Давайте сначала разберемся с одним моментом: на очистных сооружениях активный ил - это не просто обычная грязь. Это дом для группы «экспертов по очистке сточных вод» - внутри живут микроорганизмы, такие как бактерии, грибки и простейшие, которые выживают за счет органических веществ в сточных водах. В то же время они разлагают загрязняющие вещества на безвредную воду и углекислый газ, что делает сточные воды чистыми. Но как только активный ил «отравлен», эти маленькие эксперты увядают, производительность резко падает, и даже вся система может рухнуть. Сегодня давайте разберем это и поговорим о том, как это отравление постепенно привело к снижению производительности.
Во-первых, важно уточнить, что подразумевается под «отравлением активного ила»? На самом деле, это просто попадание в сточные воды неподходящих «токсинов» - это могут быть тяжелые металлы, сбрасываемые с заводов (например, медь, хром, ртуть), сильные кислоты и основания или трудно разлагаемые органические соединения (например, компоненты некоторых пестицидов и химических сточных вод). Как только эти вещества попадают в систему, они становятся «смертельными убийцами» для микроорганизмов, что затем запускает серию цепных реакций и, естественно, снижает их производительность.
Первый шаг, и самый прямой, - это убить «главных игроков» - бактерии ядом. Мы все знаем, что ядром активного ила являются гетеротрофные бактерии, которые являются основной силой в разложении органических веществ. Клеточные мембраны и ферментные системы этих бактерий - все это «слабые места». Например, тяжелые металлы, соприкасаясь с бактериями, прилипают к клеточной мембране, разрушая структуру клеточной мембраны, что равносильно разрушению «защитной оболочки» бактерий. Цитоплазма и ядро внутри вытекают, и бактерии погибают напрямую; Есть также некоторые токсины, которые конкурируют с ферментами в теле бактерий за пространство. Ферменты изначально являются «инструментами», которые помогают бактериям разлагать органические вещества. Когда токсины занимают пространство, ферменты не могут работать, и даже если бактерии живы, они не могут «есть» и могут только медленно умирать от голода.
Подумайте об этом, бассейн изначально был заполнен активными бактериями, но после отравления они погибли и разрушились, и количество бактерий, которые могли работать, внезапно уменьшилось вдвое. Раньше 100 бактерий могли переработать 100 частей органического вещества, но теперь осталось только 20 живых. Разве оставшиеся 80 частей органического вещества не скопились в бассейне? Качество сточных вод должно было превысить норму, поэтому производительность очистки снизилась.
Второй шаг заключается в том, что даже если некоторые бактерии не умирают немедленно, они все равно будут «слишком напуганы, чтобы двигаться» - перейдут в «спящий режим» или изменят свой метаболический режим и больше не будут правильно разлагать загрязняющие вещества. Многие микроорганизмы имеют «реакцию на стресс». Как только они чувствуют опасность в окружающей среде (например, наличие токсинов), они прекращают нормальный рост, размножение и метаболическую активность и вместо этого синтезируют некоторые «защитные вещества», чтобы обернуть себя, как животные в спячке, спасая свою жизнь в первую очередь.
Например, если высокие концентрации фенольных соединений (обычно обнаруживаемых в химических сточных водах) внезапно попадают в сточные воды, многие бактерии, разлагающие органические вещества, «бастуют» и больше не разлагают ХПК (химическое потребление кислорода, представляющее количество органических веществ в воде). Вместо этого они активируют особый метаболический путь, чтобы попытаться разложить фенолы, чтобы спасти свою жизнь. Но таким образом у них нет энергии для борьбы с органическими веществами, которые должны были быть обработаны, и ХПК в бассейне не может быть снижено, поэтому эффект от обработки, естественно, ухудшается. Более того, эта «спячка» не является временной. Если токсины сохраняются, бактерии могут не восстановить свою активность, и их производительность будет вялой в течение длительного времени.
Третий шаг заключается в том, что «структура» активного ила будет нарушена, преобразуясь из «флокулентных небольших групп» в «разрозненных солдат» и неспособных правильно оседать, что еще больше ухудшает работу системы очистки. Нормальный активный ил является флокулентным, как маленькие ватные шарики, и эти хлопья покрыты большим количеством бактерий, с особенно хорошими характеристиками осаждения - во вторичном отстойнике они могут быстро оседать на дно резервуара, чистая вода стекает сверху, а ил также может быть возвращен в аэротенк для дальнейшего использования.
Но как только произойдет отравление, ситуация меняется. С одной стороны, после гибели бактерий «скелет» во флокулах (в основном вязкие вещества, такие как полисахариды и белки, выделяемые бактериями) теряет опору, и флокулы распадаются на мелкие частицы; С другой стороны, некоторые токсины могут разрушать липкие вещества, выделяемые бактериями, в результате чего флокулы теряют свою липкость и не могут собираться вместе, только плавая в воде. Эти разрушенные мелкие частицы не могут утонуть во вторичном отстойнике и будут вытекать со сточными водами, образуя явление «вымывания ила».
Подумайте об этом, весь ил убежал, количество активного ила в аэротенке уменьшается, и остается меньше микроорганизмов, которые могут работать, образуя порочный круг. А вытекающий ил также сделает сточные воды мутными, с ХПК и взвешенными веществами (SS), превышающими норму. Система очистки как будто добавляет оскорбление к травме. Разве производительность очистки не может снизиться?
Четвертый шаг заключается в нарушении «экологического баланса» микроорганизмов, что приводит к исчезновению полезных бактерий и быстрому росту вредных бактерий, что еще больше мешает процессу очистки. В нормальном активном иле микроорганизмы взаимодействуют друг с другом: бактерии разлагают органические вещества с образованием веществ с небольшими молекулами, простейшие (например, нематоды и коловратки) поедают бактерии, контролируют количество бактерий и выделяют вязкие вещества, чтобы помочь сформировать хлопья. Каждый играет свою роль в поддержании стабильности системы.
После отравления этот баланс нарушается. Поскольку разные микроорганизмы имеют разную устойчивость к токсинам - полезные бактерии, разлагающие органические вещества, часто плохо переносят токсичность и погибают первыми; Однако некоторые высокотоксичные различные бактерии (например, определенные актиномицеты) выжили и начали размножаться в больших количествах. Эти различные бактерии не только не разлагают загрязняющие вещества, но и конкурируют с оставшимися полезными бактериями за питательные вещества и кислород и даже выделяют вещества, которые ингибируют рост полезных бактерий.
Например, иногда после отравления в аэротенке появляется большое количество нитчатых бактерий. Эти бактерии растут тонкими и длинными и будут обволакивать хлопья активного ила, вызывая снижение характеристик осаждения хлопьев (обычно известное как «вздутие ила»), что также может привести к утечке ила. Более того, нитчатые бактерии не очень хорошо разлагают органические вещества. Когда их слишком много, жилое пространство полезных бактерий сжимается, и их производительность, естественно, не может быть улучшена.
Наконец, «способность к восстановлению» активного ила ослабнет после отравления, и даже если токсины будут удалены позже, производительность очистки не может быть немедленно восстановлена. Поскольку рост и размножение микроорганизмов требуют времени, мертвые бактерии не могут быть возрождены, а оставшимся нескольким бактериям необходимо размножиться до первоначального количества, восстановить структуры хлопьев и восстановить экологический баланс. Этот процесс может занять несколько дней или даже недель. В течение этого периода производительность системы находится на низком уровне. Если в середине возникнут какие-либо ошибки (например, колебания нагрузки на входе), она может даже полностью разрушиться и потребовать добавления ила для перезапуска.
Подводя итог, причина, по которой отравление активного ила приводит к снижению производительности очистки, по сути, является «атакой токсинов на микроорганизмы» - сначала убивая или ингибируя основные разлагающие бактерии, затем разрушая структуру хлопьев и микробный экологический баланс ила и, наконец, приводя к неспособности разложения органических веществ, вымыванию ила и порочному кругу в системе. Поэтому самый большой страх для очистных сооружений - это внезапное смешивание токсичных веществ с поступающей водой. Обычно они должны контролировать качество поступающей воды и немедленно принимать меры, если обнаружены какие-либо отклонения. В противном случае тщательно построенная система очистки может выйти из строя из-за одного отравления.
