Auswirkungen von Chloridionen auf Bakterien bei der Abwasserbehandlung und Gegenmaßnahmen

Mikroorganismen wachsen gut unter isotonischem Druck, beispielsweise in NaCl-Lösung mit einer Masse von 5–8,5 g/L. Unter niedrigem osmotischen Druck (p(NaCl)=0,1 g/L) dringt eine große Menge an Wassermolekülen in der Lösung in den Mikroorganismus ein, wodurch die Mikrobenzellen anschwellen und in schweren Fällen platzen, was zum Tod des Mikroorganismus führt. Unter hohem osmotischen Druck (p(NaCl)=200 g/L) dringen große Mengen an Wassermolekülen des Mikroorganismus in den Körper ein (d. h. Dehydrierung), was zu einer Plasmolyse der Zelle führt.

Die Einheitsstruktur von Mikroorganismen ist die Zelle, und die Zellwand entspricht einer semipermeablen Membran. Wenn die Chloridionenkonzentration weniger als oder gleich 2000 mg/l beträgt, beträgt der osmotische Druck, dem die Zellwand standhalten kann, 0,5–1,0 Atmosphären. Selbst wenn die Zellwand und die Zytoplasmamembran eine gewisse Zähigkeit und Elastizität aufweisen, beträgt der osmotische Druck, dem die Zellwand standhalten kann, nicht mehr als 5-6 Atmosphären.

Wenn jedoch die Chloridionenkonzentration in der wässrigen Lösung über 5000 mg/l liegt, steigt der osmotische Druck auf etwa 10–30 Atmosphären. Unter einem so hohen osmotischen Druck dringen große Mengen an Wassermolekülen in den Mikroorganismen in die Lösung außerhalb des Körpers ein, was zu Zelldehydration und Plasmolyse führt und in schweren Fällen zum Absterben der Mikroorganismen führt. Technische Erfahrungsdaten zeigen, dass bei einer Chloridionenkonzentration im Abwasser von mehr als 2000 mg/L die Aktivität von Mikroorganismen gehemmt wird und die CSB-Entfernungsrate deutlich sinkt; Wenn die Chloridionenkonzentration im Abwasser mehr als 8000 mg/l beträgt, dehnt sich das Schlammvolumen aus, es bildet sich eine große Menge Schaum auf der Wasseroberfläche und die Mikroorganismen sterben nacheinander ab.

Manifestationen einer Hemmung der Schlammaktivität

Wenn sich die Chloridionenkonzentration im biochemischen System drastisch ändert, werden die Karbonisierungs- und Nitrifikationseigenschaften des Schlamms schnell schwächer oder verschwinden sogar, was zu einer erheblichen Verringerung der CSB-Entfernungsrate und einer Anreicherung von Nitrit im Nitrifikationsprozess führt. Selbst wenn der gelöste Sauerstoff im Abwasser erhöht wird, ist der Effekt nicht offensichtlich. Mit anderen Worten: Belebtschlamm weist eine gewisse Toleranz gegenüber der Chloridionenkonzentration auf. Wenn die Chloridionenkonzentration einen bestimmten Wert überschreitet, nimmt die Abbaukapazität des Systems ab, bis das System seine Verarbeitungskapazität verliert.

Plötzliche Änderungen der Chloridionen beeinträchtigen das System stärker als allmähliche Änderungen der Chloridionen. Wenn die Chloridionen zunehmen, nimmt die Abbaurate der organischen Substanz ab, sodass ein niedriger F/M-Wert (das Massenverhältnis von Nährstoffen zu Belebtschlamm) besser für die Behandlung von chloridionenhaltigem Abwasser geeignet ist.

Chloridionen verändern die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Schlamm, verändern die Sedimentation von Schlamm und Abwasser-SS, was zu schwerwiegenden Schlammverlusten, einer Abnahme der Belebtschlammkonzentration, einem Anstieg des Schlammindex und einer Abnahme der 30-minütigen Sedimentation führt Rate.

Nach den Ergebnissen der mikroskopischen Untersuchung von Belebtschlamm ist die biologische Phase bei niedrigem Salzgehalt relativ reichhaltig und weist eine große Vielfalt an Fadenbakterien, Flocken und Protozoen auf. Die Belebtschlammpartikel sind groß, die Flocken sind geschlossen und die Flocken weisen eine gewisse Kompaktheit auf. Mit der Erhöhung der Chloridionenkonzentration des einströmenden Wassers, wenn die Chloridionen plötzlich von ursprünglich 150 mg/L auf 1000 mg/L ansteigen, sind die filamentösen Bakterien und Protozoen im Grunde nicht mehr vorhanden und die Flocken werden dichter. Zu diesem Zeitpunkt werden die Flocken klein und ungewöhnlich kompakt. Der Abbau organischer Stoffe im Abwasser erfolgt hauptsächlich durch die gemeinsame Wirkung einer großen Anzahl von Mikroorganismen im Abwasser. Der Anstieg der Chloridionen führt zu einer Verringerung der Anzahl der Mikroorganismen im Belebtschlamm und damit zu einer Verringerung der Abbaugeschwindigkeit der organischen Substanz.

Wie viel Chloridionengehalt im biochemischen Abwasserbehandlungssystem wirkt sich auf Mikroorganismen aus?

(1) Mit zunehmendem Salzgehalt wird das Wachstum von Belebtschlamm beeinträchtigt. Die Veränderungen in seiner Wachstumskurve äußern sich in: der Anpassungsphase wird länger; die Wachstumsrate der logarithmischen Wachstumsperiode wird langsamer; die Dauer der Verzögerungswachstumsperiode wird länger;

(2) Salzgehalt fördert die Atmung von Mikroorganismen und die Lyse von Zellen;

(3) Der Salzgehalt verringert die biologische Abbaubarkeit und Abbaubarkeit organischer Stoffe. Die Entfernungsrate und die Abbaurate organischer Stoffe nehmen ab. Obwohl eine Verlängerung der Belüftungszeit die Entfernungseffizienz organischer Stoffe verbessern kann, nimmt die Entfernungsrate organischer Stoffe nach einer gewissen Zeit mit zunehmender Belüftungszeit nur langsam zu. Aus wirtschaftlicher Sicht ist die Erhöhung der Entfernungsrate salzreicher organischer Stoffe durch eine Verlängerung der Belüftungszeit nicht sinnvoll;

(4) Anorganische Salze fördern die Sedimentation von Belebtschlamm. Mit zunehmendem Salzgehalt sinkt der Schlammindex;

(5) Bei der Behandlung von stark salzhaltigem Abwasser ist die Akklimatisierung von Belebtschlamm ein notwendiges Mittel für den Erfolg des Klärsystems. Der Akklimatisierungsprozess von Belebtschlamm ist der Prozess, bei dem der Stoffwechsel von Mikroorganismen schrittweise an die salzreiche Umgebung angepasst wird und es salztoleranten Bakterien ermöglicht wird, sich in großer Zahl zu vermehren.

Wie kann der Einfluss von Chloridionen beseitigt werden?

01 Domestizierung von Belebtschlamm

Durch die schrittweise Erhöhung des Chloridionengehalts des biochemischen Einflusses gleichen Mikroorganismen den intrazellulären osmotischen Druck aus oder schützen das Protoplasma in den Zellen durch ihre eigenen Mechanismen zur Regulierung des osmotischen Drucks. Zu diesen Regulationsmechanismen gehören die Aggregation niedermolekularer Substanzen zur Bildung einer neuen extrazellulären Schutzschicht, die Regulierung ihrer eigenen Stoffwechselwege, die Veränderung der genetischen Zusammensetzung usw.

Daher kann normaler Belebtschlamm über einen bestimmten Zeitraum der Domestizierung Abwasser mit hohem Chloridionengehalt innerhalb eines bestimmten Chloridionenbereichs behandeln. Obwohl Belebtschlamm den Chloridionen-Toleranzbereich des Systems verbessern und die Behandlungseffizienz des Systems durch Domestizierung verbessern kann, haben die Mikroorganismen im domestizierten Belebtschlamm einen begrenzten Toleranzbereich für Chloridionen und reagieren empfindlich auf Umweltveränderungen. Wenn sich die Chloridionenumgebung plötzlich ändert, verschwindet die Anpassungsfähigkeit der Mikroorganismen sofort. Die Domestizierung ist nur eine vorübergehende physiologische Anpassung der Mikroorganismen an die Umwelt und weist keine genetischen Merkmale auf. Diese adaptive Empfindlichkeit ist für die Abwasserbehandlung sehr ungünstig.

Die Akklimatisierungszeit von Belebtschlamm beträgt in der Regel 7-10 Tage. Die Akklimatisierung kann die Toleranz der Schlammmikroorganismen gegenüber der Salzkonzentration verbessern. Die Konzentration des Belebtschlamms nimmt im frühen Stadium der Akklimatisierung ab, da der Anstieg der Salzlösung für Mikroorganismen toxisch ist und dazu führt, dass einige Mikroorganismen absterben und ein negatives Wachstum zeigen. Im späteren Stadium der Akklimatisierung beginnen sich an die Umgebung angepasste Mikroorganismen zu vermehren, wodurch die Konzentration des Belebtschlamms zunimmt. Am Beispiel der CSB-Entfernung durch Belebtschlamm in 1,5-prozentigen und 2,5-prozentigen Natriumchloridlösungen betragen die CSB-Entfernungsraten im frühen und späten Stadium der Akklimatisierung 60 %, 80 % bzw. 40 %, 60 %.

02 Abwasser mit hoher Chloridionenkonzentration verdünnen

Um die Konzentration der in das biochemische System gelangenden Chloridionen zu verringern, kann der Zufluss so verdünnt werden, dass die Chloridionen unter dem toxischen Schwellenwert liegen und die biologische Behandlung nicht behindert wird. Seine Vorteile sind einfache Methoden, einfache Bedienung und Verwaltung; Seine Nachteile sind ein größerer Behandlungsumfang, Infrastrukturinvestitionen und Betriebskosten. Bei der Yangli-Kläranlage ist die Durchführbarkeit einer gezielten Verdünnung aufgrund des großen Zuflussvolumens und des kontinuierlichen Betriebs selbst dann schlecht, wenn die Chloridionenkonzentration zu einem bestimmten Zeitpunkt, gemessen mit Online-Instrumenten, hoch ist. Daher eignet sich diese Methode besser für Fabriken und Unternehmen, die Abwasser mit hoher Chloridionenkonzentration produzieren.

03 Wählen Sie einen sinnvollen Prozessablauf

Wählen Sie unterschiedliche Behandlungsprozesse für unterschiedliche Konzentrationen des Chloridionengehalts und wählen Sie entsprechend anaerobe Prozessabläufe, um den Toleranzbereich der Chloridionenkonzentration in der nachfolgenden aeroben Stufe zu verringern.

04  Erhöhen Sie den Sauerstoffgehalt des biochemischen Systems und erhöhen Sie entsprechend den gelösten Sauerstoff im biochemischen System, um die Aktivität des Belebtschlamms sicherzustellen.

05  Ableitung des Restschlamms

Erhöhen Sie die Ableitung von restlichem Belebtschlamm, um sicherzustellen, dass der Schlamm in der logarithmischen Wachstumsphase wächst, um die Effizienz der Schadstoffentfernung zu verbessern.

06 Nährstoffquelle hinzufügen

Durch die Erhöhung des gelösten Sauerstoffs wird der Stoffwechsel des Schlamms beschleunigt. Um den Stoffwechsel des Schlamms sicherzustellen, sollte auf eine ausreichende Ernährung geachtet werden. Bei Bedarf kann eine bestimmte Nährstoffquelle entsprechend hinzugefügt werden, um die Aktivität sicherzustellen y Schlamm.