工業有機廢水有毒物質高?如何降低微生物被毒害程度?

 

什麼是「菌種馴化」，什麼是「預處理」?

 

  廢水的生物處理法就是利用微生物的代謝作用，把廢水當中的有機物轉化為簡單的無機物的過程，簡而言之，就是利用微生物的生命活動過程來轉化污染物，最後達到無害的一種方法。這種方法可以根據參與的微生物種類，分為好氧生物處理和厭氧生物處理。

 

  伴隨著工業發展，廢水成分越來越複雜，含有的難降解的有機物質和有毒物質也越來越多，單純的用物理處理法或者化學處理法是不行的。這時候，需要運用微生物的處理方法，利用微生物的新陳代謝作用，獲取廢水中的養分，同時使得廢水中的有機污染物質得以淨化。

 

  生物法處理污水具備運作成本不高、操作管理便捷的優勢。但是微生物對營養物質、溫度以及pH值等條件有一定的要求，這種方法不容易適應工業有機污水水質變化快、成分繁瑣、毒性強、降解困難的特點，單獨採用生物法處理工業廢水達標工作難度很高，因此生物物理或生物化學處理方法的相互結合成為工業有機污水處理發展的必然趨勢。

 

▲工業有機廢水處理具有以下三類特性：

 

1.廢水中的有機物易於生物降解，同時廢水中的毒物含量很少。這類廢水主要是生活污水和來自以農牧產品為原料的工業廢水等。

 

2.廢水中的有機物易於生物降解，同時廢水中的毒物含量較多。這類廢水主要來自印染、製革廢水等。

 

3.廢水中所含的有機物難於生物降解(生物降解速度極其緩慢)。這類廢水主要來自造紙、製藥廢水等。

 

★毒物及其作用機制

 

工業廢水中凡是能延緩或完全抑制微生物生長的化學物質，統稱為有毒有害物質。這些毒物，從化學性質上來分可劃分為有機物和無機物兩大類。從處理的角度又可劃分為能被生物處理去除、轉化的物質(如H₂S、苯酚等)和不能被生物處理去除、轉化的物質(如NaCl、汞、銅等)兩大類。

 

★毒物對微生物的作用機制主要有如下方式：

 

1.損傷細胞結構成分和細胞外膜。如：70%濃度的乙醇能使蛋白凝固達到殺菌作用;酚、甲酚、表面活性劑作用於細胞外膜，破壞細胞膜的半透性。

 

2.損傷酶和重要代謝過程。一些重金屬(銅、銀、汞等)對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化合物能與酶的-SH基結合，並改變這些蛋白質的三級和四級結構。

 

3.競爭性抑制作用。當廢水中存在一種化學結構與代謝物質相類似的有機物時便會發生。因為二者都能在酶的活性中心與酶相結合，它們的競爭將抑制中間產物的形成，使酶的催化反應速率降低。

 

4.對細胞成分合成過程的抑制作用。當某些化學物質的結構類似於細胞成分的結構時，它們便會被細胞吸收並同化，結果是合成無功能的輔酶或導致生長停止。這種作用最典型的例子便是磺胺酸。

 

5.抗生素對核酸的抑制作用。不少抗生素能專一地抑制原核生物的蛋白質合成，如鏈黴素會抑制胺基酸正確結合於多肽上。

 

6.抗生素對核酸的抑制作用。如絲裂黴素會選擇性地阻止DNA的合成，從而抑制微生物的生長。

 

7.對細胞壁合成的抑制作用。如青黴素便是通過干擾細胞壁的合成從而達到抑制微生物生長的效果。

 

  為了使微生物能穩定生長便有了菌種馴化法，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。化學物質對微生物的抑制作用與其濃度有直接關係，並隨微生物的馴化而發生變化，經過馴化的微生物對有毒物質的適應能力將逐步加強。

 

  雖然馴化是生物處理法中應對毒物的一種基本方法。但任何微生物承受毒物的能力都是有一定的極限的，毒物濃度超過極限允許濃度時就需要一定的預處理。

 

  目前，預處理法主要有稀釋法、轉化法和分離法。

 

1.稀釋法:污水中的毒物之所以成為毒物，是與其濃度有關的。當其濃度超過某一極限允許濃度時，毒物就成為毒物;在極限允許濃度以下時，毒物就不表現出毒性甚至成為營養。當廢水中毒物濃度超過生物處理的極限允許濃度時，為保證生物處理的正常進行，可採用簡單的稀釋法，將廢水中毒物濃度降低到極限濃度以下。根據廢水中毒物的穩定或非穩定性質，結合實際情況，可採取3種不同的稀釋法：污水稀釋法，處理出水稀釋法，清水稀釋法。

 

2.轉化法:化學物質只有在特定的情況下才會表現毒性，如，硝基苯毒性較大，轉化為苯胺後，毒性就大為降低。Cr⁶⁺的毒性很大，可是被還原為Cr³⁺後，毒性就大為降低。所以，可以通過化學方法，將有機廢水中的毒物轉化為無毒或毒性較低的物質，以保證生物處理的正常進行。這種方法對穩定性毒物或非穩定性毒物均適用。

 

3.分離法:利用分離的手段，將廢水中的毒物轉移到氣相或固相中去，以保證廢水生物處理的正常運轉，這便是分離法的原理。此法對穩定性或非穩定性毒物均適用。