高塩分廃水の処理がなぜこれほど難しいのでしょうか?私たちはまず、高塩分廃水とは何か、そして高塩分廃水が生化学システムに及ぼす影響を理解する必要があります。この記事では、高塩分廃水の生化学的処理についてのみ説明します。
1. 高塩分排水とは何ですか?
高塩分排水とは、総塩分濃度が1％（10,000mg/L相当）以上の排水を指します。主に化学プラント、石油や天然ガスの収集と処理から発生します。この廃水にはさまざまな物質（塩分、油分、有機重金属、放射性物質など）が含まれています。塩分を含む廃水はさまざまな水源から発生し、その量は年々増加しています。塩分を含んだ廃水から有機汚染物質を除去することは、環境に重要な影響を与えます。治療には生物学的方法が使用されます。高濃度の塩分物質は微生物の増殖を抑制する作用があります。処理には物理的・化学的手法が用いられており、多額の投資と多額の運転コストがかかり、期待される浄化効果が得られにくい。このような廃水を処理するための生物学的方法の使用は、依然として国内外で研究の焦点となっている。
高塩分有機排水中の有機物の種類や化学的性質は製造工程により大きく異なりますが、含まれる塩はCl-、SO42-、Na+、Ca2+などの塩がほとんどです。これらのイオンは微生物の増殖に必須の栄養素ですが、微生物の増殖中に酵素反応の促進、膜バランスの維持、浸透圧の調節に重要な役割を果たします。ただし、これらのイオンの濃度が高すぎると、微生物に対して阻害効果や毒性効果が生じます。主な症状としては、高塩濃度、高浸透圧、微生物細胞の脱水、細胞原形質の分離が挙げられます。塩析はデヒドロゲナーゼ活性を低下させます。高塩化物イオン 細菌は有毒です。塩分濃度が高く、排水の密度が高くなり、活性汚泥が浮遊・消失しやすくなり、生物処理システムの浄化効果に重大な影響を及ぼします。
2. 生化学システムに対する塩分の影響
1. 脱水症状と微生物の死を引き起こす
塩濃度が高くなると、浸透圧の変化が主な原因となります。細菌の内部は半密閉の環境です。生命力を維持するには、有益な物質やエネルギーを外部環境と交換する必要があります。ただし、内部の生化学への損傷を避けるために、ほとんどの外部物質の侵入も防ぐ必要があります。干渉と応答の妨害。
塩分濃度の増加により、細菌内部の溶液の濃度が外界よりも低くなります。さらに、低濃度から高濃度へ移動する水の特性により、細菌内で大量の水分が失われ、細菌内部の生化学反応環境に変化が生じ、最終的に細菌の生化学反応プロセスが中断されるまで破壊されます。 、細菌は死滅します。
2. 微生物物質の吸収プロセスを妨害し、その死を阻止します。
細胞膜は細菌の生命活動に有害な物質を濾過し、生命活動に有益な物質を吸収する選択透過性の特性を持っています。この吸収プロセスは、外部環境の溶液濃度、材料純度などの影響を直接受けます。塩の添加により、細菌の吸収環境が妨害または遮断され、最終的には細菌の生命活動が阻害され、さらには死滅することもあります。この状況は、個々の細菌の状態、種の状態、塩の種類、塩濃度によって大きく異なります。
3. 微生物の中毒と死
一部の塩は生命活動とともに細菌の内部に入り込み、内部の生化学反応プロセスを破壊します。また、一部の塩は細菌の細胞膜と相互作用して、その特性を変化させ、細菌を保護できなくなったり、特定の物質を吸収できなくなります。細菌にとって有害な物質。有益な物質により、細菌の生命活動が阻害されたり、細菌が死滅したりします。中でも重金属塩が代表的であり、この原理を利用した殺菌方法もある。
研究によると、生化学的処理に対する高塩分の影響は主に次の側面に反映されています。
1. 塩分濃度が増加すると、活性汚泥の成長が影響を受けます。その成長曲線の変化は次のとおりです。適応期間が長くなります。対数成長期の成長速度が遅くなる。そして、減速成長期間の期間が長くなります。
2. 塩分は微生物の呼吸と細胞溶解を強化します。
3. 塩分は有機物の生分解性と分解性を低下させます。有機物の除去速度と分解速度を低減します。
3. 生化学システムはどの程度の高塩濃度に耐えることができますか?
「都市下水道に排出される下水の水質基準」（CJ-343-2010）によれば、二次処理のために下水処理場に入る場合、都市下水道に排出される下水の水質はグレードBの要件に適合する必要があります（表） 1) うち塩素系化学物質 600 mg/L、硫酸塩 600 mg/L。
「屋外排水の設計基準」（GBJ 14-87）の付録 3（GB50014-2006 および 2011 年版では塩分含有量が指定されていません）、「生物処理構造の入口水中の有害物質の許容濃度」によると、塩化ナトリウムの許容濃度は4000mg/Lです。
工学的な経験データによると、廃水中の塩素イオン濃度が 2000mg/L を超えると、微生物の活動が阻害され、COD 除去率が大幅に低下します。排水中の塩素イオン濃度が8000mg/Lを超えると汚泥量が増加します。膨張し、水面に大量の泡が発生し、微生物が次々と死滅していきます。
通常、活性汚泥法では塩化物イオン濃度が2000mg/L以上、塩分濃度が2％以下（20000mg/L相当）であれば処理可能と考えております。ただし、塩分濃度が高くなるほど、順応にかかる時間は長くなります。ただし、1 つ覚えておいてください。流入する水の塩分濃度は安定していなければならず、あまり変動してはなりません。そうしないと、生化学システムが塩分濃度に耐えられなくなります。
4. 高塩分排水の生化学系処理への対策
1. 活性汚泥の家畜化
塩分濃度が 2g/L 以下であれば、塩分を含んだ下水を家畜化によって処理することができます。微生物は、生化学的供給水の塩分濃度を徐々に増加させることにより、細胞内の浸透圧のバランスをとったり、独自の浸透圧調節機構を通じて細胞内の原形質を保護したりする。これらの調節機構には、新しい細胞外保護層を形成し、自らを調節するための低分子量物質の蓄積が含まれます。代謝経路、遺伝子構成の変化など
したがって、通常の活性汚泥は、一定期間の栽培化により、一定の塩分濃度範囲の高塩分排水を処理することができます。活性汚泥は、家畜化によってシステムの耐塩性範囲を広げ、システムの処理効率を向上させることができますが、活性汚泥の家畜化 微生物は塩類に対する許容範囲が限られており、環境の変化に敏感です。塩素イオン環境が急激に変化すると、微生物の適応力はたちまち失われてしまいます。家畜化は環境に適応するための微生物の一時的な生理学的調整にすぎず、遺伝的特徴はありません。この適応感度は、下水処理にとって非常に有害です。
活性汚泥の馴化時間は通常7～10日間です。順応により、塩分濃度に対する汚泥微生物の耐性が向上します。馴化の初期段階での活性汚泥濃度の低下は、塩水中毒微生物の増加と一部の微生物の死滅によるものです。マイナス成長を示しています。家畜化の後期になると、環境の変化に適応した微生物が繁殖し始めるため、活性汚泥の濃度が増加します。の除去を行う代金引換例として、1.5% および 2.5% 塩化ナトリウム溶液中の活性汚泥の場合、初期および後期の順応段階での COD 除去率は、それぞれ 60%、80%、および 40%、60% です。
2.水を薄める
生化学系の塩分濃度を下げるために、塩分濃度が毒性限界値よりも低くなり、生物学的処理が阻害されないように流入水を希釈することができます。その利点は、この方法がシンプルで操作と管理が簡単であることです。欠点は、処理規模、インフラストラクチャ投資、運用コストが増加することです。
3. 耐塩性菌を選ぶ
耐塩性細菌は、高濃度の塩分に耐えることができる細菌の総称です。産業界では、それらはほとんどがスクリーニングおよび濃縮された偏性菌株です。現在、最も高い塩分含有量は約 5% まで許容され、安定して動作できます。これも高塩分廃水の一種とみなされます。生化学的な治療法です！
4. 合理的なプロセス フローを選択する
塩化物イオン含有量の濃度に応じて異なる処理プロセスが選択され、その後の好気セクションでの塩化物イオン濃度の許容範囲を減らすために嫌気プロセスが適切に選択されます。
塩分濃度が 5g/L を超える場合、蒸発濃縮による脱塩が最も経済的で効果的な方法です。塩を含む細菌を培養する方法など他の方法には、工業的に実施するのが難しい問題がある。
Lianhua 社は、当社の化学試薬が数万の塩化物イオンの干渉を遮断できるため、高塩分廃水を検査するための高速 COD 分析装置を提供できます。
投稿日時: 2024 年 1 月 25 日
