含毒有機廢水生物處理前的預處理

1、含毒有機廢水生物處理前的預處理大量得資料表明,我國目前及今后相當長一段時刻內得環(huán)境咨詢題要緊是水環(huán)境咨詢題,水環(huán)境咨詢題又要緊是有機廢水得污染咨詢題.因此,有機廢水得治理是環(huán)保工作中極其重要得一面.有機廢水無害化處理得首選方法是生物處理.這是由生物處理所具有得處理得相對完全性（無二次污染或二次污染較?。┮约斑\行費用低廉等優(yōu)點決定得.依照有機廢水處理方面得特性能夠將其劃分為以下3類：廢水中得有機物易于生物落解,同時廢水中得毒物含量非常少.這類廢水要緊是生活污水和來自以農牧產品為原料得工業(yè)廢水等；廢水中得有機物易于生物落解,同時廢水中得毒物含量較多.這類廢水要緊來自印染、制革廢水等；廢水中所含得有

2、機物難于生物落解（生物落解速度極其緩慢）同時,廢水中毒物可能較多、亦可能較少.這類廢水要緊來自造紙、制藥廢水等.第類廢水可直截了當進行生物處理.第類廢水較為復雜,此處不作討論.本文要緊對第類廢水中得毒物作用機制及應對措施加以討論.1、毒物及其作用機制廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長得化學物質,統(tǒng)稱為有毒有害物質,簡稱毒物這些毒物,從化學性質上來分可劃分為有機物和無機物兩大類.從處理得角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉化得物質（如h2s、苯酚等，或稱非穩(wěn)定性毒物）和不能被生物處理段去除、轉化得物質（如nacl、汞、銅等,或稱穩(wěn)定性毒物）兩大類.WM毒物對微生物得作用機制要緊有如下方式：（1

3、）損傷細胞結構成分和細胞外膜.如：70%濃度得乙醇能使蛋白凝固達到殺菌作用；酚、甲酚、表面活性劑作用于細胞外膜,破壞細胞膜得半透性.（2）損傷酶和重要代謝過程.一些重金屬（銅、銀、汞等）對酶有潛在得毒害作用,甚至在特別低得濃度下也起作用.這些重金屬得鹽類和有機化合物能與酶得-sh基結合,并改變這些蛋白質得三級和四級結構.（3）競爭性抑制作用.當廢水中存在一種化學結構與代謝物質相類似得有機物時便會發(fā)生.因為二者都能在酶得活性中心與酶相結合,它們得競爭將抑制中間產物得形成,使酶得催化反應速率落低.（4）對細胞成分合成過程得抑制作用.當某些化學物質得結構類似于細胞成分得結構時它們便會被細胞汲取并同化

4、,結果是合成無功能得輔酶或導致生長停止.這種作用最典型得例子便是磺胺酸.（ 5） 抗生素對核酸得抑制作用.很多抗生素能專一地抑制原核生物得蛋白質合成,如鏈霉素會抑制氨基酸正確結合于多肽上.（ 6） 抗生素對核酸得抑制作用.如絲裂霉系c會選擇性地阻止dna得合成,從而抑制微生物得生長.（7）對細胞壁合成得抑制作用.如青霉素便是通過干擾細胞壁得合成從而達到抑制微生物生長得效果.2、菌種承受毒物得能力及菌種馴化法需講明得是,微生物中存在很多能耐受常用代謝毒物得菌株,有得甚至能利用它們作為能源.化學物質對微生物得抑制作用與其濃度有直截了當關系,并隨微生物得馴化而發(fā)生變化通過馴化得微生物對有毒物質得習慣

5、能力將逐步加強.微生物這種巨大得習慣性（變異性）是由它們得小體積決定得.如一個微球細胞僅具有約100000個蛋白質分子所能容納得空間如此小得體積決定了那些近期用不著得酶是不能儲備得,許多分解代謝酶類只有當存在合適得基質時才會產生.在某些條件下這類可誘導得酶可占蛋白質總含量得10%正是微生物得這種變異性,才使生物法處理含毒有機廢水成為可能.但任何微生物承受毒物得能力基本上有一定得極限得（如今得濃度叫極限同意濃度）,正是這種極限又要求含毒物有機廢水在生物處理前需要一定得預處理.前已講過,微生物由于其體積得細小,而具有巨大得習慣性（變異）.因此能夠采納人工改變微生物生活環(huán)境得方法進行誘導變異,讓微生

6、物直截了當習慣原水中毒物濃度或提高微生物對毒物得去除能力.這種方法對穩(wěn)定性毒物及非穩(wěn)定性毒物均適用,是處理含毒有機廢水得一種差不多方法.在都市生活污水處理廠中,當進水中酚得濃度忽然增加到50mg/l時,便會對生物處理系統(tǒng)產生巨大得破壞作用.嚴峻時,會導致全系統(tǒng)得崩潰.但是,某焦化廠采納習慣性變異得方法對菌種進行馴化即菌種馴化法,使微生物內得酶逐步習慣了這種毒物得大量存在,便將這種毒物當成其底物而加以分解汲取.實際運行表明,進水中酚得平均濃度為1175mg/l時,酚得去除率高達996%含酚廢水處理是應對一種不穩(wěn)定性毒物得例子,當毒物非常穩(wěn)定時,亦可采納這種馴化方法以提高微生物對毒物得承受能力.但

7、須注意,這種毒物得濃度必須滿足最終出水排放標準或另外采取其它措施加以操縱.3、預處理方法前已講過,馴化是生物處理法中應對毒物得一種差不多方法.但任何微生物承受毒物得能力基本上有一定得極限得,毒物濃度超過極限同意濃度時就需要一定得預處理.目前,預處理法要緊有稀釋法、轉化法和分離法.31稀釋法污水中得毒物之因此成為毒物,是與其濃度有關得.當其濃度超過某一極限同意濃度時,毒物就成為毒物；在極限同意濃度以下時,毒物就不表現出毒性甚至成為營養(yǎng).當廢水中毒物濃度超過生物處理得極限同意濃度時,為保證生物處理得正常進行,可采納簡單得稀釋法,將廢水中毒物濃度落低到極限濃度以下.依照廢水中毒物得穩(wěn)定或非穩(wěn)定性質,

8、結合實際情況,可采取3種不同得稀釋法：污水稀釋法,處理出水稀釋法,清水稀釋法.（1）污水稀釋法.不同得污水中所含得物質不同,將它們混合起來,彼此稀釋,可將毒物濃度落低到極限同意濃度以下,這便是污水稀釋法.它最簡單、最經濟,是首選方法,不論毒物得性質是穩(wěn)定或非穩(wěn)定均適用.少量得工業(yè)廢水混入大量得都市污水中,幾乎所有得毒物濃度都會被落低到極限同意濃度以下.然而,少量得工業(yè)廢水彼此間混合后,毒物濃度仍有可能在極限同意濃度以上,仍需接著采取其它措施.污水稀釋法除了上面所講得不同單位所排廢水之間得大稀釋外,還有同一工廠不同車間所排廢水之間得小稀釋.比如，制革工廠中，脫毛工段所排得灰堿廢水中s2-得濃度高

9、達1000mg/l以上,但脫毛工段所排得灰堿廢水只占全廠總排水量得5%左右,只要建一較大得調節(jié)池（停留時刻hrt一般在12h左右），不同工段所排廢水在此攪拌混合后，總出水中s2-#濃度便可落低到100mg/l以下.這對后續(xù)處理特別有利.（2）處理出水稀釋法.這種方法只適用于廢水中得毒物為非穩(wěn)定這一單一情況.處理出水稀釋法又有兩種：曝氣池池型采納完全混合式；處理出水回流稀釋法.出于經濟方面得考慮,方法應是首選.實例：制革廢水中s2得存在對生物處理具有極大得危害，生物處理得極限同意濃度為30mg/l制革廢水經調節(jié)池調節(jié)稀釋后，進入曝氣池時s2-仍然在50mg/l以上往常，許多設計單位主張采納分隔處

10、理，即先把灰堿廢水單獨進行脫s預處理，把進水中得s2-落低到30mg/l以下，再進行綜合處理.有經驗表明，可采納處理出水稀釋法來消除s2-對生物處理得妨礙，不需要進行分隔處理,而直截了當進行綜合處理.東南大學設計得南京制革廠廢水處理站,采納得處理流程為調節(jié)池初沉池生物處理，生物處理采納得是氧化溝，該氧化¥溝寬6m,有效水深3m,溝內水流平均流速04m/s,做如下兩個假定：廢水進入氧化溝后通過1周得循環(huán)，其中得s2-經曝氣氧化后全被去除（被氧化成單體硫或硫代硫酸鹽）；廢水一進入氧化溝后,橫向擴散非常好,橫斷面上各點水質完全相同.按s2-得極限同意濃度30mg/l進行計算,理論上可得該氧

11、化溝進水s2-#最大同意濃度為7776mg/l從30mg/l到7776mg/l能夠看出稀釋法得巨大作用.所以,在實際運行中,兩條假定不可能完全做到,故實際進水最大同意濃度遠遠不能達到7776mg/l依照該廠長達12年得穩(wěn)定運行經驗表明,在調節(jié)池出水s2-不超過100mg/l得情況下，s2-對氧化溝得穩(wěn)定運行是完全沒有妨礙得，而且氧化溝出水s2-始終在排放標準1mg/l以下.這是稀釋法成功應用得一個例子.（3）清水稀釋法.這種方法只有在廢水中得毒物為穩(wěn)定性毒物,不能采納處理出水稀釋,工廠內部及其附近又沒有其它廢水能夠用來稀釋它,而且這種毒物又不能采納分離法或轉化法去除時才能使用.這是由于這種方法

12、得不經濟性.采納清水稀釋本身就要花費大量得水費；原水采納大量得清水稀釋后,處理投資和運行費都要增加.隨著環(huán)境治理得加強,已由濃度排放操縱過渡到排放總量操縱.實例：南京某石化公司化工二廠廢水處理站,進水cod為6000mg/l,但同時含有cacl250000mg/l,如此高得鹽度將會極大地抑制生物處理得正常運行,因此在生物處理之前必須對鹽加以適當處理.考慮到生物處理對cacl2無去除或轉化作用,其它得分離或轉化方法又不經濟,該廠地處郊區(qū),附近無其它工廠或本廠得另類廢水可利用來稀釋,故設計單位與甲方商量后采納了清水稀釋法，馬上原水加清水稀釋10倍，將cacl2濃度落為5000mg/l后，再進行深井

13、曝氣法處理,取得了中意得效果.32轉化法化學物質只有在特定得情況下才會表現毒性,比如,硝基苯毒性較大,轉化為苯胺后,毒性就大為落低.cr6+得毒性非常大，但是被還原為cr3+后，毒性就大為落低.因此，能夠通過化學方法,將有機廢水中得毒物轉化為無毒或毒性較低得物質,以保證生物處理得正常進行.這種方法對穩(wěn)定性毒物或非穩(wěn)定性毒物均適用.采納這種方法一定要注意兩個咨詢題：轉化后,穩(wěn)定性毒物得濃度必須在生物處理極限同意濃度以下,非穩(wěn)定性毒物得濃度必須保證生物處理得正常運行；最終出水中,毒物濃度也應滿足排放標準.實例：化工廢水中得硝基苯是一種毒性較大,可生化性較差得物質.直截了當對它進行生物處理,由于毒物

14、負荷得限制,使得生化曝氣池得bod負荷極低,效率不高.故絕大多數工程在廢水進入曝氣池之前進行預處理,用化學法（比如亞鐵還原）將硝基苯轉化為苯胺,苯胺與硝基苯相比,其毒性大為落低,而且可生化性大幅提高,使曝氣池bod負荷大大提高.33分離法利用分離得手段,將廢水中得毒物轉移到氣相或固相中去,以保證廢水生物處理得正常運轉,這便是分離法得原理.此法對穩(wěn)定性或非穩(wěn)定性毒物均適用.采納這種方法時應注意如下幾點：分離后,廢水中穩(wěn)定性毒物濃度必須在生物處理得極限同意濃度之下,非穩(wěn)定性毒物得濃度必須保證生物處理得正常運行；必須保證最終出水各項指項（包括毒物）達到國家排放標準；轉移到氣相或固相得毒物必須進行妥善

15、處理,不同意出現二次污染.實例：制革廢水中s2-是一種毒物，我們能夠向廢水中投加fe2+使之形成fes沉淀去除，出水能夠直截了當進行生物處理而不受s2-#妨礙，沉淀得fes能夠送去制磚或進行填埋處理；亦能夠向廢水中加酸，將廢水中得s2-形成h2s吹脫到空氣中去，用naoh汲取后形成na2s再回用于制革生產.4、結語為保證生物處理得正常進行,可采納得消除毒物妨礙得措施是非常多得,如何從繁多得方法措施中選擇一個最佳方案,是一個全系統(tǒng)優(yōu)化課題.優(yōu)化得原則是：廢水中各項指標（包括毒物）必須達到國家排放標準；必須保證生物處理得正常運行；在此基礎上,應努力追求工藝流程簡單、投資省、運行費用低、無二次污染以

16、及治理方便.實例一：制革工廠中，灰堿廢水中含有大量得s2-為消除s2-得妨礙，可采納得措施有如下幾條：采納分隔處理，向廢水中投加mnso4,曝氣，將廢水中得s2-氧化成單體硫或硫代硫酸鹽；采納分隔處理，向廢水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除；采納分隔處理，向廢水中投加酸，使之形成h2s,再用naoh汲??；綜合處理，向廢水中投加mnso4,曝氣，將廢水中得s2-氧化成單體硫或硫代硫酸鹽；綜合處理，向廢水中投加fe2+,使之形成fes沉淀而去除；其它方法.在這么多得方法中,東南大學通過多年得探究,最終總結出一條最佳工藝方案：不進行分隔處理，直截了當進彳T綜合處理，調節(jié)池得hrt延長到12h,攪拌混合后，可將廢水中得s2-落低到100mg/l以下,初沉后，曝氣池采納完全混和型得氧化溝，可直截了當消除s2-得妨礙并將其去除.國內數十項此類工程得實際運行經驗表明：這套綜合措施是完全可行得