اثرات یون های کلرید بر باکتری ها در تصفیه فاضلاب و اقدامات متقابل

میکروارگانیسم ها تحت فشار ایزوتونیک به خوبی رشد می کنند، مانند محلول NaCl با جرم 5-8.5 گرم در لیتر. تحت فشار اسمزی کم (p(NaCl)=0.1g/L)، مقدار زیادی مولکول آب موجود در محلول به داخل میکروارگانیسم نفوذ کرده و باعث متورم شدن و پارگی سلول های میکروبی در موارد شدید می شود که منجر به مرگ میکروارگانیسم می شود. تحت فشار اسمزی بالا (p(NaCl)=200g/L)، مقدار زیادی از مولکول‌های آب موجود در میکروارگانیسم به داخل بدن نفوذ می‌کند (یعنی کم‌آبی)، و باعث می‌شود سلول تحت پلاسمولیز قرار گیرد.

ساختار واحد میکروارگانیسم ها سلول است و دیواره سلولی معادل یک غشای نیمه تراوا است. هنگامی که غلظت یون کلرید کمتر یا مساوی 2000 میلی گرم در لیتر باشد، فشار اسمزی که دیواره سلولی می تواند تحمل کند 0.5-1.0 اتمسفر است. حتی اگر دیواره سلولی و غشای سیتوپلاسمی دارای چقرمگی و خاصیت ارتجاعی باشند، فشار اسمزی که دیواره سلولی می تواند تحمل کند بیشتر از 5-6 اتمسفر نخواهد بود.

با این حال، زمانی که غلظت یون کلرید در محلول آبی بالاتر از 5000 میلی گرم در لیتر باشد، فشار اسمزی به حدود 10-30 اتمسفر افزایش می یابد. در چنین فشار اسمزی زیاد، مقدار زیادی از مولکول‌های آب موجود در میکروارگانیسم‌ها به داخل محلول خارج از بدن نفوذ می‌کنند و باعث کم‌آبی سلولی و پلاسمولیز می‌شوند و در موارد شدید، میکروارگانیسم‌ها می‌میرند. داده های تجربی مهندسی نشان می دهد که وقتی غلظت یون کلرید در فاضلاب بیشتر از 2000 میلی گرم در لیتر باشد، فعالیت میکروارگانیسم ها مهار می شود و میزان حذف COD به طور قابل توجهی کاهش می یابد. هنگامی که غلظت یون کلرید در فاضلاب بیشتر از 8000 میلی گرم در لیتر باشد، باعث انبساط حجم لجن می شود، مقدار زیادی کف روی سطح آب ظاهر می شود و میکروارگانیسم ها یکی پس از دیگری می میرند.

تظاهرات مهار فعالیت لجن

هنگامی که غلظت یون کلرید در سیستم بیوشیمیایی به شدت تغییر می کند، خواص کربنی شدن و نیتریفیکاسیون لجن به سرعت ضعیف یا حتی ناپدید می شود و در نتیجه کاهش قابل توجهی در سرعت حذف COD و تجمع نیتریت در فرآیند نیتریفیکاسیون ایجاد می شود. حتی اگر اکسیژن محلول در فاضلاب افزایش یابد، تأثیر آن آشکار نیست. به عبارت دیگر، لجن فعال تحمل خاصی نسبت به غلظت یون کلرید دارد. هنگامی که غلظت یون کلرید از مقدار معینی فراتر رود، ظرفیت تخریب سیستم کاهش می یابد تا زمانی که سیستم ظرفیت پردازش خود را از دست بدهد.

تغییرات ناگهانی در یون های کلرید بیشتر از تغییرات تدریجی در یون های کلرید با سیستم تداخل دارد. با افزایش یون های کلرید، سرعت تجزیه مواد آلی کاهش می یابد، بنابراین F/M پایین (نسبت مواد مغذی به لجن فعال در جرم) برای تصفیه فاضلاب حاوی یون کلرید مناسب تر است.

یون‌های کلرید ترکیب میکروارگانیسم‌ها را در لجن تغییر می‌دهند، ته‌نشینی لجن و پساب را تغییر می‌دهند و منجر به از دست دادن جدی لجن، کاهش غلظت لجن فعال، افزایش شاخص لجن و کاهش ته‌نشینی 30 دقیقه‌ای می‌شود. نرخ

با توجه به نتایج بررسی میکروسکوپی لجن فعال، فاز بیولوژیکی در شوری کم نسبتاً غنی است، با طیف گسترده ای از باکتری های رشته ای، لخته ها و تک یاخته ها. ذرات لجن فعال بزرگ هستند، لخته ها بسته هستند و لخته ها دارای درجه خاصی از فشردگی هستند. با افزایش غلظت یون کلرید آب ورودی، هنگامی که یون کلرید به طور ناگهانی از 150 میلی گرم در لیتر اصلی به 1000 میلی گرم در لیتر افزایش می یابد، باکتری های رشته ای و تک یاخته ها اساسا وجود ندارند و لخته ها متراکم تر می شوند. در این زمان، لخته ها کوچک و به طور غیر طبیعی فشرده می شوند. تخریب مواد آلی در فاضلاب عمدتاً با عمل مشترک تعداد زیادی از میکروارگانیسم ها در فاضلاب تکمیل می شود. افزایش یون های کلرید منجر به کاهش تعداد میکروارگانیسم ها در لجن فعال می شود و در نتیجه سرعت تجزیه مواد آلی را کاهش می دهد.

چه مقدار محتوای یون کلرید در سیستم تصفیه بیوشیمیایی فاضلاب بر میکروارگانیسم ها تأثیر می گذارد

(1) با افزایش شوری، رشد لجن فعال تحت تأثیر قرار می گیرد. تغییرات در منحنی رشد آن در موارد زیر آشکار می شود: دوره سازگاری طولانی تر می شود. سرعت رشد دوره رشد لگاریتمی کندتر می شود. مدت دوره رشد کندتر طولانی تر می شود.

(2) شوری باعث افزایش تنفس میکروارگانیسم ها و لیز سلول ها می شود.

(3) شوری باعث کاهش زیست تخریب پذیری و تجزیه پذیری مواد آلی می شود. سرعت حذف و سرعت تجزیه مواد آلی کاهش می یابد. اگرچه افزایش زمان هوادهی می تواند راندمان حذف مواد آلی را بهبود بخشد، اما پس از گذشت زمان معین، افزایش سرعت حذف مواد آلی با افزایش زمان هوادهی کند است. از منظر اقتصادی، روش افزایش میزان حذف مواد آلی پر نمک با افزایش زمان هوادهی توصیه نمی شود.

(4) نمک های معدنی باعث افزایش ته نشینی لجن فعال می شوند. با افزایش شوری، شاخص لجن کاهش می یابد.

(5) تصفیه فاضلاب پر نمک، سازگاری با لجن فعال وسیله ضروری برای موفقیت سیستم تصفیه است. فرآیند سازگاری لجن فعال فرآیندی است که به تدریج متابولیسم میکروارگانیسم ها را با محیط پر نمک تطبیق می دهد و به باکتری های مقاوم به نمک اجازه می دهد تا در تعداد زیادی تکثیر شوند.

چگونه می توان تأثیر یون های کلرید را از بین برد؟

01 خانگی سازی لجن فعال

با افزایش تدریجی محتوای یون کلرید پساب بیوشیمیایی، میکروارگانیسم‌ها فشار اسمزی درون سلولی را متعادل می‌کنند یا از طریق مکانیسم‌های تنظیم فشار اسمزی خود از پروتوپلاسم در سلول‌ها محافظت می‌کنند. این مکانیسم های تنظیمی شامل تجمع مواد با وزن مولکولی کم برای تشکیل یک لایه محافظ خارج سلولی جدید، تنظیم مسیرهای متابولیک خود، تغییر ترکیب ژنتیکی و غیره است.

بنابراین، لجن فعال معمولی می تواند فاضلاب یون کلرید بالا را در محدوده یون کلرید معینی از طریق یک دوره معین اهلی شدن تصفیه کند. اگرچه لجن فعال می تواند محدوده تحمل یون کلرید سیستم را بهبود بخشد و راندمان تصفیه سیستم را از طریق اهلی سازی بهبود بخشد، اما میکروارگانیسم های موجود در لجن فعال اهلی دارای محدوده تحمل محدودی برای یون های کلرید هستند و به تغییرات محیطی حساس هستند. هنگامی که محیط یون کلرید به طور ناگهانی تغییر می کند، سازگاری میکروارگانیسم ها بلافاصله از بین می رود. اهلی شدن تنها یک تنظیم فیزیولوژیکی موقت برای سازگاری میکروارگانیسم ها با محیط است و ویژگی های ژنتیکی ندارد. این حساسیت تطبیقی ​​برای تصفیه فاضلاب بسیار نامطلوب است.

زمان سازگاری لجن فعال عموماً 10-7 روز است. سازگاری می تواند تحمل میکروارگانیسم های لجن را به غلظت نمک بهبود بخشد. غلظت لجن فعال در مراحل اولیه سازگاری کاهش می یابد زیرا افزایش محلول نمک برای میکروارگانیسم ها سمی است و باعث مرگ برخی از میکروارگانیسم ها می شود و رشد منفی نشان می دهد. در مرحله بعدی سازگاری، میکروارگانیسم هایی که با محیط سازگار شده اند شروع به تولید مثل می کنند، بنابراین غلظت لجن فعال افزایش می یابد. با در نظر گرفتن حذف COD توسط لجن فعال در محلول های 1.5% و 2.5% کلرید سدیم به عنوان مثال، میزان حذف COD در مراحل اولیه و اواخر سازگاری به ترتیب 60%، 80% و 40%، 60% است.

02 فاضلاب را با غلظت یون کلرید بالا رقیق کنید

به منظور کاهش غلظت یون های کلرید وارد شده به سیستم بیوشیمیایی، می توان جریان ورودی را رقیق کرد تا یون های کلرید کمتر از مقدار آستانه سمی باشند و از تصفیه بیولوژیکی جلوگیری شود. مزایای آن روش های ساده، بهره برداری و مدیریت آسان است. معایب آن افزایش مقیاس درمان، سرمایه گذاری زیرساخت و هزینه های عملیاتی است. برای تصفیه خانه فاضلاب یانگلی، به دلیل حجم ورودی زیاد و عملکرد مداوم، حتی اگر غلظت یون کلرید در زمان معینی که توسط ابزارهای آنلاین اندازه‌گیری می‌شود، بالا باشد، عملکرد رقت هدف‌گذاری شده ضعیف است. بنابراین این روش بیشتر برای کارخانجات و شرکت هایی که فاضلاب با غلظت یون کلرید بالا تولید می کنند مناسب است.

03 یک جریان فرآیند معقول را انتخاب کنید

فرآیندهای مختلف تصفیه را برای غلظت های مختلف محتوای یون کلرید انتخاب کنید و جریان های فرآیند بی هوازی را به طور مناسب انتخاب کنید تا دامنه تحمل غلظت یون کلرید در مرحله هوازی بعدی کاهش یابد.

04 DO سیستم بیوشیمیایی را افزایش دهید و به طور مناسب اکسیژن محلول در سیستم بیوشیمیایی را افزایش دهید تا از فعالیت لجن فعال اطمینان حاصل شود.

05  تخلیه لجن باقیمانده

تخلیه لجن فعال باقیمانده را افزایش دهید تا اطمینان حاصل شود که لجن در دوره رشد لگاریتمی رشد می کند تا راندمان حذف آلاینده ها بهبود یابد.

06 منبع مواد مغذی را اضافه کنید

با افزایش اکسیژن محلول، متابولیسم لجن تسریع می شود. برای اطمینان از متابولیسم لجن، باید از تغذیه کافی اطمینان حاصل شود. در صورت لزوم، یک منبع غذایی خاص را می توان به طور مناسب برای اطمینان از فعالیت اضافه کرد y از لجن.