Anpèchman metal lou nan tretman dlo ize segondè: Ki jan Cu, Zn, Ni, ak Cr enpak aktive Sludge vs. Pèfòmans Biofilm

Lè yon boutik plakaj, yon letan min, oswa yon manifakti elektwonik dechaje nan yon egou minisipal, plant tretman an eritye plis pase jis chaj òganik - li eritye yon bwason metal lou ki pa biodegrade. Kwiv, zenk, nikèl, ak iyon chromium akimile nan depo aktive a, an silans erode aktivite mikwòb. Nitrifiers - manm ki pi sansib nan consortium la - souvan se premye moun ki echwe, epi lè nitrifikasyon tonbe, konfòmite amonyak ale ak li. Etid sa a mezire egzakteman ki jan diferan metal yo, nan diferan konsantrasyon, degrade pèfòmans tretman segondè - epi li revele poukisa sistèm biofilm-konstans depase kwasans sispann lè enfliyan an vin toksik.

Menas metal lou yo: Poukisa polyan ki pa -biodégradables yo vin pi mal

Metal lou okipe yon kategori inikman danjere nan tretman dlo ize: yo yeki pa -biodégradables ak bio-akimilasyon. Kontrèman ak polyan òganik ke mikwo-òganis ka oksidize ak mineralize, metal yo pèsiste endefiniman. Yo adsorbe sou flok depo, konsantre nan byomass la, epi fè egzèsis toksisite kwonik atravè mekanis miltip - anpèchman anzim, dezòd manbràn selilè, ak entèferans ak chèn transpò elèktron. Menm nan konsantrasyon sub-egi, efè kimilatif akimilasyon metal nan dra boue a ka piti piti degrade pèfòmans tretman pandan semèn oswa mwa, sa ki fè dyagnostik difisil ak rekiperasyon ralanti.

Metal yo ki pi gwo enkyetid nan dlo ize endistriyèl k ap antre nan tretman segondè yo enkli:

Konsepsyon eksperimantal: Estrès-Tès de konfigirasyon tretman

Etid la te opere sistèm pilòt-depo aktive ak reyaktè biofilm an paralèl, tou de te manje ak dlo ize minisipal ki te konplete ak konsantrasyon kontwole Cu, Zn, Ni, ak Cr. Twa senaryo chaj yo te teste - toksisite ki ba, modere, ak wo - pou kat relasyon dòz la-repons pou chak konfigirasyon tretman.

Siveyans konsantre sou senk endikatè pèfòmans kle:retire COD(an jeneral kapasite oksidasyon òganik),efikasite oksidasyon amonyak(sante nitrifikasyon, pwosesis ki pi sansib nan metal-),Endis volim boue (SVI)(settleability ak entegrite flok),to absorption oksijèn (OUR)(-aktivite metabolik an tan reyèl), epikonsantrasyon metal efluan(pou swiv zouti). Anpèchman mikwòb yo te mezire atravè to rediksyon aktivite ak tan-rekiperasyon- apre ekspoze toksik sispann.

Rezilta: Nitrifiers kraze an premye, biofilm yo kenbe liy lan

Etid la konfime yon yerachi toksisite klè ak konsistan:bakteri nitritif yo te siyifikativman pi sansib pase bakteri eterotwofikatravè tout metal ak tout nivo konsantrasyon. Sansiblite diferans sa a gen konsekans operasyon imedyat - retire amonyak degrade anvan retire COD, sa vle di yon plant ka sanble ap fonksyone nòmalman (COD ki estab) pandan nitrifikasyon an silans tonbe, ki mennen nan vyolasyon pèmi amonyak ki dekouvri sèlman pandan echantiyon konfòmite.

Retire COD: Rezilyan anba estrès modere

Retire COD eterotwofik demontre tolerans rezonab pou konsantrasyon metal ba ak modere. Kominote eterotwofik divès - ki gen plizyè santèn espès bakteri ak kapasite metabolik ki sipèpoze - bay redondans fonksyonèl. Lè yon gwoup inibi, lòt moun ka konpanse. Sepandan, anba gwo toksisite kondisyon yo, redondance sa a te fin itilize e an jeneral retire COD te bese mezirab, sa ki endike gwo -spèkte mikwòb repwesyon olye ke anpèchman selektif.

Nitrifikasyon: Canary a nan min chabon

Amonyak-bakteri oksidan (AOB) ak nitrite-bakteri oksidan (NOB) - de gwoup espesyalis ki kondwi nitrifikasyon - te afekte yon fason disproporsyonel. Divèsite ki ba yo (sèlman yon ti ponyen nan jenera li te ye), to kwasans ralanti, ak sistèm anzim delika fè yo natirèlman vilnerab a toksisite metal. N bès obsève nan efikasite retire amonyak anba ekspoze metal se endikatè ki pi bonè ak pi sansib nan estrès sistèm, souvan anvan chanjman nan retire COD oswa SVI pa plizyè jou.

Settleability boue ak estrikti Floc

Ekspozisyon metal degrade pwopriyete fizik boue tou. Valè SVI yo te ogmante - sa vle di boue vin pi difisil pou rezoud - ak estrikti flok vizib vin febli. Mekanis nan enplike dezòd nan sibstans ki sou polymeric ekstraselilè (EPS) ki mare flocs ansanm. Kòm EPS konpwomèt pa iyon metal ki travèse-lye oswa presipite eleman pwoteyin ak polisakarid li yo, flok yo fragmente an patikil ki pi piti, ki pi dousman-. Pòv regleman ogmante risk pou yo lave byomass soti nan klarifikatè segondè a, konpoze toksisite byolojik la ak yon pwoblèm retansyon fizik.

Biofilm vs aktive Sludge: Poukisa Tache Kwasans ranport anba toksisite

Konklizyon ki pi efikas nan etid la se siperyorite ki konsistan nan sistèm biofilm-ki baze sou estrès metal yo. Réacteurs biofilm demontresiyifikativman pi wo rezistanstoksisite metal lou konpare ak depo aktive, ak tan rekiperasyon apre ekspoze toksik te fini yo te anpil pi kout.

Twa mekanis eksplike avantaj sa a:

1. EPS: Yon plak pwotèj

Mikwo-òganis biofim yo entegre nan yon matris dans sibstans polymère ekstraselilè (EPS) - yon jèl-kouch polisakarid, pwoteyin, ak asid nikleyik. Matris EPS sa a aji kòm yon baryè difizyon ak rezin echanj iyon -: iyon metal k ap antre nan biofilm rankontre EPS anvan yo rive nan manbràn selilè yo, e anpil yo mare oswa konplèks pa gwoup fonksyonèl EPS (carboxyl, hydroxyl, amine) anvan yo ka lakòz domaj entraselilè. Nan sispansyon aktive depo, selil yo dirèkteman ekspoze a konsantrasyon metal likid esansyèl ki pa gen okenn baryè pwoteksyon sa yo.

2. Imobilizasyon mikwòb ak gradyan espasyal

Nan yon biofilm, mikwo-òganis yo pa ekspoze inifòm. Selil ki nan kouch ekstèn lan ka anpeche pa iyon metal, men sa ki pi fon nan biofilm - ki pwoteje pa limit difizyon ak kapasite sakrifis obligatwa nan EPS ekstèn - kontinye fonksyone. Sa a kreye yon kapasite rezèv espasyal: menm lè sifas biofilm a ensiste, byomass enteryè a kenbe aktivite metabolik debaz epi sèvi kòm yon inoculum pou repwann yon fwa kondisyon toksik yo bese.

3. Pi wo SRT efikas

Biofilm transpòtè dekouple tan retansyon idwolik soti nan tan retansyon solid. Pandan ke sistèm boue aktive kontinyèlman gaspiye byomass (e avèk li, tou dousman-rekipere nitrifiers), transpòtè biofilm kenbe byomass ki atache yo endefiniman. Sa vle di ke òganis espesyalis k ap grandi byen dousman - ki pi enpòtan nan nitrifikasyon - jisteman sa yo ki pi afekte pa toksisite metal - yo kenbe fizikman nan sistèm nan olye ke yo lave pandan peryòd rekiperasyon an. Rezilta pratik la: sistèm biofilm refè nitrifikasyon pi vit paske yo pa pèdi popilasyon grenn nitrifier yo pandan kriz la.

Estrateji operasyon pratik pou metal-plant ki afekte yo

1. Pretretman Endistriyèl Se Premye Liy Defans

Kontwòl sous atravè egzijans pretretman endistriyèl la se pi plis pri -efikas pase trete toksisite metal nan pwosesis byolojik la. Mande endistri en pou presipite oswa chelate metal yo anvan egzeyat pwoteje tout tren an tretman en. Kote pretretman pa aplike, egalizasyon devwe ak presipitasyon chimik (lacho, sulfid, oswa idroksid) anvan etap byolojik la bay yon baryè vize.

2. Kontwòl gaspiye labou pandan evènman toksik yo

Pandan epizòd toksisite metal egi, diminye oswa sispann gaspiyaj labou yo prezève byomass ki siviv - espesyalman nitritif ki ap grandi byen dousman-. Sa a se ekivalan operasyonèl "tan achte" pou kominote mikwòb la adapte oswa pou chaj toksik la pase. Sepandan, estrateji sa a dwe tanporè: zewo-gaspiyay pwolonje mennen nan aje boue ak evantyèlman deteryorasyon nan deplasabilite.

3. Dilution kòm yon estrateji pon

Melanje metal-koule endistriyèl ki kontamine ak pi gwo volim dlo ize domestik dilye konsantrasyon metal anba papòt toksik yo. Byenke se pa yon solisyon otonòm, dilution kapab yon estrateji pon efikas pandan peryòd -ki gen gwo risk - pa egzanp, lè yon endistri en ap fè netwayaj tank peryodik oswa dechaj pakèt.

4. Enkyetid alontèm -: akimilasyon metal depo

Menm lè yo kenbe bon jan kalite efluan, metal yo akimile nan dechè aktive depo sou tan. Sa kreye yon pwoblèm en: boue ak konsantrasyon metal ki wo yo ka echwe limit regilasyon pou aplikasyon tè (biosolid) oswa reitilizasyon agrikòl, limite opsyon jete ak potansyèlman mande pou ensinerasyon koute chè oswa dechaj. Yon estrateji tretman ki rezoud pwoblèm kalite dlo a pandan y ap kreye yon pwoblèm jete labou pa vrèman dirab - yo dwe konsidere balans mas metal yo nan etap konsepsyon plant la.

Konklizyon

Etid sa a konfime ke anpèchman metal lou se yon risk operasyon kritik nan sistèm tretman segondè k ap resevwa dlo ize endistriyèl - e ke risk la distribye yon fason inegal atravè kominote mikwòb la. Bakteri nitrifyan yo se popilasyon ki pi vilnerab, epi echèk yo ka anvan detekte retire COD bès pa jou oswa semèn, kreye yon kote avèg danjere dyagnostik pou operatè yo konte sèlman sou siveyans COD.

Konklizyon pratik santral etid la se sabiofilm-sistèm ki baze sou - MBBR, IFAS, oswa fiks-reyaktè fim - ofri rezistans mezirab siperyè nan toksisite metalkonpare ak labou aktive konvansyonèl yo. Konbinezon pwoteksyon EPS, gradyan byomass espasyal, ak retansyon solid endefini kreye yon defans milti-kouch ke sistèm kwasans sispann pa kapab repwodui. Pou plant k ap resevwa koule endistriyèl ak kontni metal yo konnen oswa sispèk, tranzisyon soti nan depo aktive nan yon konfigirasyon biofilm oswa ibrid se pa sèlman yon amelyorasyon - se yon enperatif jesyon risk.