Mengapa air limbah yang memiliki kadar garam tinggi sangat sulit diolah?Pertama-tama kita harus memahami apa itu air limbah bergaram tinggi dan dampak air limbah berkadar garam tinggi terhadap sistem biokimia!Artikel ini hanya membahas pengolahan biokimia air limbah berkadar garam tinggi!
1. Apa yang dimaksud dengan air limbah berkadar garam tinggi?
Air limbah bergaram tinggi mengacu pada air limbah dengan kandungan garam total minimal 1% (setara dengan 10.000mg/L).Ini terutama berasal dari pabrik kimia dan pengumpulan serta pemrosesan minyak dan gas alam.Air limbah ini mengandung berbagai zat (termasuk garam, minyak, logam berat organik, dan bahan radioaktif).Air limbah asin diproduksi melalui berbagai sumber, dan jumlah air meningkat dari tahun ke tahun.Menghilangkan polutan organik dari air limbah asin memiliki dampak penting terhadap lingkungan.Metode biologis digunakan untuk pengobatan.Zat garam dengan konsentrasi tinggi mempunyai efek penghambatan terhadap mikroorganisme.Metode fisik dan kimia digunakan untuk pengolahan, yang memerlukan investasi besar dan biaya pengoperasian yang tinggi, dan sulit untuk mencapai efek pemurnian yang diharapkan.Penggunaan metode biologis untuk mengolah air limbah tersebut masih menjadi fokus penelitian di dalam dan luar negeri.
Jenis dan sifat kimia bahan organik pada air limbah organik bergaram tinggi sangat bervariasi tergantung pada proses produksinya, namun garam yang terkandung sebagian besar adalah garam-garam seperti Cl-, SO42-, Na+, Ca2+.Meskipun ion-ion ini merupakan nutrisi penting untuk pertumbuhan mikroorganisme, mereka memainkan peran penting dalam mendorong reaksi enzimatik, menjaga keseimbangan membran dan mengatur tekanan osmotik selama pertumbuhan mikroorganisme.Namun jika konsentrasi ion-ion tersebut terlalu tinggi akan menimbulkan efek penghambatan dan toksik terhadap mikroorganisme.Manifestasi utamanya adalah: konsentrasi garam tinggi, tekanan osmotik tinggi, dehidrasi sel mikroba, menyebabkan pemisahan protoplasma sel;pengasinan mengurangi aktivitas dehidrogenase;ion klorida tinggi Bakteri beracun;konsentrasi garam tinggi, kepadatan air limbah meningkat, dan lumpur aktif mudah terapung dan hilang, sehingga sangat mempengaruhi efek pemurnian sistem pengolahan biologis.
2. Pengaruh salinitas pada sistem biokimia
1. Menyebabkan dehidrasi dan kematian mikroorganisme
Pada konsentrasi garam yang lebih tinggi, perubahan tekanan osmotik menjadi penyebab utamanya.Bagian dalam bakteri adalah lingkungan semi tertutup.Ia harus bertukar materi dan energi yang bermanfaat dengan lingkungan luar untuk mempertahankan vitalitasnya.Namun, itu juga harus mencegah masuknya sebagian besar zat eksternal untuk menghindari kerusakan biokimia internal.Gangguan dan hambatan respons.
Peningkatan konsentrasi garam menyebabkan konsentrasi larutan di dalam bakteri lebih rendah dibandingkan di luar.Selain itu, karena karakteristik air yang berpindah dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi, sejumlah besar air hilang dalam bakteri, menyebabkan perubahan lingkungan reaksi biokimia internal, yang pada akhirnya merusak proses reaksi biokimia hingga terhenti., bakterinya mati.
2. Mengganggu proses penyerapan zat mikroba dan menghambat kematiannya
Membran sel mempunyai sifat permeabilitas selektif untuk menyaring zat-zat yang merugikan aktivitas kehidupan bakteri dan menyerap zat-zat yang bermanfaat bagi aktivitas hidupnya.Proses penyerapan ini secara langsung dipengaruhi oleh konsentrasi larutan, kemurnian bahan, dan lain-lain dari lingkungan luar.Penambahan garam menyebabkan lingkungan penyerapan bakteri terganggu atau terhambat, sehingga akhirnya menyebabkan aktivitas hidup bakteri terhambat atau bahkan mati.Situasi ini sangat bervariasi tergantung pada kondisi individu bakteri, kondisi spesies, jenis garam, dan konsentrasi garam.
3. Keracunan dan kematian mikroorganisme
Sebagian garam akan masuk ke bagian dalam bakteri bersamaan dengan aktivitas hidupnya, merusak proses reaksi biokimia internalnya, dan sebagian lagi akan berinteraksi dengan membran sel bakteri sehingga menyebabkan sifat-sifatnya berubah dan tidak lagi melindungi atau tidak mampu lagi menyerap zat tertentu. zat berbahaya bagi bakteri.Zat yang bermanfaat sehingga menyebabkan aktivitas vital bakteri terhambat atau bakteri mati.Diantaranya, garam logam berat adalah yang paling representatif, dan beberapa metode sterilisasi menggunakan prinsip ini.
Penelitian menunjukkan bahwa dampak salinitas tinggi terhadap pengolahan biokimia terutama tercermin dalam aspek-aspek berikut:
1. Ketika salinitas meningkat, pertumbuhan lumpur aktif akan terpengaruh.Perubahan kurva pertumbuhannya adalah sebagai berikut: masa adaptasi menjadi lebih lama;tingkat pertumbuhan pada periode pertumbuhan logaritmik menjadi lebih lambat;dan durasi periode perlambatan pertumbuhan menjadi lebih lama.
2. Salinitas memperkuat respirasi mikroba dan lisis sel.
3. Salinitas mengurangi biodegradabilitas dan degradabilitas bahan organik.Mengurangi laju penghilangan dan laju degradasi bahan organik.
3. Seberapa tinggi konsentrasi garam yang dapat ditahan oleh sistem biokimia?
Menurut “Standar Kualitas Air untuk Limbah yang Dibuang ke Saluran Pembuangan Perkotaan” (CJ-343-2010), ketika memasuki instalasi pengolahan limbah untuk pengolahan sekunder, kualitas limbah yang dibuang ke saluran pembuangan perkotaan harus memenuhi persyaratan Kelas B (Tabel 1), di antaranya Bahan Kimia Klorin 600 mg/L, Sulfat 600 mg/L.
Menurut Lampiran 3 dari “Kode Desain Drainase Luar Ruangan” (GBJ 14-87) (edisi GB50014-2006 dan 2011 tidak menentukan kandungan garam), “Konsentrasi zat berbahaya yang diperbolehkan dalam air masuk dari struktur pengolahan biologis”, konsentrasi natrium klorida yang diijinkan adalah 4000mg/L.
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 berkurang secara signifikan;ketika konsentrasi ion klorida dalam air limbah lebih besar dari 8000mg/L, volume lumpur akan meningkat.Ekspansi, sejumlah besar busa muncul di permukaan air, dan mikroorganisme akan mati satu demi satu.
Dalam keadaan normal, kami percaya bahwa konsentrasi ion klorida lebih besar dari 2000mg/L dan kandungan garam kurang dari 2% (setara dengan 20000mg/L) dapat diolah dengan metode lumpur aktif.Namun semakin tinggi kadar garam maka waktu aklimasinya semakin lama.Tapi ingat satu hal, Kandungan garam air yang masuk harus stabil dan tidak boleh berfluktuasi terlalu banyak, jika tidak, sistem biokimia tidak akan mampu menahannya.
4. Langkah-langkah pengolahan sistem biokimia air limbah berkadar garam tinggi
1. Domestikasi lumpur aktif
Ketika salinitas kurang dari 2g/L, limbah asin dapat diolah melalui domestikasi.Dengan secara bertahap meningkatkan kandungan garam dalam air umpan biokimia, mikroorganisme akan menyeimbangkan tekanan osmotik di dalam sel atau melindungi protoplasma di dalam sel melalui mekanisme pengaturan tekanan osmotiknya sendiri.Mekanisme pengaturan ini mencakup akumulasi zat dengan berat molekul rendah untuk membentuk lapisan pelindung ekstraseluler baru dan mengatur dirinya sendiri.Jalur metabolisme, perubahan komposisi genetik, dll.
Oleh karena itu, lumpur aktif normal dapat mengolah air limbah dengan kadar garam tinggi dalam kisaran konsentrasi garam tertentu melalui domestikasi dalam jangka waktu tertentu.Meskipun lumpur aktif dapat meningkatkan kisaran toleransi garam dalam sistem dan meningkatkan efisiensi pengolahan sistem melalui domestikasi, domestikasi lumpur aktif Mikroorganisme memiliki kisaran toleransi garam yang terbatas dan peka terhadap perubahan lingkungan.Ketika lingkungan ion klorida berubah secara tiba-tiba, kemampuan adaptasi mikroorganisme akan segera hilang.Domestikasi hanya merupakan penyesuaian fisiologis sementara mikroorganisme untuk beradaptasi dengan lingkungan dan tidak memiliki sifat genetik.Sensitivitas adaptif ini sangat merugikan pengolahan limbah.
Waktu aklimatisasi lumpur aktif umumnya 7-10 hari.Aklimatisasi dapat meningkatkan toleransi mikroorganisme lumpur terhadap konsentrasi garam.Berkurangnya konsentrasi lumpur aktif pada tahap awal aklimatisasi disebabkan oleh meningkatnya larutan garam yang meracuni mikroorganisme dan menyebabkan kematian beberapa mikroorganisme.Ini menunjukkan pertumbuhan negatif.Pada tahap domestikasi selanjutnya, mikroorganisme yang telah beradaptasi dengan perubahan lingkungan mulai berkembang biak, sehingga konsentrasi lumpur aktif meningkat.Mengambil penghapusanIKAN KODdengan lumpur aktif dalam larutan natrium klorida 1,5% dan 2,5% sebagai contoh, laju penyisihan COD pada tahap aklimasi awal dan akhir adalah: masing-masing 60%, 80% dan 40%, 60%.
2. Encerkan airnya
Untuk mengurangi konsentrasi garam dalam sistem biokimia, air yang masuk dapat diencerkan sehingga kandungan garam lebih rendah dari nilai batas toksik, dan pengolahan secara biologis tidak terhambat.Keuntungannya adalah metode ini sederhana dan mudah dioperasikan dan dikelola;kelemahannya adalah meningkatkan skala pemrosesan, investasi infrastruktur, dan biaya operasional.
3. Pilih bakteri yang toleran terhadap garam
Bakteri halotoleran adalah istilah umum untuk bakteri yang dapat mentolerir garam konsentrasi tinggi.Di industri, sebagian besar strain tersebut merupakan strain obligat yang disaring dan diperkaya.Saat ini kandungan garam tertinggi dapat ditoleransi sekitar 5% dan dapat beroperasi dengan stabil.Ini juga dianggap sebagai air limbah dengan kadar garam tinggi.Metode pengobatan biokimia!
4. Pilih alur proses yang masuk akal
Proses pengolahan yang berbeda dipilih untuk konsentrasi kandungan ion klorida yang berbeda, dan proses anaerobik dipilih dengan tepat untuk mengurangi kisaran toleransi konsentrasi ion klorida pada bagian aerobik berikutnya.
Ketika salinitas lebih besar dari 5g/L, evaporasi dan konsentrasi untuk desalinasi adalah metode yang paling ekonomis dan efektif.Metode lain, seperti metode budidaya bakteri yang mengandung garam, memiliki permasalahan yang sulit diterapkan dalam praktik industri.
Perusahaan Lianhua dapat menyediakan penganalisis COD cepat untuk menguji air limbah dengan kadar garam tinggi karena reagen kimia kami dapat melindungi puluhan ribu gangguan ion klorida.
Waktu posting: 25 Januari 2024
