氯离子对污水处理中细菌的影响

 

 

近年来，水处理行业技术创新带来了更多元化的污水过滤和净化解决方案。废水生物处理就是其中之一，但同时也要警惕高浓度氯离子产生的负面效应。  

 

氯离子影响机理  

高浓度氯离子对废水生物处理的毒害作用主要是通过升高环境渗透压而破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶，从而破坏微生物的生理活动。  

 

微生物在等渗透压下生长良好；在低渗透压(p(NaCl)=0.1g/L)下，溶液水分子大量渗入微生物体内，使微生物细胞发生膨胀，严重者破裂，导致微生物死亡；在高渗透压,(p(NaCl)=200g/L)下，微生物体内水分子大量渗到体外(即：脱水)，使细胞发生质壁分离。  

 

微生物的单位结构是细胞，细胞壁相当于半渗透膜，在氯离子浓度小于等于2000mg/L时，细胞壁可承受的渗透压为0.5-1.0大气压，即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性，细胞壁可承受的渗透压也不会大于5-6大气压。  

 

但当水溶液中的氯离子浓度在5000mg/L以上时，渗透压大约将增大至10-30大气压，在这样大的渗透压下，微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液中，造成细胞失水而发生质壁分离，严重者微生物死亡。经验数据表明：当废水中的氯离浓度大于2000mg/L时，微生物的活性将受到抑止，COD去除率会明显下降；当废水中的氯离子浓度大于8000mg/L时，会造成污泥体积膨胀，水面泛出大量泡沫，微生物会相继死亡。  
 

 

抑制污泥活性的表现  

当生化系统氯离子浓度大幅度突变时，污泥的碳化性能和硝化性能会很快减弱甚至消失，导致COD去除率明显下降，硝化过程亚硝酸盐累积，即使提高污水中的溶解氧，效果不明显。也就是说，活性污泥对氯离子浓度具有一定的容忍性，当氯离子浓度超过一定值时，系统降解能力下降，直至系统失去处理能力。
 

 

 氯离子突然变化比氯离子逐渐变化对系统的干扰更大。随着氯离子的升高，有机物降解速率下降，因此低F/M(养料与活性污泥在质量上的比值)更适合含氯离子废水的处理。 氯离子改变污泥中微生物的组成，改变了污泥的沉淀性和出水SS，导致污泥流失严重，活性污泥的浓度下降，污泥指数升高，30分钟沉降率下降。  

 

 

  从活性污泥镜检结果来看，低盐度时显示其中生物相比较丰富，丝状细菌、菌胶团、原生动物种类繁多，活性污泥颗粒很大，菌胶团呈封闭状，絮凝体具有一定的紧密度。随着来水氯离子浓度的升高，当氯离子突变由原来的150mg/L增至1000mg/L时，丝状菌及原生动物基本不存在，而菌胶团变得更为密实，此时絮体变得细小，异常紧密。污水中有机物的降解主要靠污水中大量微生物的共同作用完成，氯离子增加导致活性污泥中微生物中属数量减少，从而使有机物降解速率下降。    

 

如何消除氯离子的影响？  

1、活性污泥的驯化

通过逐步提高生化进水氯离子含量，微生物会通过自身的渗透压调节机制来平衡细胞内的渗透压或保护细胞内的原生质，这些调节机制包括聚集低分子量物质来形成新的胞外保护层，调节自身的代谢途径，改变基因组成等。

因此，正常活性污泥可以在一定氯离子度范围内通过一定时间的驯化处理高氯离子废水。虽然活性污泥通过驯化可以提高系统耐氯离子范围，提高系统的处理效率，但是，驯化活性污泥中的微生物对氯离子的耐受范围有限，而且对环境的变化敏感。当氯离子环境突然变化时，微生物的适应性会立刻消失。驯化只是微生物适应环境的暂时生理调整，不具有遗传特性，这种适应性的敏感对污水处理的很不利。  

 

活性污泥的驯化时间一般为7-10d，驯化可提高污泥微生物对盐浓度的耐受程度，驯化初期活性污泥浓度减少，是由于盐溶液的增加对微生物产生毒害，使部分微生物死亡，表现为负增长，在驯化后期适应了改环境的微生物开始繁殖，故活性污泥浓度增多。以1.5%、2.5%的氯化钠溶液中活性污泥对COD的去除情况为例，驯化初期与驯化后期COD去除率分别为：60%、80%和40%、60%。    

2、稀释高       氯离子浓度       的废水    

   

为降低进生化系统氯离子的浓度，可将进水进行稀释，使氯离子低于毒域值，生物处理就不会受到抑制。它的优点是方法简单，易于操作和管理；缺点是增加了处理规模、基建投资和运行费用。  

 

针对污水厂而言，由于进水量大且连续运行，即使通过在线仪表测得某一时间氯离子浓度高，但进行针对性的稀释的可操作性较差。故该方法更适用于产生高氯离子浓度废水的工厂企业。    

3、选择合理的工艺流程    

   

针对不同浓度的氯离子含量选择不同的处理流程，适当选择厌氧工艺流程来降低后序好氧段的耐受氯离子浓度的范围。    

4、提高生化系统       DO    

   

适当提高生化系统中的溶解氧，以保证活性污泥的活性。

5、排放剩余污泥    

   

加大剩余活性污泥的排放，确保污泥的生长在对数生长期，以提高污染物的去除效率。  

6、投加营养源    

   

提高溶解氧的同时，污泥的新陈代谢加快。为保证污泥的新陈代谢，应确保营养的充足，如有需要可适当投加一定营养源，来保证污泥的活性。    

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