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有機(jī)廢水是什么水?有機(jī)廢水水質(zhì)中有機(jī)物較多,比如油脂、含氮有機(jī)物、含碳化合物等。有機(jī)廢水根據(jù)生物降解程度,可以分為3種,分別是易于降解廢水、毒性高有機(jī)廢水和難于降解廢水。安峰環(huán)保今天就對(duì)第二種含有毒性有機(jī)廢水處理工藝進(jìn)行討論。
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的化學(xué)物質(zhì),統(tǒng)稱為有毒有害物質(zhì),簡稱毒物。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。從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(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)化的物質(zhì)(如NaCl、汞、銅等,或稱穩(wěn)定性毒物)兩大類。
毒物對(duì)微生物的作用機(jī)制主要有如下方式:
(1)損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分和細(xì)胞外膜。如:70%濃度的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)胞膜的半透性。
(2)損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對(duì)酶有潛在的毒害作用,甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機(jī)化合物能與酶的-SH基結(jié)合,并改變這些蛋白質(zhì)的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。
(3)競爭性抑制作用。當(dāng)廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質(zhì)相類似的有機(jī)物時(shí)便會(huì)發(fā)生。因?yàn)槎叨寄茉诿傅幕钚灾行呐c酶相結(jié)合,它們的競爭將抑制中間產(chǎn)物的形成,使酶的催化反應(yīng)速率降低。
(4)對(duì)細(xì)胞成分合成過程的抑制作用。當(dāng)某些化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞成分的結(jié)構(gòu)時(shí),它們便會(huì)被細(xì)胞吸收并同化,結(jié)果是合成無功能的輔酶或?qū)е律L停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。
(5)抗生素對(duì)核酸的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質(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)核酸的抑制作用。如絲裂霉系C會(huì)選擇性地阻止DNA的合成,從而抑制微生物的生長。
(7)對(duì)細(xì)胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通過干擾細(xì)胞壁的合成從而達(dá)到抑制微生物生長的效果。
2、菌種承受毒物的能力及菌種馴化法
需說明的是,微生物中存在不少能耐受常用代謝毒物的菌株,有的甚至能利用它們作為能源。化學(xué)物質(zhì)對(duì)微生物的抑制作用與其濃度有直接關(guān)系,并隨微生物的馴化而發(fā)生變化,經(jīng)過馴化的微生物對(duì)有毒物質(zhì)的適應(yīng)能力將逐步加強(qiáng)。微生物這種巨大的適應(yīng)性(變異性)是由它們的小體積決定的。如一個(gè)微球細(xì)胞僅具有約100000個(gè)蛋白質(zhì)分子所能容納的空間,如此小的體積決定了那些近期用不著的酶是不能儲(chǔ)備的,許多分解代謝酶類只有當(dāng)存在合適的基質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。在某些條件下這類可誘導(dǎo)的酶可占蛋白質(zhì)總含量的10%.正是微生物的這種變異性,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的能力都是有一定的極限的(此時(shí)的濃度叫極限允許濃度),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的預(yù)處理。
前已說過,微生物由于其體積的細(xì)小,而具有巨大的適應(yīng)性(變異)。因此可以采用人工改變微生物生活環(huán)境的方法進(jìn)行誘導(dǎo)變異,讓微生物直接適應(yīng)原水中毒物濃度或提高微生物對(duì)毒物的去除能力。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)廢水的一種基本方法。
在城市生活污水處理廠中,當(dāng)進(jìn)水中酚的濃度突然增加到50mg/L時(shí),便會(huì)對(duì)生物處理系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的破壞作用。嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致全系統(tǒng)的崩潰。可是,某焦化廠采用適應(yīng)性變異的方法對(duì)菌種進(jìn)行馴化即菌種馴化法,使微生物內(nèi)的酶逐步適應(yīng)了這種毒物的大量存在,便將這種毒物當(dāng)成其底物而加以分解吸收。實(shí)際運(yùn)行表明,進(jìn)水中酚的平均濃度為117.5mg/L時(shí),酚的去除率高達(dá)99.6%.
含酚廢水處理是應(yīng)對(duì)一種不穩(wěn)定性毒物的例子,當(dāng)毒物很穩(wěn)定時(shí),亦可采用這種馴化方法以提高微生物對(duì)毒物的承受能力。但須注意,這種毒物的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控制。
安峰環(huán)保對(duì)于毒性難生物降解有機(jī)廢水處理,首先進(jìn)行預(yù)處理工藝中的稀釋法、轉(zhuǎn)化法和分離法。稀釋法可以降低廢水中毒性濃度,轉(zhuǎn)化法可以就毒性產(chǎn)生條件進(jìn)行更改,分離法可以把毒性進(jìn)行轉(zhuǎn)移,最終實(shí)現(xiàn)毒性有機(jī)廢水處理工藝達(dá)標(biāo)排放。