Pengaruh Ion Klorida pada Bakteri dalam Pengolahan dan Penanggulangan Air Limbah

Mikroorganisme tumbuh dengan baik pada tekanan isotonik, seperti pada larutan NaCl dengan massa 5-8,5g/L. Di bawah tekanan osmotik rendah (p(NaCl)=0,1g/L), sejumlah besar molekul air dalam larutan menembus ke dalam mikroorganisme, menyebabkan sel mikroba membengkak dan pecah dalam kasus yang parah, yang menyebabkan kematian mikroorganisme. Di bawah tekanan osmotik tinggi (p(NaCl)=200g/L), sejumlah besar molekul air dalam mikroorganisme menembus ke dalam tubuh (yaitu dehidrasi), menyebabkan sel mengalami plasmolisis.

Struktur satuan mikroorganisme adalah sel, dan dinding sel setara dengan membran semi permeabel. Ketika konsentrasi ion klorida kurang dari atau sama dengan 2000mg/L, tekanan osmotik yang dapat ditahan dinding sel adalah 0,5-1,0 atmosfer. Sekalipun dinding sel dan membran sitoplasma memiliki ketangguhan dan elastisitas tertentu, tekanan osmotik yang dapat ditahan oleh dinding sel tidak akan lebih besar dari 5-6 atmosfer.

Namun, bila konsentrasi ion klorida dalam larutan berair di atas 5000mg/L, tekanan osmotik akan meningkat hingga sekitar 10-30 atmosfer. Di bawah tekanan osmotik yang tinggi, sejumlah besar molekul air dalam mikroorganisme akan menembus larutan di luar tubuh, menyebabkan dehidrasi sel dan plasmolisis, dan dalam kasus yang parah, mikroorganisme akan mati. Data pengalaman teknik menunjukkan bahwa ketika konsentrasi ion klorida dalam air limbah lebih besar dari 2000mg/L, aktivitas mikroorganisme akan terhambat dan laju penghilangan COD akan turun secara signifikan; Bila konsentrasi ion klorida dalam air limbah lebih besar dari 8000mg/L akan menyebabkan volume lumpur membesar, busa dalam jumlah besar akan muncul di permukaan air, dan mikroorganisme akan mati satu per satu.

Manifestasi penghambatan aktivitas lumpur

Ketika konsentrasi ion klorida dalam sistem biokimia berubah secara drastis, sifat karbonisasi dan nitrifikasi lumpur akan cepat melemah atau bahkan hilang, mengakibatkan penurunan laju penyisihan COD dan akumulasi nitrit secara signifikan dalam proses nitrifikasi. Bahkan jika oksigen terlarut dalam limbah meningkat, efeknya tidak terlihat jelas. Dengan kata lain, lumpur aktif memiliki toleransi tertentu terhadap konsentrasi ion klorida. Ketika konsentrasi ion klorida melebihi nilai tertentu, kapasitas degradasi sistem menurun hingga sistem kehilangan kapasitas pemrosesannya.

Perubahan mendadak pada ion klorida lebih mengganggu sistem dibandingkan perubahan bertahap pada ion klorida. Ketika ion klorida meningkat, laju degradasi bahan organik menurun, sehingga F/M (rasio nutrisi terhadap lumpur aktif dalam massa) yang rendah lebih cocok untuk pengolahan air limbah yang mengandung ion klorida.

Ion klorida mengubah komposisi mikroorganisme dalam lumpur, mengubah sedimentasi lumpur dan limbah SS, mengakibatkan hilangnya lumpur yang serius, penurunan konsentrasi lumpur aktif, peningkatan indeks lumpur, dan penurunan sedimentasi 30 menit. kecepatan.

Berdasarkan hasil pemeriksaan mikroskopis lumpur aktif, fase biologisnya relatif kaya pada salinitas rendah, dengan beragam bakteri berfilamen, flok, dan protozoa. Partikel lumpur aktif berukuran besar, flok tertutup, dan flok memiliki derajat kekompakan tertentu. Dengan meningkatnya konsentrasi ion klorida dalam air yang masuk, ketika ion klorida tiba-tiba meningkat dari semula 150mg/L menjadi 1000mg/L, bakteri berfilamen dan protozoa pada dasarnya tidak ada, dan flok menjadi lebih padat. Pada saat ini, flok menjadi kecil dan padat secara tidak normal. Degradasi bahan organik dalam limbah terutama dilakukan oleh aksi gabungan sejumlah besar mikroorganisme dalam limbah. Peningkatan ion klorida menyebabkan penurunan jumlah mikroorganisme pada lumpur aktif sehingga menurunkan laju degradasi bahan organik.

Berapa banyak kandungan ion klorida dalam sistem pengolahan biokimia limbah akan mempengaruhi mikroorganisme

(1) Ketika salinitas meningkat, pertumbuhan lumpur aktif akan terpengaruh. Perubahan kurva pertumbuhannya diwujudkan dalam: masa adaptasi menjadi lebih lama; laju pertumbuhan periode pertumbuhan logaritmik menjadi lebih lambat; durasi periode perlambatan pertumbuhan menjadi lebih lama;

(2) Salinitas meningkatkan respirasi mikroorganisme dan lisis sel;

(3) Salinitas mengurangi biodegradabilitas dan degradabilitas bahan organik. Laju penyisihan dan laju degradasi bahan organik menurun. Meskipun memperpanjang waktu aerasi dapat meningkatkan efisiensi penyisihan bahan organik, setelah waktu tertentu, peningkatan laju penyisihan bahan organik seiring dengan bertambahnya waktu aerasi berlangsung lambat. Dari sudut pandang ekonomi, metode meningkatkan laju penghilangan bahan organik berkadar garam tinggi dengan memperpanjang waktu aerasi tidak disarankan;

(4) Garam anorganik meningkatkan sedimentasi lumpur aktif. Ketika salinitas meningkat, indeks lumpur menurun;

(5) Mengolah limbah bergaram tinggi, mengaklimatisasi lumpur aktif merupakan sarana yang diperlukan untuk keberhasilan sistem pengolahan. Proses aklimatisasi lumpur aktif merupakan proses adaptasi metabolisme mikroorganisme secara bertahap terhadap lingkungan yang tinggi garam dan memungkinkan bakteri toleran garam berkembang biak dalam jumlah besar.

Bagaimana cara menghilangkan pengaruh ion klorida?

01 Domestikasi lumpur aktif

Dengan secara bertahap meningkatkan kandungan ion klorida dalam pengaruh biokimia, mikroorganisme akan menyeimbangkan tekanan osmotik intraseluler atau melindungi protoplasma dalam sel melalui mekanisme pengaturan tekanan osmotiknya sendiri. Mekanisme pengaturan ini termasuk menggabungkan zat dengan berat molekul rendah untuk membentuk lapisan pelindung ekstraseluler baru, mengatur jalur metabolismenya sendiri, mengubah komposisi genetik, dll.

Oleh karena itu, lumpur aktif normal dapat mengolah air limbah dengan ion klorida tinggi dalam kisaran ion klorida tertentu melalui periode domestikasi tertentu. Meskipun lumpur aktif dapat meningkatkan kisaran toleransi ion klorida sistem dan meningkatkan efisiensi pengolahan sistem melalui domestikasi, mikroorganisme dalam lumpur aktif yang didomestikasi memiliki kisaran toleransi yang terbatas terhadap ion klorida dan sensitif terhadap perubahan lingkungan. Ketika lingkungan ion klorida berubah secara tiba-tiba, kemampuan adaptasi mikroorganisme akan segera hilang. Domestikasi hanya merupakan penyesuaian fisiologis sementara bagi mikroorganisme untuk beradaptasi dengan lingkungan dan tidak memiliki sifat genetik. Sensitivitas adaptif ini sangat tidak menguntungkan untuk pengolahan limbah.

Waktu aklimatisasi lumpur aktif umumnya 7-10 hari. Aklimatisasi dapat meningkatkan toleransi mikroorganisme lumpur terhadap konsentrasi garam. Konsentrasi lumpur aktif menurun pada tahap awal aklimatisasi karena peningkatan larutan garam bersifat toksik bagi mikroorganisme sehingga menyebabkan beberapa mikroorganisme mati sehingga menunjukkan pertumbuhan negatif. Pada tahap aklimatisasi selanjutnya, mikroorganisme yang telah beradaptasi dengan lingkungan mulai berkembang biak, sehingga konsentrasi lumpur aktif meningkat. Mengambil penghilangan COD dengan lumpur aktif dalam larutan natrium klorida 1,5% dan 2,5% sebagai contoh, laju penyisihan COD pada tahap awal dan akhir aklimasi masing-masing adalah 60%, 80% dan 40%, 60%.

02 Encerkan air limbah dengan konsentrasi ion klorida tinggi

Untuk mengurangi konsentrasi ion klorida yang memasuki sistem biokimia, influen dapat diencerkan sehingga ion klorida lebih rendah dari nilai ambang batas toksik, dan pengolahan biologis tidak akan terhambat. Keunggulannya adalah metode sederhana, pengoperasian dan pengelolaan yang mudah; kelemahannya adalah peningkatan skala pengobatan, investasi infrastruktur dan biaya operasional. Untuk Instalasi Pengolahan Limbah Yangli, karena volume influen yang besar dan pengoperasian yang berkelanjutan, meskipun konsentrasi ion klorida tinggi pada waktu tertentu yang diukur dengan instrumen online, pengoperasian pengenceran yang ditargetkan buruk. Oleh karena itu, metode ini lebih cocok untuk pabrik dan perusahaan yang menghasilkan air limbah dengan konsentrasi ion klorida yang tinggi.

03 Pilih alur proses yang masuk akal

Pilih proses pengolahan yang berbeda untuk konsentrasi kandungan ion klorida yang berbeda, dan pilih aliran proses anaerobik dengan tepat untuk mengurangi kisaran toleransi konsentrasi ion klorida pada tahap aerobik berikutnya.

04  Tingkatkan DO sistem biokimia dan tingkatkan oksigen terlarut dalam sistem biokimia secara tepat untuk memastikan aktivitas lumpur aktif.

05  Pembuangan sisa lumpur

Meningkatkan pembuangan sisa lumpur aktif untuk memastikan bahwa lumpur tumbuh dalam periode pertumbuhan logaritmik untuk meningkatkan efisiensi penghilangan polutan.

06 Tambahkan sumber nutrisi

Dengan meningkatnya oksigen terlarut, metabolisme lumpur dipercepat. Untuk memastikan metabolisme lumpur, nutrisi yang cukup harus dipastikan. Jika perlu, sumber nutrisi tertentu dapat ditambahkan dengan tepat untuk menjamin aktivitas tersebut y lumpur.