微生物的生長(zhǎng)需要適宜的環(huán)境條件,包括營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溫度、pH值、溶解氧等。高濃度的鹽分會(huì)導(dǎo)致滲透壓升高,使得微生物細(xì)胞內(nèi)的水分向外界滲透,導(dǎo)致細(xì)胞脫水,進(jìn)而影響微生物的生長(zhǎng)。此外,高濃度的鹽分還可能破壞微生物的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),影響細(xì)胞的通透性,進(jìn)一步抑制微生物的生長(zhǎng)。因此,高濃度含鹽廢水中的微生物生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制,使得廢水處理的生物降解過(guò)程受阻。
高濃度的含鹽廢水對(duì)微生物的影響主要包括以下幾個(gè)方面:
1.導(dǎo)致微生物脫水死亡:鹽濃度較高時(shí),滲透壓的變化是主要原因。微生物細(xì)胞的細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜,鹽濃度增加會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)部溶液濃度低于外界,由于水從低濃度向高濃度移動(dòng),致使細(xì)菌體內(nèi)水分大量流失,引起其內(nèi)部生物化學(xué)反應(yīng)環(huán)境變化,最終破壞反應(yīng)進(jìn)程直至中斷,造成菌體死亡。
2.干擾微生物物質(zhì)吸收過(guò)程:細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性,可過(guò)濾對(duì)細(xì)菌生命活動(dòng)有害的物質(zhì)并吸收有益物質(zhì)。但鹽的加入會(huì)干擾或阻斷細(xì)菌的吸收環(huán)境,導(dǎo)致其生命活性受到抑制甚至死亡。這種情況因細(xì)菌個(gè)體、品種、鹽的種類及濃度差異而有所不同。
3.使微生物中毒死亡:有些鹽會(huì)隨著細(xì)菌的生命活動(dòng)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,破壞其內(nèi)部的生物化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程;有些則會(huì)與細(xì)胞膜發(fā)生作用,導(dǎo)致其性質(zhì)改變,不再起到保護(hù)作用或不能吸收某些對(duì)細(xì)菌有益的物質(zhì),進(jìn)而抑制細(xì)菌的生命活性或?qū)е戮w死亡,其中以重金屬鹽為代表。
工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí),微生物的活性將受到抑制,COD(化學(xué)需氧量)去除率會(huì)明顯下降;當(dāng)氯離子濃度大于8000mg/L時(shí),會(huì)造成污泥體積膨脹,水面泛出大量泡沫,微生物會(huì)相繼死亡。
不過(guò),通過(guò)長(zhǎng)期馴化,微生物可以逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長(zhǎng)繁殖。但已經(jīng)適應(yīng)高濃度鹽水的微生物,其細(xì)胞液的含鹽濃度較高,一旦廢水中的鹽分濃度較低或很低時(shí),廢水中的水分子會(huì)大量滲入微生物體內(nèi),使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者會(huì)破裂死亡。因此,對(duì)經(jīng)過(guò)馴化并能適應(yīng)高濃度鹽水的微生物,進(jìn)水中的鹽分濃度需始終保持在相當(dāng)高的水平,不能忽高忽低,否則微生物可能會(huì)大量死亡。
高鹽廢水所含鹽類物質(zhì)多為Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等,這些離子雖然是微生物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素,在微生物的生長(zhǎng)過(guò)程中起著促進(jìn)酶反應(yīng)、維持膜平衡和調(diào)節(jié)滲透壓的重要作用,但其濃度過(guò)高時(shí),就會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制和毒害作用。高鹽廢水對(duì)生物處理系統(tǒng)的影響還體現(xiàn)在:隨著鹽度的升高,活性污泥的生長(zhǎng)會(huì)受到影響,其適應(yīng)期變長(zhǎng),對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期的生長(zhǎng)速度變慢,減速生長(zhǎng)期的歷時(shí)變長(zhǎng);鹽度會(huì)加強(qiáng)微生物的呼吸作用和細(xì)胞的溶胞作用;鹽度還會(huì)降低有機(jī)物的可生物降解性和可降解程度,使有機(jī)物的去除率和降解速率下降。
應(yīng)對(duì)策略與措施:
1.優(yōu)化廢水處理工藝:通過(guò)改進(jìn)廢水處理工藝,降低廢水中的鹽分濃度,減輕對(duì)微生物的影響。例如,可以采用蒸發(fā)結(jié)晶、離子交換、反滲透等技術(shù)降低廢水中的鹽分濃度。
2.篩選耐鹽微生物:通過(guò)篩選和培育耐鹽微生物,提高微生物對(duì)高濃度含鹽廢水的適應(yīng)性。這些耐鹽微生物可以在高鹽環(huán)境下正常生長(zhǎng)和代謝,提高廢水處理的效率。
3.引入外源微生物:在廢水處理過(guò)程中引入外源微生物,如生物菌劑、生物膜等,增強(qiáng)廢水處理系統(tǒng)的生物降解能力。這些外源微生物可以與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),加速?gòu)U水的處理過(guò)程。
4.加強(qiáng)廢水處理過(guò)程監(jiān)控:通過(guò)加強(qiáng)廢水處理過(guò)程的監(jiān)控和管理,確保廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理廢水處理過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題,避免廢水處理效率下降。
總之,高濃度含鹽廢水對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝和活性產(chǎn)生顯著影響,進(jìn)而影響廢水處理的效率和質(zhì)量。我們需要采取有效的應(yīng)對(duì)策略與措施,減輕高濃度含鹽廢水對(duì)微生物的影響,提高廢水處理的效率和質(zhì)量。
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