ما مدى ارتفاع نسبة الملح التي يمكن معالجتها كيميائيا؟

لماذا يصعب معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة؟ يجب علينا أولاً أن نفهم ما هي مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وتأثير مياه الصرف الصحي عالية الملوحة على النظام الكيميائي الحيوي! تتناول هذه المقالة فقط المعالجة البيوكيميائية لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة!

1. ما هي مياه الصرف الصحي عالية الملوحة؟
تشير مياه الصرف الصحي عالية الملوحة إلى مياه الصرف الصحي التي يبلغ إجمالي محتوى الملح فيها 1% على الأقل (أي ما يعادل 10000 ملغم/لتر). ويأتي بشكل رئيسي من المصانع الكيماوية وجمع ومعالجة النفط والغاز الطبيعي. تحتوي هذه المياه العادمة على مجموعة متنوعة من المواد (بما في ذلك الأملاح والزيوت والمعادن الثقيلة العضوية والمواد المشعة). يتم إنتاج مياه الصرف الصحي المالحة من خلال مجموعة واسعة من المصادر، وتتزايد كمية المياه سنة بعد سنة. إن إزالة الملوثات العضوية من مياه الصرف الصحي المالحة لها تأثير مهم على البيئة. تستخدم الطرق البيولوجية للعلاج. المواد الملحية عالية التركيز لها تأثير مثبط على الكائنات الحية الدقيقة. وتستخدم الطرق الفيزيائية والكيميائية للمعالجة، الأمر الذي يتطلب استثمارات كبيرة وتكاليف تشغيل عالية، ومن الصعب تحقيق تأثير التنقية المتوقع. ولا يزال استخدام الأساليب البيولوجية لمعالجة مياه الصرف الصحي محورًا للبحث في الداخل والخارج.
تختلف أنواع المواد العضوية وخواصها الكيميائية في مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة بشكل كبير اعتمادًا على عملية الإنتاج، ولكن الأملاح الموجودة في الغالب هي أملاح مثل Cl-، SO42-، Na+، Ca2+. على الرغم من أن هذه الأيونات تعتبر عناصر غذائية أساسية لنمو الكائنات الحية الدقيقة، إلا أنها تلعب دورا هاما في تعزيز التفاعلات الأنزيمية، والحفاظ على توازن الغشاء وتنظيم الضغط الاسموزي أثناء نمو الكائنات الحية الدقيقة. ومع ذلك، إذا كان تركيز هذه الأيونات مرتفعًا جدًا، فسيكون له تأثيرات مثبطة وسامة على الكائنات الحية الدقيقة. المظاهر الرئيسية هي: ارتفاع تركيز الملح، وارتفاع الضغط الأسموزي، وجفاف الخلايا الميكروبية، مما يسبب انفصال بروتوبلازم الخلية؛ التمليح يقلل من نشاط ديهيدروجينيز. أيونات الكلوريد عالية البكتيريا سامة؛ يكون تركيز الملح مرتفعًا، وتزداد كثافة مياه الصرف الصحي، وتطفو الحمأة المنشطة بسهولة وتفقد، مما يؤثر بشكل خطير على تأثير التنقية لنظام المعالجة البيولوجية.

2. تأثير الملوحة على الأنظمة البيوكيميائية
1. يؤدي إلى الجفاف وموت الكائنات الحية الدقيقة
عند التركيزات العالية من الملح، تكون التغيرات في الضغط الأسموزي هي السبب الرئيسي. الجزء الداخلي من البكتيريا عبارة عن بيئة شبه مغلقة. ويجب عليه أن يتبادل المواد المفيدة والطاقة مع البيئة الخارجية ليحافظ على حيويته. ومع ذلك، يجب أيضًا منع معظم المواد الخارجية من الدخول لتجنب الإضرار بالكيمياء الحيوية الداخلية. التدخل وعرقلة الاستجابة.
تؤدي زيادة تركيز الملح إلى انخفاض تركيز المحلول داخل البكتيريا عن العالم الخارجي. علاوة على ذلك، ونظرًا لخاصية انتقال الماء من التركيز المنخفض إلى التركيز العالي، يتم فقدان كمية كبيرة من الماء في البكتيريا، مما يسبب تغييرات في بيئة تفاعلها الكيميائي الحيوي الداخلية، مما يؤدي في النهاية إلى تدمير عملية تفاعلها الكيميائي الحيوي حتى يتم مقاطعتها. ، تموت البكتيريا.

2. التدخل في عملية امتصاص المواد الميكروبية ومنع موتها
يتميز غشاء الخلية بخاصية النفاذية الانتقائية لتصفية المواد الضارة بأنشطة الحياة البكتيرية وامتصاص المواد المفيدة لأنشطة حياتها. تتأثر عملية الامتصاص هذه بشكل مباشر بتركيز المحلول ونقاء المواد وما إلى ذلك في البيئة الخارجية. تؤدي إضافة الملح إلى تداخل أو منع بيئة الامتصاص البكتيرية، مما يؤدي في النهاية إلى تثبيط نشاط الحياة البكتيرية أو حتى موتها. يختلف هذا الوضع بشكل كبير بسبب الظروف البكتيرية الفردية وظروف الأنواع وأنواع الملح وتركيزات الملح.
3. التسمم وموت الكائنات الحية الدقيقة
ستدخل بعض الأملاح إلى داخل البكتيريا مع أنشطتها الحياتية، مما يؤدي إلى تدمير عمليات تفاعلها البيوكيميائية الداخلية، وسيتفاعل بعضها مع غشاء الخلية البكتيرية، مما يتسبب في تغير خصائصها وعدم حمايتها أو عدم قدرتها على امتصاص بعض الأملاح. المواد الضارة للبكتيريا. المواد المفيدة، مما يؤدي إلى تثبيط النشاط الحيوي للبكتيريا أو موت البكتيريا. من بينها، أملاح المعادن الثقيلة هي الأملاح التمثيلية، وبعض طرق التعقيم تستخدم هذا المبدأ.
تشير الأبحاث إلى أن تأثير الملوحة العالية على المعالجة البيوكيميائية ينعكس بشكل رئيسي في الجوانب التالية:
1. مع زيادة الملوحة يتأثر نمو الحمأة المنشطة. التغيرات في منحنى نموها هي كما يلي: تصبح فترة التكيف أطول؛ يصبح معدل النمو في فترة النمو اللوغاريتمي أبطأ؛ وتصبح مدة فترة تباطؤ النمو أطول.
2. الملوحة تقوي التنفس الميكروبي وتحلل الخلايا.
3. الملوحة تقلل من قابلية التحلل الحيوي وتحلل المواد العضوية. تقليل معدل إزالة ومعدل تحلل المواد العضوية.

3. ما مدى ارتفاع تركيز الملح الذي يمكن للنظام الكيميائي الحيوي أن يتحمله؟
وفقًا لـ "معيار جودة مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها في المجاري الحضرية" (CJ-343-2010)، عند دخول محطة معالجة مياه الصرف الصحي للمعالجة الثانوية، يجب أن تتوافق جودة مياه الصرف الصحي التي يتم تصريفها في المجاري الحضرية مع متطلبات الدرجة B (الجدول 1) ومنها كيماويات الكلور 600 ملجم/لتر، والكبريتات 600 ملجم/لتر.
وفقًا للملحق 3 من "قانون تصميم الصرف الصحي الخارجي" (GBJ 14-87) (إصدارات GB50014-2006 و2011 لا تحدد محتوى الملح)، "التركيز المسموح به للمواد الضارة في المياه الداخلة لهياكل المعالجة البيولوجية"، التركيز المسموح به لكلوريد الصوديوم هو 4000 ملغم/لتر.
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 وسيتم تقليل معدل إزالة COD بشكل كبير؛ عندما يكون تركيز أيون الكلوريد في مياه الصرف الصحي أكبر من 8000 ملجم/لتر، سيتم زيادة حجم الحمأة. التوسع، تظهر كمية كبيرة من الرغوة على سطح الماء، وسوف تموت الكائنات الحية الدقيقة واحدة تلو الأخرى.
في ظل الظروف العادية، نعتقد أن تركيز أيون الكلوريد أكبر من 2000 ملجم / لتر ومحتوى الملح أقل من 2٪ (أي ما يعادل 20000 ملجم / لتر) يمكن معالجته بطريقة الحمأة المنشطة. ومع ذلك، كلما زاد محتوى الملح، كلما زاد وقت التأقلم. لكن تذكر شيئًا واحدًا، يجب أن يكون محتوى الملح في المياه الواردة ثابتًا ولا يمكن أن يتقلب كثيرًا، وإلا فلن يتمكن النظام الكيميائي الحيوي من تحمله.

4. تدابير لمعالجة النظام الكيميائي الحيوي لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة
1. تدجين الحمأة المنشطة
وعندما تكون نسبة الملوحة أقل من 2 جرام/لتر، يمكن معالجة مياه الصرف الصحي المالحة عن طريق التدجين. من خلال زيادة محتوى الملح في مياه التغذية البيوكيميائية تدريجيًا، ستقوم الكائنات الحية الدقيقة بموازنة الضغط الأسموزي داخل الخلايا أو حماية البروتوبلازم داخل الخلايا من خلال آليات تنظيم الضغط الأسموزي الخاصة بها. وتشمل هذه الآليات التنظيمية تراكم المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض لتشكيل طبقة واقية جديدة خارج الخلية وتنظيم نفسها. المسارات الأيضية، والتغيرات في التركيب الجيني، وما إلى ذلك.
لذلك، يمكن للحمأة المنشطة العادية معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة ضمن نطاق معين من تركيز الملح من خلال التدجين لفترة معينة من الزمن. على الرغم من أن الحمأة المنشطة يمكن أن تزيد من نطاق تحمل الملح للنظام وتحسين كفاءة معالجة النظام من خلال التدجين، فإن تدجين الحمأة المنشطة لديها نطاق محدود من تحمل الملح وتكون حساسة للتغيرات في البيئة. 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 ضارة جدًا بمعالجة 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. يرجع الانخفاض في تركيز الحمأة المنشطة في المرحلة المبكرة من التأقلم إلى زيادة المحلول الملحي الذي يؤدي إلى تسمم الكائنات الحية الدقيقة والتسبب في موت بعض الكائنات الحية الدقيقة. يظهر نموا سلبيا. وفي المرحلة اللاحقة من التدجين، تبدأ الكائنات الحية الدقيقة التي تكيفت مع البيئة المتغيرة في التكاثر، وبالتالي يزداد تركيز الحمأة المنشطة. أخذ الإزالةسمك القدومن خلال الحمأة المنشطة في محاليل كلوريد الصوديوم 1.5% و2.5% كمثال، فإن معدلات إزالة COD في مراحل التأقلم المبكرة والمتأخرة هي: 60%، 80%، 40%، 60% على التوالي.
2. خفف الماء
من أجل تقليل تركيز الملح في النظام الكيميائي الحيوي، يمكن تخفيف المياه الواردة بحيث يكون محتوى الملح أقل من القيمة الحدية السامة، ولن يتم تثبيط المعالجة البيولوجية. ميزتها هي أن الطريقة بسيطة وسهلة التشغيل والإدارة. وعيبه هو أنه يزيد من حجم المعالجة والاستثمار في البنية التحتية وتكاليف التشغيل. ​
3. اختر البكتيريا التي تتحمل الملح
البكتيريا الهالوتولرانية هي مصطلح عام للبكتيريا التي يمكنها تحمل تركيزات عالية من الملح. وفي الصناعة، فهي في الغالب سلالات إلزامية يتم فحصها وإثرائها. حاليًا، يمكن تحمل أعلى محتوى من الملح عند حوالي 5% ويمكن أن يعمل بثبات. ويعتبر أيضًا نوعًا من مياه الصرف الصحي عالية الملوحة. طريقة العلاج البيوكيميائية!
4. اختر تدفقًا معقولًا للعملية
يتم اختيار عمليات معالجة مختلفة لتركيزات مختلفة من محتوى أيون الكلوريد، ويتم اختيار العملية اللاهوائية بشكل مناسب لتقليل نطاق التسامح لتركيز أيون الكلوريد في القسم الهوائي اللاحق. ​
عندما تكون الملوحة أكبر من 5 جرام/لتر، فإن التبخر والتركيز للتحلية هو الطريقة الأكثر اقتصادا وفعالية. وهناك طرق أخرى، مثل طرق زراعة البكتيريا المحتوية على الملح، تواجه مشاكل يصعب تشغيلها في الممارسة الصناعية.

يمكن لشركة Lianhua توفير محلل COD سريع لاختبار مياه الصرف الصحي ذات الملوحة العالية لأن كاشفنا الكيميائي يمكن أن يحمي عشرات الآلاف من تداخل أيونات الكلوريد.