符合B等级(表1)的规定,其中氯化物600mg/L、硫酸盐6000mg/L。
根据《室外排水设计规范》(GBJ14-87)(GB50014-2006及2011年版对盐分没有特别说明)附录三“生物处理构筑物进水中有害物质容许浓度””,氯化钠容许浓度为4000mg/L。
正常情况下,我们认为盐分小于2%(相当于20000mg/L,如不懂如何换算请到污托邦社区交流)不影响生化系统处理效果,是可以利用普通的活性污泥法的,不过如果驯化合理,盐分3%-4%利用活性污泥法稳定达标的也遇到过,但是要记住一点,进水盐分要保证稳定,不能波动过大,要不生化系统是承受不了崩溃的!高盐废水对活性污泥的影响1、导致微生物脱水死亡。
盐浓度较高的情况下,渗透压的变化是主因。
细菌的内部是一个半封闭的环境,必须与外部环境发生对其有利的物质与能量的交换才能维持其生命活性,但是也必须阻止绝大部分的外界物质进入,以避免对其内部的生物化学反应的干扰与阻挠。
盐浓度增加,导致细菌内部溶液浓度低于外界,又因为水从低浓度向高浓度移动的特性,导致细菌体内水分大量流失引起其内部生物化学反应环境变化,最终破坏其生物化学反应进程直至中断,菌体死亡。
2、使微生物物质吸收过程受干扰阻断死亡。
细胞膜有选择透过的特性,以过滤对细菌生命活动有害的物质,吸收对其生命活动有益的物质。
而这个吸收过程受外部环境的溶液浓度,物质纯度等情况直接影响,而盐的加入导致细菌的吸收环境受到干扰或者阻断,最终引起细菌生命活性受到抑制甚至死亡。
这种情况因细菌个体情况,品种情况,盐的种类及盐的浓度差异较大。
3、使微生物中毒死亡。
有些盐会随着细菌的生命活动进入细菌内部,破坏其内部的生物化学反应进程,有些会与细菌的细胞膜发生作用,导致其性质转变而不再起到保护作用或者不再能吸收某些对细菌有益的物质,进而导致细菌的生命活性受到抑制或者菌体死亡。
NaCl盐度对活性污泥处理系统的影响分析
活性污泥处理系统是一种常用的废水处理技术,它通过将废水与活性污泥接触,利用微生物的作用分解和转化有机物质,从而去除废水中的有机污染物。
而NaCl盐度对活性污泥处理系统有着直接的影响,下面将对其进行分析。
NaCl盐度对活性污泥中的微生物生长有一定的影响。
高盐度环境下,微生物可能会受到抑制,导致微生物的生长速度和活性降低。
这是因为高盐度环境中的离子浓度增加,会导致细胞内外的渗透压差增大,使微生物需要更多的能量用于调节渗透压,导致其能量代谢受到限制。
高盐度环境会影响活性污泥中的菌种结构和群落组成。
一些低盐耐受性较差的菌种可能会受到抑制而无法生长,而一些高盐耐受性较好的菌种则可能会占据优势,并导致菌群的结构发生改变。
这可能会导致系统的稳定性下降,降解废水的能力减弱。
高盐度环境对废水降解的速率也会产生影响。
研究表明,适量的盐度可以促进微生物的代谢活性,提高细胞膜的通透性和废水中有机物的降解速率。
当盐度过高时,微生物的代谢活性会下降,废水降解的速率也会降低。
在实际应用中,需要对盐度进行控制,以保证系统的稳定性和废水处理效果。
NaCl盐度对活性污泥处理系统有着直接的影响。
高盐度环境下,微生物的生长和活性可能受到抑制,菌群结构可能发生改变,废水降解速率可能减小。
在设计和操作活性污泥处理系统时,需要考虑盐度的影响,并进行适当的调控,以提高系统的稳定性和废水处理效果。
盐度对活性污泥处理的影响
针对近几年的咸潮使沿海污水处理厂进水盐度的提高,试验研究盐度对活性污泥处理系统的综合影响。
分别研究不同盐度驯化下活性污泥的生长、有机物降解和去除情况、A2O反应系统内溶解氧随时间的变化以及污泥沉降性等。
1 引言
进几年来,咸潮一直困扰珠江口地区人民的生活。
咸潮发生时,某些城市自来水盐度超标4倍以上。
同时由于海水倒灌进入污水管网,造成部分污水处理厂进水盐度明显提高且呈现大范围的波动,这给给污水处理厂工艺运行带来了很大的不利影响。
珠江口海水盐度在2.686~25.722之间,秋冬季海水盐度一般都在高位。
针对含盐污水的处理,国内外采用了各种处理工艺进行研究,主要有完全混合式反应器、滴滤池、渗滤器、延时曝气系统等。
但是到目前为止,还没有一致的结论。
为了尽量减少盐度对污水处理厂稳定运行的冲击,为此有必要研究盐度对活性污泥处理系统的综合影响。
2 试验方法
采用某市政污水厂的生活污水,用高盐海水、NaCl将进水配成0、5、10、15、20、25、30和35g/L盐度水平。
试验采用3个平行的A2O反应器,3个反应器接种等量的来自污水处理厂沉淀池的回流污泥,分别以3个不同值的进水CODcr浓度进行驯化,从高到低依次为:680mg/L、340mg/L、150mg/L。
然后按逐渐升高的盐度对3个反应系统进行盐度驯化,待驯化稳定后进行试验。
研究不同盐度驯化下活性污泥生长、有机物去除率及溶解氧浓度。
试验保证污泥浓度基本相同,供养充足,温度控制在(25±2)℃。
3 试验结果与分析
3.1 盐度对活性污泥生长的影响
从图1可以看出盐度对活性污泥生长的影响。
随着盐度的增加,各盐度驯化稳定运行系统的生长曲线的适应期变长、对数增长期的生长速率变慢、减速生长期的历时变长。
适应期变长可能是由于接种到新鲜培养基上后,微生物并不能立即生长繁殖,要经过一定时间的调整和适应,以合成多种酶,并完善体内的酶系统和细胞的其它成分。
而在高盐环境下酶的合成受到限制,合成速度下降或微生物产生新的酶系统,这些都要耗费时间。
尽管在对数生长期微生物处在过剩的营养状态下,有最大的能量水平,以最大的速度生长。
但对数增长期增
长速率变慢,这可能由于高盐环境下微生物一方面要抵御外在的不良环境,需要耗费能量调整自身的代谢途径或分泌胞外多聚物抵御外界不良的环境因子的作用;另一方面,需要能量合成自身生长所需的物质。
这样造成能量的分配,使用于生长繁殖的能量相对减少,造成自身生长速率变小,世代时间变长。
减速生长期历时变长可能是由于微生物利用底物的速率下降和高盐条件下微生物的存活率下降共同导致营养物质的剩余所致。
3.2 盐度对系统溶解氧的影响
图2是A2O反应器内曝气处理期间溶解氧(简称DO)随时间的变化曲线。
可以看出DO 的时间曲线总体趋势大体相同,大体上出现两个平台和两个跳跃,两个平台和两个跳跃交替分布。
由于溶解氧浓度是供氧速率和耗氧速率的差值,所以在供氧速率相同的情况下,溶解氧浓度间接的反映了耗氧的情况。
DO时间曲线的第2个平台标志着易降解有机物降解的结束,此时微生物的内源呼吸的耗氧速率与供氧速率相等,DO出现新的平衡,进入内源呼吸期。
对于第2个平台,随着盐度的升高溶解氧的水平值也变低。
这表明耗氧速率随盐度的升高而增加。
由于在内源呼吸期微生物的耗氧主要用于内源呼吸,所以随着盐度的升高,微生物的呼吸速率加快。
造成这种现象的原因可能是由于高盐对处理微生物的抑制作用导致的呼吸作用加强的缘故。
研究表明,随着盐度的增长,处理系统的比耗氧速率也增长,而且驯化的活性污泥系统的比耗氧速率高于相同盐度下未经驯化的污泥系统。
总之,在高的渗透压条件下,微生物耗氧速率增加。
耗氧速率的增加不是为了有机物的降解,而是为了能够抵御高盐环境所产生的阻害作用。
3.3 盐度对有机物降解的影响
通过试验发现,总体上随着盐度的上升,有机物的去除率下降。
但既使在盐度达到35g/L的情况下,中、高有机物浓度处理系统只要驯化时间足够长,盐度保持稳定,去除率仍可达到75%以上。
可见处理高盐污水时,驯化活性污泥是系统处理取得成功的一个必要的因素,活性污泥只有经过一定时间的驯化才能使处理效果稳定。
A2O具有耐冲击和存在浓度梯度的优点,使污泥驯化后比较容易稳定。
但是采用其他的处理单元,微生物对盐度的耐受程度可能会不一样。
在高盐驯化过程中,一方面活性污泥微生物生态进行选择,能够适应高盐环境的微生物生存下来,使自身的酶系统适应恶劣环境,并将这种变异遗传给子代,使种族得以繁殖;另一方面,高盐驯化刺激了海盐菌的生长。
由于海洋盐菌能够忍耐高的盐度,且多数为异氧型菌自身不具备合成能力,其所需的营养物质必须通过外界获得。
且随着盐度的升高,其营养需求也增高。
但是在高盐条件下,一方面,一些不适应高盐环境的细菌迅速死亡溶解,使废水中营养物质充足;另一方面,生活污水本身就具有十分丰富的营养。
所以能满足海洋菌对营养的需求。
在营养充足的条件下,海洋菌生长和繁殖很快,成为高盐条件
下的优势菌属。
驯化过程给海洋菌的充足的选择时间。
由此可见,活性污泥的驯化过程就是使代谢方式逐渐适应高盐环境,并使耐盐菌大量繁殖的过程。
总体上,随着盐度的升高,有机物降解速率下降。
这一现象可由两个原因解释,其一可能是盐度抑制了污水处理微生物的活性。
由于盐度的增加,盐析作用增强,脱氢酶的活性下降,微生物本身活性受阻,新陈代谢作用减缓;其二可能是由于盐度的增加,细胞的溶胞作用加强,细胞组分大量释放。
而细胞组分的释放有一个延续过程,其连续释放使降解速率相对变低,这是因为随着盐度的升高,细胞的溶胞作用也在加强的缘故。
具体表现在溶胞量加大,速度变快。
由于盐度降低了有机物的降解速率,因此高盐条件下有机物去除率还可能和曝气时间有关。
随着曝气时间的增加,有机物的去除率也在增加,但就这3个进水有机物浓度而言,超过5h,随着曝气时间的增加有机物的去除率升高很缓慢。
就经济考虑,通过延长曝气时间来提高高盐有机物的去除率是不可取的。
3.4 盐度对污泥指数(SVI)的影响
盐度影响污泥的沉降性,使SVI变小。
在运行中未发生污泥膨胀现象,这可能和污泥结构的改变有关。
无盐条件下,丝状菌交织分布构成骨架,菌胶团附着其上形成絮凝体,重复上述过程形成更大的絮凝体。
而随着盐度的增加,镜检发现丝状菌的数量逐渐减少几乎消失。
这必将造成污泥构型的改变,从而改变污泥的沉降性能。
4 结论
试验结果表明,盐度影响了微生物的生长,降低有机物降解速率和去除率,但是却增强了细胞的溶胞作用和微生物的呼吸作用。
随着盐度的增加,污泥指数下降。
延长曝气时间来提高高盐有机物的去除率在经济上是不可取的。
活性污泥的驯化过程就是使微生物代谢方式逐渐适应高盐环境,并使耐盐菌大量繁殖的过程。
但是在污水处理厂现实运行中会发现,进水盐度的变化范围比较大,很难稳定在某一范围内,而处理高盐污水的活性污泥的驯化周期又较长,盐度越高驯化成本也越高,这是目前很多的沿海污水处理厂遇到的问题。