【幹貨】廢水有毒怎麽辦?詳解毒性機理及處理辦法!
來源(yuán):科(kē)柏盛環保 發布(bù)時間:2022-12-15
廢水中凡是能(néng)延緩或完全抑製微生物生長的化學(xué)物質,統稱為有毒有害物質,簡稱毒物。這些(xiē)毒物,從化學(xué)性質上來分可劃分為有(yǒu)機物和(hé)無機物兩大類。從處理的(de)角度又(yòu)可劃分為能(néng)被生物處(chù)理段去除、轉化的物質(如H2S、苯酚等,或稱非穩定性毒物)和不能(néng)被(bèi)生物處理段去(qù)除、轉化的物(wù)質(如(rú)NaCl、汞、銅等,或稱(chēng)穩(wěn)定性毒(dú)物)兩大類。
毒物對微生物的作用(yòng)機製主要有如下方(fāng)式:
1、損(sǔn)傷細胞結構(gòu)成分和細胞外膜。如:70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達到殺菌(jun1)作用;酚、甲酚、表麵活性劑作(zuò)用於細胞(bāo)外膜,破壞細胞膜的半透性。
2、損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀(yín)、汞等)對酶有潛在的毒害作用,甚至在非常(cháng)低的濃度下也起作用。這(zhè)些(xiē)重金屬的鹽類和有機化合物能與酶的-SH基(jī)結合,並改變這些蛋白(bái)質的三(sān)級和四級結構。
3、競爭性抑製作用。當廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質相類(lèi)似的有機物時便會發生。因為二者都能(néng)在酶的活性中心與酶相結合,它們的競爭將抑(yì)製中間產物的形成,使酶的催化反應速率降低。
4、對細胞成(chéng)分合成過程(chéng)的抑製(zhì)作用。當某些化(huà)學物質的結構類似於細胞成分的結構時,它們便會被(bèi)細胞吸收並同化,結果是合成無功能的輔酶或導致生長(zhǎng)停止。這種作用(yòng)*典型的例子(zǐ)便是磺胺酸。
5、抗生素對核酸的抑製作用。不少抗生素能專一(yī)地抑製原核生物的蛋白質合成,如鏈黴素會抑製氨基(jī)酸正確結合於多肽上。
6、抗生素對(duì)核酸的抑製作用。如絲裂黴(méi)係(xì)C會選擇性(xìng)地阻(zǔ)止DNA的合成,從而(ér)抑(yì)製微生物的生長。
7、對細胞壁合成的抑製(zhì)作用。如青黴素便是通(tōng)過(guò)幹擾細(xì)胞壁的合成從而達到抑(yì)製微(wēi)生物生長的效果。
菌種承受毒物的能(néng)力及菌種馴化法
微生物中存在不少能耐受常(cháng)用(yòng)代謝毒物的菌株(zhū),有的甚至能利用它們作為能源。化學物質對微生物的抑製作用與其濃度有(yǒu)直接(jiē)關(guān)係,並(bìng)隨微生(shēng)物的馴化而發生變(biàn)化,經過馴化的微生物對(duì)有毒物質的適應能力將逐步(bù)加強。微(wēi)生物這種巨大的適應性(變異(yì)性)是由它(tā)們的小體積決定的。如一個微球(qiú)細胞僅具有約100 000個蛋白質分子所能容納的空(kōng)間,如此小的體積決定了那些近期用不著的酶是不能儲備(bèi)的,許多分解代謝酶類(lèi)隻有當存在合適的基質時才會產(chǎn)生。在某(mǒu)些條件下這類可誘導的酶可占蛋白質總含(hán)量的10%.正是微生物的(de)這種(zhǒng)變異性,才使生物法處理含(hán)毒有機廢(fèi)水成為(wéi)可能。但任何微(wēi)生(shēng)物承受毒物的(de)能力都是有一定的極限的(此時的(de)濃度叫極限允許濃度),正(zhèng)是這種極限又要(yào)求含毒物有機廢水在生物處(chù)理前需要一定的預處理。
微生物由(yóu)於其體積(jī)的(de)細小(xiǎo),而具有(yǒu)巨(jù)大的適應性(變異)。因此可以采(cǎi)用人工改變微生物生(shēng)活環境的方法進行誘導變異,讓微生物直接適應原水中毒物濃度或提高(gāo)微生物對毒物的去除能力。這種方(fāng)法對穩定性毒(dú)物及非穩定性毒物均適用,是處理含毒有機廢水的(de)一種基本方法。
在城市生活汙水處理廠中,當進水中酚的濃度突然增(zēng)加到50 mg/L時,便會對生物處理係統產生巨大的破壞作用。嚴重時,會導(dǎo)致全係統的崩潰。可是,某焦化廠采用適應性變異的方法對菌種進行馴化即(jí)菌種馴(xùn)化法,使微生物內的酶(méi)逐步適應(yīng)了(le)這種毒物的大量(liàng)存在,便將這種毒物當成其(qí)底物而加以分解吸收。實際運行表(biǎo)明,進水中酚的平均濃度為117.5 mg/L時,酚的去除率高達99.6%.
含酚廢水處理是應對(duì)一種不穩(wěn)定性毒(dú)物的例子,當毒物很穩定時,亦可采(cǎi)用這(zhè)種馴化(huà)方法以提高微生物對毒物的承受能力。但須注意,這(zhè)種毒物的(de)濃度必須滿足*終出水(shuǐ)排(pái)放標準或另外采取其(qí)它措施加以控製。
預處理方法
馴化是生物處理法中應對毒(dú)物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有(yǒu)一定的極限的(de),毒物濃度超(chāo)過極限允許濃度時就需(xū)要一定的預處理。目前,預處理法主要有稀釋法、轉化法和分離法。
稀釋法
汙水中的毒物之所以成為毒物,是與其濃度有關的。當其濃度超過某一極限允許濃度時,毒物(wù)就成為毒物;在極限允許濃度以(yǐ)下(xià)時,毒物(wù)就不表現出毒性(xìng)甚至成為營養。當廢水中毒物濃度超過生物處理(lǐ)的極限允許濃(nóng)度時,為保證生物處理的(de)正常進(jìn)行,可采用簡單的稀釋法,將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下(xià)。
根據廢水中(zhōng)毒物的穩定或非穩定性質,結合實際情況,可采取3種不(bú)同的稀釋法:汙水稀釋法,處理出水稀釋法,清水稀釋(shì)法。
(1)汙水稀釋法。不同的汙水中所含的物質不同,將它們混合起來,彼此稀釋,可將(jiāng)毒物(wù)濃度降低到極限允(yǔn)許濃度以下,這便是(shì)汙(wū)水稀釋法。它*簡單、*經濟,是*選方法,不論(lùn)毒物的性質是穩定或非穩定(dìng)均適用。少量的工業廢水混入大量(liàng)的城市汙(wū)水中,幾乎所有的毒物濃度都會(huì)被降低到(dào)極限允許濃度以下。但是,少量的工業廢水彼此間混合後(hòu),毒物濃度仍有可能(néng)在極限允許濃(nóng)度以上(shàng),仍需繼續采取其它(tā)措施。
汙水稀釋法除了上(shàng)麵所說的不同單位所排廢水之(zhī)間的大稀釋外,還有同一工廠不同車間所排廢水之間的(de)小稀釋。比如,製革工廠中,脫毛工段所排的灰堿廢水中S2-的濃度高達1 000 mg/L以上,但脫毛工(gōng)段所排的灰堿廢水隻占全廠總排(pái)水(shuǐ)量的5%左右,隻要建一較大的調節池(停留時間HRT一般在(zài)12 h左右),不同工段所排廢水在此攪(jiǎo)拌混(hún)合後,總出水中(zhōng)S2-的濃度便可降低到100 mg/L以下。這對(duì)後續(xù)處理非常有利。
(2)處理出水稀釋法。這種方法隻適用於廢水中的毒物為非(fēi)穩定這一單一情況。處理出水稀釋法又有兩種:①曝氣池池型采用(yòng)完全混合式;②處(chù)理出水回流稀釋法。出於經濟方麵(miàn)的考慮,方法①應是*選。
(3)清水稀釋法。這種方法隻有(yǒu)在廢水中的毒物為穩定性毒物,不能采用處理出水稀釋,工廠(chǎng)內(nèi)部及其附近又沒有其它廢水可以用來稀釋它,而且這種毒物又不能采用分離法或轉化法(fǎ)去除時才能使用。這是由於①這種方法(fǎ)的不經濟性。采(cǎi)用清水稀釋本身就要花費大量的水費;原水采用大量的清水稀釋後,處理投資和運行費都要增加。②隨著環境管理的加強,已由濃度排(pái)放控製(zhì)過渡(dù)到排(pái)放總(zǒng)量控製。
轉化法
化學物(wù)質隻有(yǒu)在特定的(de)情況下才會表現毒性,比如,硝基苯毒性較大,轉化為苯胺後,毒性就(jiù)大為降低。Cr6+的毒性很大,可是被還原為Cr3+後,毒性就大為降低。所以,可以通過化學方法,將有機廢(fèi)水中(zhōng)的毒物轉化為無毒或毒性較低的物質,以保證生物處理的正常進行(háng)。這種(zhǒng)方法對穩定性毒物或非穩定性毒物均適用。采用這種(zhǒng)方法一(yī)定要注意兩個(gè)問題:①轉化後,穩定性毒物的濃度(dù)必須在生物處理極限允許濃度以(yǐ)下,非穩(wěn)定性毒物的濃度必(bì)須保證生物處(chù)理的正常運行;②*終出水(shuǐ)中,毒物濃度也應滿足排放標(biāo)準。
分離(lí)法
利用分離的手段,將廢水中的毒物轉移到氣相或固相中去,以保證廢水生物處理的正常運轉,這便(biàn)是分離法的原理。此(cǐ)法對穩定性或非穩定性(xìng)毒物均適用。采用這種方法時應注意如下幾點:①分離後,廢水中穩定性毒物(wù)濃度必須在(zài)生物處理的極限允許濃度(dù)之下,非穩定性毒物的濃度必(bì)須保(bǎo)證生物處理(lǐ)的正常運行;②必須保證*終出水各項指項(包括毒物)達到*排放標準;③轉移到氣相或固相的毒物必須(xū)進(jìn)行(háng)妥善處理,不允許出現二次汙染(rǎn)。