含毒有機(jī)廢水生物處理前的預(yù)處理

1、含毒有機(jī)廢水生物處理前的預(yù)處理大量得資料表明,我國目前及今后相當(dāng)長一段時(shí)刻內(nèi)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(jī)廢水得污染咨詢題.因此,有機(jī)廢水得治理是環(huán)保工作中極其重要得一面.有機(jī)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(duì)完全性（無二次污染或二次污染較?。┮约斑\(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)決定得.依照有機(jī)廢水處理方面得特性能夠?qū)⑵鋭澐譃橐韵?類：廢水中得有機(jī)物易于生物落解,同時(shí)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(nóng)牧產(chǎn)品為原料得工業(yè)廢水等；廢水中得有機(jī)物易于生物落解,同時(shí)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(jī)物難于生物落解（生物落解速度極其緩慢）同時(shí),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(dāng)進(jìn)行生物處理.第類廢水較為復(fù)雜,此處不作討論.本文要緊對(duì)第類廢水中得毒物作用機(jī)制及應(yīng)對(duì)措施加以討論.1、毒物及其作用機(jī)制廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長得化學(xué)物質(zhì),統(tǒng)稱為有毒有害物質(zhì),簡(jiǎn)稱毒物這些毒物,從化學(xué)性質(zhì)上來分可劃分為有機(jī)物和無機(jī)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(zhuǎn)化得物質(zhì)（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(zhuǎn)化得物質(zhì)（如nacl、汞、銅等,或稱穩(wěn)定性毒物）兩大類.WM毒物對(duì)微生物得作用機(jī)制要緊有如下方式：（1

3、）損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分和細(xì)胞外膜.如：70%濃度得乙醇能使蛋白凝固達(dá)到殺菌作用；酚、甲酚、表面活性劑作用于細(xì)胞外膜,破壞細(xì)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(duì)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(jī)化合物能與酶得-sh基結(jié)合,并改變這些蛋白質(zhì)得三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu).（3）競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用.當(dāng)廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質(zhì)相類似得有機(jī)物時(shí)便會(huì)發(fā)生.因?yàn)槎叨寄茉诿傅没钚灾行呐c酶相結(jié)合,它們得競(jìng)爭(zhēng)將抑制中間產(chǎn)物得形成,使酶得催化反應(yīng)速率落低.（4）對(duì)細(xì)胞成分合成過程得抑制作用.當(dāng)某些化學(xué)物質(zhì)得結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞成分得結(jié)構(gòu)時(shí)它們便會(huì)被細(xì)胞汲取并同化

4、,結(jié)果是合成無功能得輔酶或?qū)е律L停止.這種作用最典型得例子便是磺胺酸.（ 5） 抗生素對(duì)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(zhì)合成,如鏈霉素會(huì)抑制氨基酸正確結(jié)合于多肽上.（ 6） 抗生素對(duì)核酸得抑制作用.如絲裂霉系c會(huì)選擇性地阻止dna得合成,從而抑制微生物得生長.（7）對(duì)細(xì)胞壁合成得抑制作用.如青霉素便是通過干擾細(xì)胞壁得合成從而達(dá)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(xué)物質(zhì)對(duì)微生物得抑制作用與其濃度有直截了當(dāng)關(guān)系,并隨微生物得馴化而發(fā)生變化通過馴化得微生物對(duì)有毒物質(zhì)得習(xí)慣

5、能力將逐步加強(qiáng).微生物這種巨大得習(xí)慣性（變異性）是由它們得小體積決定得.如一個(gè)微球細(xì)胞僅具有約100000個(gè)蛋白質(zhì)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(chǔ)備得,許多分解代謝酶類只有當(dāng)存在合適得基質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生.在某些條件下這類可誘導(dǎo)得酶可占蛋白質(zhì)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(jī)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(jī)廢水在生物處理前需要一定得預(yù)處理.前已講過,微生物由于其體積得細(xì)小,而具有巨大得習(xí)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(jìn)行誘導(dǎo)變異,讓微生

6、物直截了當(dāng)習(xí)慣原水中毒物濃度或提高微生物對(duì)毒物得去除能力.這種方法對(duì)穩(wěn)定性毒物及非穩(wěn)定性毒物均適用,是處理含毒有機(jī)廢水得一種差不多方法.在都市生活污水處理廠中,當(dāng)進(jìn)水中酚得濃度忽然增加到50mg/l時(shí),便會(huì)對(duì)生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生巨大得破壞作用.嚴(yán)峻時(shí),會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)得崩潰.但是,某焦化廠采納習(xí)慣性變異得方法對(duì)菌種進(jìn)行馴化即菌種馴化法,使微生物內(nèi)得酶逐步習(xí)慣了這種毒物得大量存在,便將這種毒物當(dāng)成其底物而加以分解汲取.實(shí)際運(yùn)行表明,進(jìn)水中酚得平均濃度為1175mg/l時(shí),酚得去除率高達(dá)996%含酚廢水處理是應(yīng)對(duì)一種不穩(wěn)定性毒物得例子,當(dāng)毒物非常穩(wěn)定時(shí),亦可采納這種馴化方法以提高微生物對(duì)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(biāo)準(zhǔn)或另外采取其它措施加以操縱.3、預(yù)處理方法前已講過,馴化是生物處理法中應(yīng)對(duì)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(shí)就需要一定得預(yù)處理.目前,預(yù)處理法要緊有稀釋法、轉(zhuǎn)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(guān)得.當(dāng)其濃度超過某一極限同意濃度時(shí),毒物就成為毒物；在極限同意濃度以下時(shí),毒物就不表現(xiàn)出毒性甚至成為營養(yǎng).當(dāng)廢水中毒物濃度超過生物處理得極限同意濃度時(shí),為保證生物處理得正常進(jìn)行,可采納簡(jiǎn)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(zhì),

8、結(jié)合實(shí)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(zhì)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(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì),是首選方法,不論毒物得性質(zhì)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(huì)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(dá)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(diào)節(jié)池（停留時(shí)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(duì)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(jīng)濟(jì)方面得考慮,方法應(yīng)是首選.實(shí)例：制革廢水中s2得存在對(duì)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(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)稀釋后，進(jìn)入曝氣池時(shí)s2-仍然在50mg/l以上往常，許多設(shè)計(jì)單位主張采納分隔處

10、理，即先把灰堿廢水單獨(dú)進(jìn)行脫s預(yù)處理，把進(jìn)水中得s2-落低到30mg/l以下，再進(jìn)行綜合處理.有經(jīng)驗(yàn)表明，可采納處理出水稀釋法來消除s2-對(duì)生物處理得妨礙，不需要進(jìn)行分隔處理,而直截了當(dāng)進(jìn)行綜合處理.東南大學(xué)設(shè)計(jì)得南京制革廠廢水處理站,采納得處理流程為調(diào)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(nèi)水流平均流速04m/s,做如下兩個(gè)假定：廢水進(jìn)入氧化溝后通過1周得循環(huán)，其中得s2-經(jīng)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(jìn)入氧化溝后,橫向擴(kuò)散非常好,橫斷面上各點(diǎn)水質(zhì)完全相同.按s2-得極限同意濃度30mg/l進(jìn)行計(jì)算,理論上可得該氧

11、化溝進(jìn)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(shí)際運(yùn)行中,兩條假定不可能完全做到,故實(shí)際進(jìn)水最大同意濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到7776mg/l依照該廠長達(dá)12年得穩(wěn)定運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,在調(diào)節(jié)池出水s2-不超過100mg/l得情況下，s2-對(duì)氧化溝得穩(wěn)定運(yùn)行是完全沒有妨礙得，而且氧化溝出水s2-始終在排放標(biāo)準(zhǔn)1mg/l以下.這是稀釋法成功應(yīng)用得一個(gè)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(nèi)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(zhuǎn)化法去除時(shí)才能使用.這是由于這種方法

12、得不經(jīng)濟(jì)性.采納清水稀釋本身就要花費(fèi)大量得水費(fèi)；原水采納大量得清水稀釋后,處理投資和運(yùn)行費(fèi)都要增加.隨著環(huán)境治理得加強(qiáng),已由濃度排放操縱過渡到排放總量操縱.實(shí)例：南京某石化公司化工二廠廢水處理站,進(jìn)水cod為6000mg/l,但同時(shí)含有cacl250000mg/l,如此高得鹽度將會(huì)極大地抑制生物處理得正常運(yùn)行,因此在生物處理之前必須對(duì)鹽加以適當(dāng)處理.考慮到生物處理對(duì)cacl2無去除或轉(zhuǎn)化作用,其它得分離或轉(zhuǎn)化方法又不經(jīng)濟(jì),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(shè)計(jì)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(jìn)行深井

13、曝氣法處理,取得了中意得效果.32轉(zhuǎn)化法化學(xué)物質(zhì)只有在特定得情況下才會(huì)表現(xiàn)毒性,比如,硝基苯毒性較大,轉(zhuǎn)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(xué)方法,將有機(jī)廢水中得毒物轉(zhuǎn)化為無毒或毒性較低得物質(zhì),以保證生物處理得正常進(jìn)行.這種方法對(duì)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(gè)咨詢題：轉(zhuǎn)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(yùn)行；最終出水中,毒物濃度也應(yīng)滿足排放標(biāo)準(zhǔn).實(shí)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(zhì).直截了當(dāng)對(duì)它進(jìn)行生物處理,由于毒物

14、負(fù)荷得限制,使得生化曝氣池得bod負(fù)荷極低,效率不高.故絕大多數(shù)工程在廢水進(jìn)入曝氣池之前進(jìn)行預(yù)處理,用化學(xué)法（比如亞鐵還原）將硝基苯轉(zhuǎn)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(fù)荷大大提高.33分離法利用分離得手段,將廢水中得毒物轉(zhuǎn)移到氣相或固相中去,以保證廢水生物處理得正常運(yùn)轉(zhuǎn),這便是分離法得原理.此法對(duì)穩(wěn)定性或非穩(wěn)定性毒物均適用.采納這種方法時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：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(yùn)行；必須保證最終出水各項(xiàng)指項(xiàng)（包括毒物）達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)；轉(zhuǎn)移到氣相或固相得毒物必須進(jìn)行妥善

15、處理,不同意出現(xiàn)二次污染.實(shí)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(dāng)進(jìn)行生物處理而不受s2-#妨礙，沉淀得fes能夠送去制磚或進(jìn)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(chǎn).4、結(jié)語為保證生物處理得正常進(jìn)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(gè)最佳方案,是一個(gè)全系統(tǒng)優(yōu)化課題.優(yōu)化得原則是：廢水中各項(xiàng)指標(biāo)（包括毒物）必須達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)；必須保證生物處理得正常運(yùn)行；在此基礎(chǔ)上,應(yīng)努力追求工藝流程簡(jiǎn)單、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、無二次污染以

16、及治理方便.實(shí)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汲取；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(xué)通過多年得探究,最終總結(jié)出一條最佳工藝方案：不進(jìn)行分隔處理，直截了當(dāng)進(jìn)彳T綜合處理，調(diào)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(dāng)消除s2-得妨礙并將其去除.國內(nèi)數(shù)十項(xiàng)此類工程得實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：這套綜合措施是完全可行得