污水处理厂的运行向来都是复杂多变，没有任何一套工艺参数可以打遍天下无敌手。如果废水中参杂了毒性物质，会加重了系统运行的难度。

 

无论是北方还是南方，有很多市政污水厂，原水中会含有大量的毒性物质，动不动就来一个生化系统崩溃。好不容易培养的活性污泥，培养的细菌，说没就没，只能被动接受。也是双眼朦胧，看淡绿水青山，看淡细水长河……

 

含毒抑制性废水的调适性过程

 

某大型污水处理厂生化系统的初期调试，由于废水中含有大量的杂环、抗生素、杀菌剂等医药、农药类废水的特征污染物，调试及其困难，投菌4次全部失败（原水cod300mg/l、氨氮30mg/l、总氮45mg/l、总磷3mg/l）。

 

第五次投菌加大了力度，干泥4000吨。并通过一系列的焖曝激活、换水补充营养、缓慢提升负荷等操作，出水cod稳定达标，污泥浓度稳定在3000mg/l左右，硝化反应确始终没有得到起色。

 

考虑硝化反应的几个影响因素，在可控制的范围内进行调整，实施方案如下：

· 先焖曝2天后，少量置换部分污水继续焖曝，循环几次硝化反应仍然没有起色，方法失败了。

· 将ph控制控制7.5-8，保证硝化细菌的最佳反应环境，每天投加40吨烧碱，持续一个月时间，硝化还是没有起色，失败了。

· 尝试ph7.5-8与焖曝2种方法相结合，也同样失败了。

 

延长曝气时间，尝试培可以降解抑制物的细菌。由最开始的2天焖曝延长到5天，不见起色，又延长到15天的焖曝时间。发现生化池的ph开始降低。至此，硝化系统培养成功。

 

经过此次的培养经历，让我知道了办法总比困难多，只要用心，相信奇迹总会出现。

 

什么是污水的毒性

 

废水中凡是能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质，统称为有毒有害物质，简称毒物。这些毒物，从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质(如h2s、苯酚等，或称非稳定性毒物)和不能被生物处理段去除、转化的物质(如nacl、汞、铜等，或称稳定性毒物)两大类。

 

对于活性污泥而言，毒的概念又特别模糊，其中还涉及到适应性、反应环境和反应条件等。例如硫酸根对硝化细菌的抑制浓度500mg/l，但在实际运行中，很多水厂的活性污泥通过驯化，得到的适应性也完全超过这个抑制浓度。如果此时改变一个反应条件（比如水温突然由30度降低至20度），活性污泥可能立刻会受到硫酸盐的抑制，而导致系统异常。

 

毒性废水，大多都来自于是工业。对于活性污泥来讲，可分为急性中毒与慢性中毒2种。急性是较为可怕，毫无预兆，出水指标说没就没。而慢性是有迹可循，完全可通过日常系统的运行参数看出端倪。

 

毒物对微生物的作用机制

 

1、损伤细胞结构成分和细胞外膜。如：70%浓度的乙醇能使蛋白凝固达到杀菌作用;酚、甲酚、表面活性剂作用于细胞外膜，破坏细胞膜的半透性。

 

2、损伤酶和重要代谢过程。一些重金属(铜、银、汞等)对酶有潜在的毒害作用，甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-sh基结合，并改变这些蛋白质的三级和四级结构。

 

3、竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学结构与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合，它们的竞争将抑制中间产物的形成，使酶的催化反应速率降低。

 

4、对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的结构类似于细胞成分的结构时，它们便会被细胞吸收并同化，结果是合成无功能的辅酶或导致生长停止。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。

 

5、抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成，如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。

 

6、抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系c会选择性地阻止dna的合成，从而抑制微生物的生长。

 

7、对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而达到抑制微生物生长的效果。

 

有毒污水的菌种驯化

 

微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株，有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系，并随微生物的驯化而发生变化，经过驯化的微生物对有毒物质的适应能力将逐步加强。

 

微生物这种巨大的适应性(变异性)是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅具有约10000个蛋白质分子所能容纳的空间，如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储备的，许多分解代谢酶类只有当存在合适的基质时才会产生。

 

在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%。正是微生物的这种变异性，才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的(此时的浓度叫极限允许浓度)，正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。

 

微生物由于其体积的细小，而具有巨大的适应性(变异)。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进行诱导变异，让微生物直接适应原水中毒物浓度或提高微生物对毒物的去除能力。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用，是处理含毒有机废水的一种基本方法。

 

在城市生活污水处理厂中，当进水中酚的浓度突然增加到50 mg/l时，便会对生物处理系统产生巨大的破坏作用。严重时，会导致全系统的崩溃。可是，某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进行驯化即菌种驯化法，使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在，便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行表明，进水中酚的平均浓度为117.5 mg/l时，酚的去除率高达99.6%。

 

含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子，当毒物很稳定时，亦可采用这种驯化方法以提高微生物对毒物的承受能力。但须注意，这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。

 

有毒污水的预处理

 

驯化是生物处理法中应对毒物的一种基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的极限的，毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前，预处理法主要有稀释法、转化法和分离法。

 

稀释法

 

污水中的毒物之所以成为毒物，是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时，毒物就成为毒物;在极限允许浓度以下时，毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时，为保证生物处理的正常进行，可采用简单的稀释法，将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。

 

根据废水中毒物的稳定或非稳定性质，结合实际情况，可采取3种不同的稀释法：污水稀释法，处理出水稀释法，清水稀释法。

 

(1) 污水稀释法。不同的污水中所含的物质不同，将它们混合起来，彼此稀释，可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下，这便是污水稀释法。它最简单、最经济，是首选方法，不论毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的工业废水混入大量的城市污水中，几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是，少量的工业废水彼此间混合后，毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上，仍需继续采取其它措施。

 

污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外，还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比如，制革工厂中，脱毛工段所排的灰碱废水中s2-的浓度高达1 000 mg/l以上，但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右，只要建一较大的调节池(停留时间hrt一般在12 h左右)，不同工段所排废水在此搅拌混合后，总出水中s2-的浓度便可降低到100 mg/l以下。这对后续处理非常有利。

 

(2) 处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种：①曝气池池型采用完全混合式;②处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑，方法①应是首选。

 

(3) 清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物，不能采用处理出水稀释，工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它，而且这种毒物又不能采用分离法或转化法去除时才能使用。这是由于①这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费;原水采用大量的清水稀释后，处理投资和运行费都要增加。②随着环境管理的加强，已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。

 

转化法

 

化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性，比如，硝基苯毒性较大，转化为苯胺后，毒性就大为降低。cr6+的毒性很大，可是被还原为cr3+后，毒性就大为降低。所以，可以通过化学方法，将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质，以保证生物处理的正常进行。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题：①转化后，稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②最终出水中，毒物浓度也应满足排放标准。

 

分离法

 

利用分离的手段，将废水中的毒物转移到气相或固相中去，以保证废水生物处理的正常运转，这便是分离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采用这种方法时应注意如下几点：①分离后，废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行;②必须保证最终出水各项指项(包括毒物)达到国家排放标准;③转移到气相或固相的毒物必须进行妥善处理，不允许出现二次污染。

 

有毒污水系统的控制

 

1、水温

 

活性污泥的最佳反应温度大致为25—35摄氏度。低于15摄氏度，则会影响反应速率，需要及时调节系统的运行参数。而越是靠近污泥所喜欢的水温，它的反应速率越强，耐毒性和适应性也越强。

 

2、ph

 

活性污泥的ph，最佳反应区间通常认为在7-7.5左右，与水温类似，同属微生物最重要的反应环境与反应条件，控制的数值越是靠近“最佳”，耐毒性也越强。

 

3、负荷

 

以微生物的角度去看待毒性，负荷是最重要的反应环境，没有之一。与水温及ph相比，虽然同属微生物的反应条件和反应环境，但2者都可以做到驯化，让污泥可以拥有对水温和ph的适应性。而负荷，做不到驯化，只能是被动的接收改变。

 

4、水中的多种毒性物质对活性污泥的联合影响

 

所谓难处理废水，无非就是在水体中含有某种甚至多种未知成分的特殊污染物。这种物质，很可能是会对活性污泥产生一定的毒害作用。在我们遇到过的废水中，往往这类毒性物质并非是单独1种，类似情况对微生物产生的毒害作用很可能就是1+1=4的关系。所以对于这种水质需要预处理，例如高级氧化或者水解酸化破坏毒性！

 

5、毒性物质的浓度和种类

 

不同污染物对污泥的抑制浓度不同，例如三氯甲苯与甲苯，在同等浓度下，三氯甲苯抑制程度远远大于甲苯。但当甲苯浓度达到一定程度时，对污泥的抑制力量，要强于低浓度的三氯甲苯。

 

6、现场实际工艺运行情况与设备运转情况

 

工艺运行情况指各项工艺参数要正常，需要发挥出各工艺段应有的作用，配合设备的正常运转，能够保证生化系统的正常运行。增强毒性物质的稀释能力，以强化培养和富集优势菌种为目的，最大程度对毒性物质进行降解。

 

7、水质突变

 

水质的急剧变化，对任何一个稳定运行的生化系统来讲，都是最致命的打击。一旦生化系统的反应环境和反应条件发生改变，活性污泥会来不及适应，破坏了系统内稳定运行的平衡，毒性物质浓度得到积累，最终毒性冲击。所以，在水质波动较大的污水处理厂，可以采用增加污水调节池和进水在线监测的方案来解决！

 

新闻来源：污托邦社区