含毒有機(jī)廢水生物處理前的預(yù)處理
大量的資料表明,我國(guó)目前及今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的環(huán)境問(wèn)題主要是水環(huán)境問(wèn)題,水環(huán)境問(wèn)題又主要是有機(jī)廢水的污染問(wèn)題。因此,有機(jī)廢水的治理是環(huán)保工作中極其重要的一面。
有機(jī)廢水無(wú)害化處理的首選方法是生物處理。這是由生物處理所具有的處理的相對(duì)徹底性(無(wú)二次污染或二次污染較?。┮约斑\(yùn)行費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)決定的。
根據(jù)有機(jī)廢水處理方面的特性可以將其劃分為以下3類:①?gòu)U水中的有機(jī)物易于生物降解,同時(shí)廢水中的毒物含量很少。這類廢水主要是生活污水和來(lái)自以農(nóng)牧產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水等; ②廢水中的有機(jī)物易于生物降解,同時(shí)廢水中的毒物含量較多。這類廢水主要來(lái)自印染、制革廢水等;③廢水中所含的有機(jī)物難于生物降解(生物降解速度極其緩慢),同時(shí),廢水中毒物可能較多、亦可能較少。這類廢水主要來(lái)自造紙、制藥廢水等。
第①類廢水可直接進(jìn)行生物處理。第③類廢水較為復(fù)雜,此處不作討論。本文主要對(duì)第② 類廢水中的毒物作用機(jī)制及應(yīng)對(duì)措施加以討論。
1、毒物及其作用機(jī)制
廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長(zhǎng)的化學(xué)物質(zhì),統(tǒng)稱為有毒有害物質(zhì),簡(jiǎn)稱毒物。這些毒物,從化學(xué)性質(zhì)上來(lái)分可劃分為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如H2S、苯酚等,或稱非穩(wěn)定性毒物)和不能被生物處理段去除、轉(zhuǎn)化的物質(zhì)(如NaCl、汞、銅等,或稱穩(wěn)定性毒物)兩大類。
毒物對(duì)微生物的作用機(jī)制主要有如下方式:
(1)損傷細(xì)胞結(jié)構(gòu)成分和細(xì)胞外膜。如:70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達(dá)到殺菌作用;酚、甲酚、表面活性劑作用于細(xì)胞外膜,破壞細(xì)胞膜的半透性。
(2)損傷酶和重要代謝過(guò)程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對(duì)酶有潛在的毒害作用,甚至在非常低的濃度下也起作用。這些重金屬的鹽類和有機(jī)化合物能與酶的-SH基結(jié)合,并改變這些蛋白質(zhì)的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。
(3)競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用。當(dāng)廢水中存在一種化學(xué)結(jié)構(gòu)與代謝物質(zhì)
(4)對(duì)細(xì)胞成分合成過(guò)程的抑制作用。當(dāng)某些化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞成分的結(jié)構(gòu)時(shí),它們便會(huì)被細(xì)胞吸收并同化,結(jié)果是合成無(wú)功能的輔酶或?qū)е律L(zhǎng)停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。
(5)抗生素對(duì)核酸的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質(zhì)合成,如鏈霉素會(huì)抑制氨基酸正確結(jié)合于多肽上。
(6)抗生素對(duì)核酸的抑制作用。如絲裂霉系C會(huì)選擇性地阻止DNA的合成,從而抑制微生物的生長(zhǎng)。
(7)對(duì)細(xì)胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通過(guò)干擾細(xì)胞壁的合成從而達(dá)到抑制微生物生長(zhǎng)的效果。
2、菌種承受毒物的能力及菌種馴化法
需說(shuō)明的是,微生物中存在不少能耐受常用代謝毒物的菌株,有的甚至能利用它們作為能源?;瘜W(xué)物質(zhì)對(duì)微生物的抑制作用與其濃度有直接關(guān)系,并隨微生物的馴化而發(fā)生變化,經(jīng)過(guò)馴化的微生物對(duì)有毒物質(zhì)的適應(yīng)能力將逐步加強(qiáng)。微生物這種巨大的適應(yīng)性(變異性)是由它們的小體積決定的。如一個(gè)微球細(xì)胞僅具有約100 000個(gè)蛋白質(zhì)分子所能容納的空間,如此小的體積決定了那些近期用不著的酶是不能儲(chǔ)備的,許多分解代謝酶類只有當(dāng)存在合適的基質(zhì)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生。在某些條件下這類可誘導(dǎo)的酶可占蛋白質(zhì)總含量的10%.正是微生物的這種變異性,才使生物法處理含毒有機(jī)廢水成為可能。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的(此時(shí)的濃度叫極限允許濃度),正是這種極限又要求含毒物有機(jī)廢水在生物處理前需要一定的預(yù)處理。
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