污水处理技术工艺

含毒有机废水生物处理前的预处理

有毒有机废水的生物处理前的预处理:

大量数据表明,我国目前和今后很长一段时间的环境问题主要是水环境问题,水环境问题主要是有机废水的污染。因此,有机废水的处理是环境保护工作的一个极其重要的方面。

生物处理是有机废水无害化处理的首选。这取决于生物处理的相对彻底性(无二次污染或较少二次污染)和操作成本低。

根据有机废水处理的特点,可分为以下三类:1废水中的有机物易生物降解,废水中的毒物量较小。这类废水主要是生活污水和农业及畜产品的工业废水。 2废水中的有机物很容易生物降解,废水中的有毒物质含量很高。这类废水主要来自印染,制革废水等.3废水中含有的有机物很难生物降解(生物降解速度极慢),同时可能或多或少废水中毒。这种类型的废水主要来自造纸,制药废水等。

第一类废水可直接进行生物处理。第三类废水比较复杂,所以这里不讨论。本文探讨了二类废水中有毒物质的作用机理及相应的处理措施。

1、毒物及其作用机制

废水中所有能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质,统称为有毒有害物质,简称毒药。这些毒药可分为有机和无机两类。从治疗的角度来看,它可以分为可被生物治疗部分移除和转化的物质(如h 2s、苯酚等)。或不稳定的毒药)和不能被生物处理部分移除或转化的物质(如nacl、汞、铜等,或稳定的毒药)。

毒物对微生物的主要作用机制如下:

(1)受损细胞结构成分和细胞外膜蛋白。例如,70%的乙醇可以凝固蛋白质以达到杀菌效果,苯酚、甲酚和表面活性剂作用在细胞膜上,破坏细胞膜的半渗透性。

(2)损害酶和重要的代谢过程。一些重金属(铜,银,汞等)对酶具有潜在的毒性作用,甚至在非常低的浓度下也是如此。这些重金属的盐和有机化合物可以与酶的-SH基团结合并改变这些蛋白质的三级和四级结构。

(3)竞争抑制。当废水中存在一种化学结构和代谢物质相似的有机物时,就会发生这种情况。由于它们都能在活性部位与酶结合,因此它们的竞争会抑制中间产物的形成,降低酶的催化反应速率。

(4)抑制细胞组成合成的过程。当某些化学物质的结构类似细胞成分的结构时,它们会被细胞吸收和吸收,导致非功能性辅酶的合成或导致生长停止。这种效应最典型的例子是磺酸.

(5)抗生素对核酸的抑制作用。许多抗生素在原核生物中特异性地抑制蛋白质的合成,如链霉素,它可以抑制氨基酸与多肽的正确结合。

(6)抗生素对核酸的抑制作用。例如断丝线c,选择性地阻止DNA的合成,从而抑制微生物的生长。

(7)抑制细胞壁合成。例如,青霉素通过干扰细胞壁的合成实现抑制微生物生长的作用。

2。菌株的抗病毒能力及驯化方法

需要注意的是,有许多菌株的微生物可以容忍常用的代谢毒药,有些甚至可以作为能量来源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度直接相关,并随着微生物的驯化而发生变化。逐步加强驯化微生物对有毒物质的适应能力。微生物的巨大适应性(变异性)是由它们的小尺寸决定的。如果一个微球细胞只有大约100,000个可以容纳空间的蛋白质分子,那么如此小的体积决定了那些在不久的将来不需要的酶不能被储存,而许多分解代谢产物只有在合适的基质存在的情况下才会产生。在某些条件下,这样的诱导酶可以占总蛋白质含量的10%。正是这种微生物的多变性使得对有毒有机废水的生物处理成为可能。然而,任何微生物抵抗毒药的能力都有一定的限度(此时的浓度称为极限允许浓度)。正是这一限制要求在生物处理前对有毒有机废水进行一定的预处理。

正如以前所说的,微生物因其体积小而具有很大的适应性(变异)。因此,可以采用人工改变微生物生存环境的方法来诱导变异,使微生物能够直接适应原水中的毒物浓度或提高微生物的除毒能力。该方法适用于稳定和不稳定的有毒物质,是处理有毒有机废水的基本方法。

在城市生活污水处理厂,当水中苯酚浓度突然增加到50 mg/L时,生物处理系统就会受到很大的破坏。当情况严重时,就会造成全系统的崩溃。然而,焦化厂采用适应性突变的方法驯化该菌株,即菌株驯化法,使微生物中的酶逐渐适应大量的毒物,并以毒物为底物进行分解和吸收。实际运行表明,当水中苯酚平均浓度为117.5 mg/L时,苯酚去除率可达99.6%。

含酚废水处理是处理不稳定毒物的一个例子。当毒物非常稳定时,这种驯化方法也可用于增加微生物对毒物的耐受性。然而,应该注意的是,这种毒物的浓度必须符合最终的污水排放标准或采取其他措施来控制它。

3、预处理方法

如前所述,驯化是生物处理中处理毒物的基本方法。然而,任何微生物抵抗毒物的能力是有限的。当毒物浓度超过允许限度时,需要进行一定的预处理。目前,预处理方法主要有稀释法、转化法和分离法。

3.1 稀释法

污水中的毒素与其浓度有关。当其浓度超过一定的允许浓度时,毒素就会成为一种毒药;在浓度低于该浓度时,毒药不会显示毒性,甚至不会成为营养素。当废水中的有毒物质浓度超过生物处理所允许的限度浓度时,一种简单的稀释方法可以将废水中有毒物质的浓度降低到限制浓度以下,以确保生物处理的正常进行。

根据废水中有毒物质的稳定或不稳定特性,结合实际情况,可采用三种不同的稀释方法:污水稀释法、处理水稀释法和清水稀释法。

(1)污水稀释法。不同的污水含有不同的物质。将它们混合在一起,并相互稀释,可以将毒物浓度降低到极限允许浓度以下。这是污水稀释法。这是最简单、最经济、最可取的方法,不管毒药的性质是稳定的还是不稳定的。当少量工业废水混入大量的城市污水中时,几乎所有的有毒物质浓度都会降低到极限允许浓度以下。但是,当少量工业废水相互混合时,毒物浓度仍可能超过允许浓度上限,需要采取其他措施。

除了从上述不同单元排出的废水之间的大量稀释之外,污水稀释方法在同一工厂的不同车间排出的废水之间也具有小的稀释。例如,在制革厂,从脱毛段排出的灰碱废水中S2-的浓度高达1 000 mg / L或更高,但从脱毛段排出的灰碱废水仅占只要它是建成的,整个工厂总排水量的约5%。较大的调节罐(停留时间HRT通常约为12小时),在搅拌和混合从不同部分排出的废水后,总流出物中S2-的浓度可降低至小于100mg / L.这对后续处理非常有益。

(2)处理废水稀释法。本方法仅适用于污水中不稳定毒物的单一情况。处理废水的稀释方法有两种:(1)曝气池式完全混合;(2)处理废水回流稀释法。出于经济考虑,方法1应该是第一选择。

例如:单宁废水中的s2含量对生物处理极为有害。生物处理的限度允许浓度为30毫克/升。在被调节罐稀释后,进入曝气罐时s2-仍高于50毫克/升。在过去,许多设计单位主张使用分离处理,即首先通过s预处理去除灰碱废水,将s2输入的水减至小于30mg/l,然后进行综合处理。经验表明,水稀释的处理可用于消除s2对生物处理的影响,而不进行分离和直接综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站采用的处理工艺是调节池→初始水槽池→生物处理。生物处理采用氧化沟,宽6米,有效水深3米。沟内水的平均流量为0.4米/秒,如下:1废水进入氧化沟后,经过1周的循环,其中s2在气氧化后完全去除(氧化为单体硫或硫代硫酸盐);废水一旦进入氧化沟,横向扩散非常好,截面上每一点的水质完全相同。根据30 mg/l的s2的极限允许浓度的计算,氧化沟中的最大允许浓度7776 mg/l在理论上是可行的。从30毫克/升到7776毫克/升,可以看到稀释的巨大效果。当然,在实际操作中,两个假设是无法完全实现的,因此实际的最大允许摄入浓度为7776毫克/升。根据工厂稳定运行12年的经验,在调节罐放水量s2-不超过100毫克/升的情况下,s2对氧化沟的稳定运行没有影响,而氧化沟排放水s2-总是低于排放标准1mg/l。这是稀释方法成功应用的一个例子。

(3)清水稀释法。在这种方法中,只有废水中的毒物是一种稳定的毒物,不能被处理后的废水稀释,工厂内和工厂附近也没有其他废水来稀释它。该毒物在使用前不能通过分离或转化去除。这是由于这种做法不经济。用清水稀释本身要耗费大量的水,当原水被大量的水稀释时,处理的投资和运行成本就会增加。(2)随着环境管理的加强,从浓度排放控制向排放总量控制转变。

南京市某石化公司第二化工厂污水处理站进水COD为6000 mg/L,同时含盐量为25万mg/L,严重影响了生物处理的正常运行。因此,在进行生物处理之前,必须对盐进行适当的处理。考虑到生物处理对CaCl 2的去除或转化没有影响,其他分离或转化方法不经济,该工厂位于郊区,附近没有其他植物或替代废水可稀释,因此,经与甲方协商后,设计单位采用了水稀释法,即,用清水稀释原水10倍,将CaCl 2浓度降至5,000 mg/L,然后进行深井曝气处理,取得了满意的效果。

3.2 转化法

化学物质在某些情况下只能表现出毒性。例如,硝基苯毒性更大,转化为苯胺后其毒性大大降低。 Cr6 +的毒性非常高,但在还原为Cr3 +后,毒性大大降低。因此,有机废水中的毒物可通过化学方法转化为无毒或毒性较小的物质,以保证生物处理的正常进行。该方法适用于稳定和不稳定的毒物。使用此方法时必须注意两种方法:1转化后,稳定毒物的浓度必须低于生物处理限值的允许浓度,不稳定毒物的浓度必须保证生物体的正常运行治疗; 2最终出水,也应符合毒物排放标准的浓度。

例:化工废水中硝基苯是一种毒性大、生物降解性差的物质。由于毒物负荷的限制,生化曝气池的BOD负荷很低,效率不高。因此,大多数项目在污水进入曝气池前对其进行预处理。硝基苯通过化学方法(如亚铁还原)转化为苯胺。与硝基苯相比,苯胺毒性低,生物降解性高,大大增加了曝气池的BOD负荷。

3.3 分离法

分离法是将废水中的毒素转移到气相或固相的分离法,以保证废水生物处理的正常运行。这种方法适用于稳定或非稳定的毒药。在采用该方法时,应注意以下几点:1分离后,废水中的稳定毒物浓度必须低于生物处理的允许浓度限值,而且不稳定毒物的浓度必须保证生物处理的正常运作;2必须保证水(包括毒物)的最终排放符合国家排放标准;

S2-是制革废水中的一种毒物。在废水中加入Fe~(2+),形成FeS沉淀。出水可在不受S2-影响的情况下直接处理,沉淀的FeS可用于制砖或填埋处理。废水中的S2-可以被吹到空气中,NaOH可以被吸收形成Na2S,可以在制革生产中循环使用。在制革生产中,废水中的S2-可以被吹到空气中,而NaOH可以被吸收后形成Na2S,用于制革生产。

含毒有机废水生物处理前的预处理

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