【幹貨】廢水有毒怎麽辦?詳解毒性機理及處理辦法!
來源:科柏(bǎi)盛環保 發布時間:2022-12-15
廢水中凡是能延緩或完全抑製微生物生長(zhǎng)的化學物質,統稱(chēng)為有毒有害物質,簡稱毒物(wù)。這些毒物,從化學性質上來分可劃分為(wéi)有機物和無機物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生(shēng)物處理段去除、轉化的物質(如H2S、苯酚等,或稱非穩(wěn)定性毒物(wù))和不能被生物(wù)處理段去(qù)除、轉化的(de)物質(如(rú)NaCl、汞、銅等,或稱穩定性毒物)兩大類。
毒物對微生物(wù)的作用機製(zhì)主要有如下方式:
1、損傷(shāng)細胞結構成分和細胞外膜。如:70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達到殺菌(jun1)作用(yòng);酚(fēn)、甲酚、表麵活性劑作用於細胞外膜,破壞細胞膜的半透性。
2、損傷酶和(hé)重要代謝過程。一些重金屬(銅(tóng)、銀、汞(gǒng)等)對酶有(yǒu)潛在的毒(dú)害(hài)作用,甚至在非(fēi)常低的濃度下也(yě)起作用。這些重金屬的鹽類和有機化合物能與酶的-SH基結合,並改變這些蛋白質的三(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)結構與代謝物質相類似的(de)有機物(wù)時便會發生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結合(hé),它們的(de)競爭將抑製中間產物的形(xíng)成(chéng),使酶的(de)催(cuī)化反應速率(lǜ)降(jiàng)低。
4、對細胞成分合成過程的抑製作用。當某些化學物質的(de)結構類似於細胞成分的結(jié)構時,它們便(biàn)會被(bèi)細胞吸收並同化(huà),結果是合成無功能(néng)的輔酶或導致生長停止(zhǐ)。這種作用*典型的例子便是磺胺酸。
5、抗生素對核酸(suān)的抑(yì)製作用(yòng)。不少抗生素能專一地(dì)抑製原核生物的蛋白質(zhì)合成,如鏈黴素會抑製氨基酸正確結合於多肽上。
6、抗生素對核(hé)酸的抑製(zhì)作用。如絲裂黴係C會選擇(zé)性地阻止DNA的合成,從而抑製微生物的生長。
7、對細胞壁合成的抑製作用。如青黴素便是通過幹擾細胞壁的合(hé)成從而達到抑(yì)製微生物生長的效果。
菌(jun1)種承受毒物的能(néng)力及菌種馴化法
微生(shēng)物中存在(zài)不少能耐受常用代(dài)謝毒物的菌(jun1)株,有的甚至能利用它(tā)們作(zuò)為能源。化學物質對微生(shēng)物的抑製作用與其濃度有直接關係,並(bìng)隨微生物的(de)馴化而發生變化,經過馴化的微生物對有毒物質的(de)適(shì)應能力將逐步加強。微生物這(zhè)種巨大(dà)的適應性(變異性)是由它們的小體積決定的。如一個微球(qiú)細胞僅具有約100 000個蛋白(bái)質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備(bèi)的,許多分解代謝酶類隻有(yǒu)當存在合適(shì)的(de)基質時才會(huì)產生。在某些(xiē)條件下這類可誘導的酶可占蛋白質總(zǒng)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廢水成為(wéi)可能(néng)。但任何(hé)微生物承受(shòu)毒(dú)物的能力都是有一定的極限的(此時的濃度(dù)叫(jiào)極限允許濃度(dù)),正是這種極限又(yòu)要求含毒物(wù)有(yǒu)機廢水在生物處理前需要一定的預處理。
微生物由於(yú)其體積的細小,而具有巨大的適應性(變異(yì))。因此可以采用人工改變微生(shēng)物生(shēng)活環境的方法進行誘導(dǎo)變異,讓微生物直接適應原水(shuǐ)中毒物濃度或(huò)提高微生物對毒物的去除能力。這種方法(fǎ)對(duì)穩定性毒物及非穩定(dìng)性毒物均適用,是處理(lǐ)含毒有機廢水的一(yī)種基本方法。
在城市(shì)生活汙水處理廠中,當進水中(zhōng)酚的濃(nóng)度突(tū)然增加(jiā)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,會導致全係統的崩潰。可是,某焦(jiāo)化廠采用適應性變異(yì)的方(fāng)法對菌種進行馴化即菌種馴化法,使微生物內的酶逐步適應了這種毒物的大量存在,便將這種(zhǒng)毒物當成其底物而加以分解吸收。實(shí)際運行表明,進水(shuǐ)中(zhōng)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一種不穩定性毒物的例子,當毒物很穩定時,亦可采用這種馴化方法以提高微(wēi)生物對毒物的承受能力。但須注意,這種毒物(wù)的濃度必須(xū)滿足*終出(chū)水排放標準或另外采取其它措(cuò)施加以控製(zhì)。
預處理(lǐ)方法
馴化是生(shēng)物處理法中(zhōng)應對毒物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有(yǒu)一定的極(jí)限的,毒物濃度超過極限允許(xǔ)濃度時就需要一定(dìng)的預處理。目前,預處理法主(zhǔ)要有(yǒu)稀(xī)釋法、轉化法和分離法。
稀釋法(fǎ)
汙水中的毒(dú)物(wù)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,毒物就成為毒物(wù);在極限允許濃度以下(xià)時,毒物就不表現出毒性甚至成為營養。當廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允(yǔn)許濃度時,為保證生物處理(lǐ)的正(zhèng)常進行,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。
根據廢水中毒(dú)物的穩定或非穩定(dìng)性質,結合(hé)實際(jì)情況,可采取(qǔ)3種不同(tóng)的稀釋法:汙(wū)水稀釋法,處(chù)理出水稀釋法,清(qīng)水稀釋法。
(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(cǐ)稀釋,可將毒物濃度降低到極限允許濃度以下,這便是汙水稀釋法。它(tā)*簡單、*經(jīng)濟,是*選方法,不論毒物的(de)性質是穩定或(huò)非穩定均適用(yòng)。少量的工(gōng)業廢水混入大量的城市汙水中,幾乎所有的毒物濃度都會(huì)被降低到極限允許濃度以下。但(dàn)是,少量的工業廢(fèi)水彼此間混(hún)合後,毒物濃度仍有可能在極限允許濃(nóng)度以上(shàng),仍需繼續采取其(qí)它措施。
汙水稀釋法除了上麵所說的不同單位所排廢水之間的大(dà)稀釋外,還有同(tóng)一工廠(chǎng)不同車(chē)間所排廢水之間的小稀釋。比如,製革工廠中,脫毛工段(duàn)所排的灰堿廢水中S2-的濃度高達1 000 mg/L以上,但脫毛工段所排的灰堿廢水隻占全廠總排水量的5%左右,隻要建一較大的調節池(停留時間HRT一般在12 h左右),不(bú)同工段所排廢水在(zài)此攪拌混合後,總出水中S2-的濃度便可降低到100 mg/L以下。這對後續處理非常有(yǒu)利。
(2)處理出水稀釋法。這種(zhǒng)方法隻適用於廢水中的毒物為非(fēi)穩定這(zhè)一單一情況。處理出水稀釋法(fǎ)又有兩種:①曝(pù)氣池池型采用完全混合式;②處理出(chū)水回流稀(xī)釋法(fǎ)。出於經濟方(fāng)麵的考慮,方法(fǎ)①應是*選。
(3)清水(shuǐ)稀釋法。這(zhè)種方法隻有在廢水中的毒物為穩定性毒物,不能采用處理(lǐ)出水稀釋,工廠內部及其附近又沒有其它廢水可(kě)以用來稀釋它(tā),而(ér)且這種毒物又不能采用(yòng)分離法或轉化法去除時才(cái)能使(shǐ)用。這是由(yóu)於①這種(zhǒng)方法的不經濟性。采(cǎi)用清水稀釋本身(shēn)就要花費大量的水費;原水采用大量的清(qīng)水(shuǐ)稀釋後(hòu),處(chù)理投資和(hé)運行費都要增加。②隨(suí)著環境管理的加強,已由濃度排放(fàng)控製過渡到排放總量控(kòng)製。
轉化法
化學物質隻有在特定(dìng)的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(xìng)就大為(wéi)降低。Cr6+的(de)毒性很大,可是被還原為Cr3+後(hòu),毒性就大為降低。所以,可以通過化學方法,將有機廢水中的毒物轉化為(wéi)無毒或毒性較低的(de)物質,以保證生(shēng)物處理的正常進行。這(zhè)種方法對穩定性毒物或非穩定性毒物均適用。采用這種方法一定要注意兩個問題:①轉化後,穩定性毒物的濃(nóng)度必須在生物處理極(jí)限允許濃度以下,非穩定性毒物的(de)濃(nóng)度必須保證(zhèng)生物處理的正常運行;②*終出水中,毒物濃度也應滿(mǎn)足排放標(biāo)準。
分離法
利用分(fèn)離的手段,將廢水中的毒物轉移到(dào)氣(qì)相或固相中去,以保證廢水生物處理的正常(cháng)運轉,這便是分離法的原(yuán)理。此法對穩定性或非穩定性毒物均適用。采用這種方法時應注(zhù)意如下幾點:①分離後,廢水中穩定性毒物濃度必須在生物處(chù)理的極限(xiàn)允許濃度(dù)之下,非穩定性毒物的濃度必須保證生(shēng)物(wù)處理的正常運行(háng);②必須(xū)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(de)毒(dú)物必須進行妥善處理,不允許出現二次汙染。