Als je ooit in een afvalwaterzuiveringsinstallatie bent geweest, heb je vast clusters van bruine "modder" in de beluchtingstank gezien - dit is actief slib. Onderschat het niet, er zitten duizenden micro-organismen in verborgen, zoals bacteriën, schimmels en protozoa, die de "hoofdmacht" vormen bij de behandeling van afvalwater. Door op hen te vertrouwen om organisch materiaal af te breken en verontreinigende stoffen te verwijderen, kan afvalwater schoon worden. Maar als cyanide zich mengt in het afvalwater, komen deze "milieu-experts" in de problemen en kan het hele actief slibsysteem direct in staking gaan. Vandaag gaan we in gewone taal praten over hoe cyanide actief slib echt beïnvloedt.
Laten we eerst begrijpen: Waar vertrouwt actief slib op om te "werken"?
Voordat we de gevaren van cyanide bespreken, is het noodzakelijk om eerst het "werkingsprincipe" van actief slib te begrijpen. De kern ervan is de "microbiële gemeenschap", en deze kleintjes hebben een duidelijke taakverdeling: sommige bacteriën zijn verantwoordelijk voor het wegknagen van organisch materiaal in afvalwater, waardoor ze worden omgezet in koolstofdioxide en water; Sommigen kunnen voedingsstoffen zoals stikstof en fosfor afbreken; Protozoa daarentegen consumeren overtollige bacteriën om de balans van hun microbiota te handhaven. Het hele proces is als een miniatuur 'afvalwaterzuiveringsinstallatie', en de normale stofwisseling, ademhaling en voortplanting van micro-organismen zijn de sleutel tot de werking van dit systeem.
Simpel gezegd, micro-organismen kunnen alleen werken als ze in leven zijn. Zodra ze problemen tegenkomen, transformeert actief slib van een "zuiveringsartefact" in nutteloze "dode modder". Cyanide is daarentegen precies de "dodelijke vijand" van micro-organismen.
Cyanide op micro-organismen: Precieze aanval op 'ademhalingsorganen'
Cyanide richt zich op micro-organismen, niet alleen door willekeurig de meester te slaan, maar door precieze sluipschutterij - specifiek gericht op de cytochroomoxidase in microbiële cellen. Wat is dit ding? Je kunt het beschouwen als het "ademhalingsventiel" van micro-organismen, verantwoordelijk voor de laatste stap van cellulaire ademhaling, waarbij zuurstof en elektronen worden gecombineerd om de benodigde energie (ATP) te produceren voor het overleven van microben.
Net zoals mensen stikken zonder zuurstof, verliezen micro-organismen hun normale ademhalingsfunctie en wordt de energietoevoer onmiddellijk afgesneden. Bacteriën waren bijvoorbeeld druk bezig met het afbreken van organisch materiaal in afvalwater. Zodra cyanide binnenkwam, raakte het "ademhalingsventiel" vast en konden de bacteriën onmiddellijk "niet meer ademen". Om nog maar te zwijgen van het afbreken van verontreinigende stoffen, het was zelfs moeilijk voor hen om te overleven. In korte tijd stierven een groot aantal bacteriën en daalde het aantal "effectieve microbiële gemeenschappen" in actief slib dramatisch.
En cyanide is bijzonder giftig, zelfs als de concentratie in afvalwater slechts een paar milligram per liter (mg/L) bedraagt, kan het schade toebrengen aan gevoelige micro-organismen; Als de concentratie hoger is dan 20 mg/L, zullen veel actief slibsysteem gewoon instorten. Wat nog frustrerender is, is dat in tegenstelling tot sommige verontreinigende stoffen die langzaam afbreken, ze zich snel verspreiden zodra ze de beluchtingstank binnenkomen en de hele microbiële gemeenschap lijdt.
Actief slib 'blootgesteld': veranderingen van binnenuit
Zodra micro-organismen sterven, veranderen de kenmerken en functies van actief slib onmiddellijk, en deskundige afvalwaterzuiveringswerkers kunnen in één oogopslag zien dat er iets is gebeurd. Deze veranderingen zijn bijzonder intuïtief, laten we ze één voor één bespreken:
1. Verslechtering van slibeigenschappen: van "klonteren" naar "strooizand"
Normaal actief slib is vlokkerig, als kleine katoenvezels, die stabiel kunnen bezinken op de bodem van de tank (dit wordt "goede bezinkingscapaciteit" genoemd), waardoor het handig is voor de daaropvolgende scheiding. Maar na cyanidevergiftiging komen er stoffen vrij uit de celdood van bacteriën, zoals polysachariden en eiwitten, waardoor de slibvlokken losser worden en sommige zelfs in kleine deeltjes uiteenvallen.
Het resultaat is dat het water in de beluchtingstank troebel wordt, het slib niet kan bezinken en het effluent uit de secundaire bezinktank een groot aantal slibdeeltjes meevoert, wat de waterkwaliteit direct verslechtert. Soms treedt er "slibzwelling" op en wordt het slibvolume groter, drijvend op het water als schuim, wat niet normaal kan worden behandeld.
2. Scherpe daling van de verwerkingscapaciteit: verontreinigende stoffen kunnen niet worden verwijderd
De kerntaak van actief slib is het afbreken van verontreinigende stoffen, maar de micro-organismen zijn bijna dood, wie gaat het werk doen? Het meest voor de hand liggende is de scherpe daling van de COD (chemische zuurstofbehoefte, een maat voor organisch materiaal) verwijderingssnelheid - oorspronkelijk in staat om 80% van de COD te verwijderen, na vergiftiging kan er slechts 30% overblijven en overschrijdt de effluent COD de norm ernstig.
Als er nog steeds stikstof en fosfor in het afvalwater zitten, wordt de situatie nog erger. De bacteriën die verantwoordelijk zijn voor nitrificatie (het omzetten van ammoniakstikstof in nitraat) zijn bijzonder gevoelig voor cyanide, en zelfs bij lage concentraties zal het nitrificatieproces eerst "stoppen", wat leidt tot een piek in ammoniakstikstof in het effluent. Op dit punt heeft de afvalwaterzuiveringsinstallatie in principe zijn zuiveringscapaciteit verloren en is het geloosde water "ongekwalificeerd".
3. Microbiële gemeenschap 'grote revisie': minder nuttig, meer nutteloos
De microbiële gemeenschap in actief slib is "survival of the fittest", en onder normale omstandigheden domineren nuttige bacteriën die organisch materiaal afbreken. Maar als cyanide komt, kunnen de meeste nuttige bacteriën het niet aan, waardoor er slechts een paar diverse bacteriën overblijven die resistent zijn tegen cyanide (zoals bepaalde pseudomonas). Hoewel deze diverse bacteriën kunnen overleven, is hun vermogen om verontreinigende stoffen af te breken zeer gering. Zelfs als de bacteriële populatie geleidelijk herstelt, kan de zuiveringsefficiëntie van actief slib niet terugkeren naar voorheen.
Wat nog vervelender is, is dat sommige resistente bacteriën kleverige stoffen kunnen produceren, waardoor slib moeilijker te hanteren is en zelfs geuren kan veroorzaken, waardoor de hele beluchtingstank stinkt.
Acute vergiftiging versus chronische vergiftiging: twee verschillende soorten kwelling
De impact van cyanide op actief slib kan worden ingedeeld in "acuut" en "chronisch", net zoals de ziekte van een persoon plotseling of langzaam kan optreden.
Acute vergiftiging: plotselinge aanvang, snelle dood
Meestal komt dit door de illegale lozing en lekkage van industrieel afvalwater, waardoor hoge concentraties cyanide in de afvalwaterzuiveringsinstallatie terechtkomen. Deze situatie is als "plotseling een pot gif over het actief slib gieten", en duidelijke veranderingen zijn binnen een paar uur te zien: meer schuim in de beluchtingstank, lichtere slibkleur (van bruin naar grijsgeel) en troebel effluent. Als het niet op tijd wordt gedetecteerd, kan het hele systeem binnen een halve dag crashen en kan het enkele dagen of zelfs weken duren om te herstellen.
Eerder loog een lokale galvaniseerfabriek in het geheim cyanidehoudend afvalwater, waardoor het actief slib van nabijgelegen afvalwaterzuiveringsinstallaties 's nachts 'faalde'. De effluent COD schoot omhoog van tientallen tot honderden en moest uiteindelijk de instroom dringend stoppen en nieuwe slibstammen toevoegen.
Chronische vergiftiging: diep verborgen, lange tijd vernietigd
Dit is meer heimelijk, bijvoorbeeld, sommige fabrieken lozen lange tijd lage concentraties cyanide, en de concentratie is niet genoeg om micro-organismen onmiddellijk te doden, maar na verloop van tijd wordt de schade aan de microbiële gemeenschap geleidelijk zichtbaar. In het begin kan het slechts een lichte afname van de COD-verwijderingssnelheid of een verslechtering van de slibbezinking zijn, die gemakkelijk kan worden verward met andere problemen (zoals onvoldoende beluchting of veranderingen in de watertemperatuur).
Maar na verloop van tijd zal de activiteit van micro-organismen afnemen en zal de structuur van de microbiële gemeenschap volledig worden vernietigd. Zelfs als de cyanide-emissies later worden gestopt, zal het moeilijk zijn voor actief slib om te herstellen. Net als een persoon die lange tijd kleine hoeveelheden toxines consumeert, stort hun lichaam geleidelijk in en is het bijzonder moeilijk om te herstellen.
Hoe ermee om te gaan? Anti-toxische maatregelen voor afvalwaterzuiveringsinstallaties
Omdat cyanide zo schadelijk is, kunnen afvalwaterzuiveringsinstallaties niet stilzitten. Er zijn nu twee veelgebruikte methoden: "preventie vooraf" en "redding achteraf".
1. Preventie vooraf: Houd cyanide buiten de deur
De meest fundamentele oplossing is om te voorkomen dat afvalwater met een hoge concentratie cyanide in het afvalwaterzuiveringssysteem terechtkomt. Industriële bedrijven (zoals galvaniseer-, mijnbouw- en farmaceutische fabrieken) moeten eerst zelf cyanidehoudend afvalwater behandelen en de cyanideconcentratie verlagen tot een bereik dat acceptabel is voor de afvalwaterzuiveringsinstallatie (over het algemeen minder dan 0,5-1 mg/L vereist) voordat ze lozen.
De afvalwaterzuiveringsinstallatie zal ook online bewakingsapparatuur bij de inlaat installeren om de cyanideconcentratie in realtime te bewaken. Zodra deze de norm overschrijdt, wordt er onmiddellijk een alarm geactiveerd en wordt de inlaatklep gesloten om te voorkomen dat "toxisch water" de beluchtingstank binnendringt. Dit is als een veiligheidscontrole bij de ingang van een woonwijk, waar 'gevaarlijke goederen' eerst worden tegengehouden.
2. Redding achteraf: ontgiften en het leven van actief slib verlengen
Als er echt een cyanidelek is, moeten we het snel redden:
-Noodverdunning: Voeg een grote hoeveelheid schoon water of refluxslib toe aan de beluchtingstank om de cyanideconcentratie te verlagen en micro-organismen een kans te geven om op adem te komen.
-Voeg ontgiftingsmiddelen toe zoals natriumhypochloriet en waterstofperoxide om cyanide te oxideren tot onschadelijk koolstofdioxide en stikstofgas; Als alternatief kan ferro-sulfaat worden toegevoegd om zich te verbinden met cyanide en onoplosbaar ferro-cyanideprecipitaat te vormen, dat vervolgens kan worden weggefilterd.
-Aanvullende bacteriestammen: Nadat de cyanideconcentratie is gedaald, voeg nieuwe actief slib of efficiënte bacteriestammen toe om de vitaliteit van de bacteriële gemeenschap te helpen herstellen. Dit proces is als het toedienen van intraveneuze vloeistoffen en het aanvullen van voedingsstoffen aan een zieke persoon, wat langzame aanpassing vereist.
3. Langdurige domesticatie: het kweken van een "anti-toxische bacteriële gemeenschap"
Voor afvalwaterzuiveringsinstallaties die vaak in contact komen met lage concentraties cyanide (zoals afvalwater uit concentratiegebieden voor galvaniseerafvalwater), kan actieve domesticatie van actief slib worden gestart. Simpel gezegd, het is om de concentratie cyanide in afvalwater geleidelijk te verhogen, waardoor micro-organismen zich kunnen aanpassen en bacteriële gemeenschappen kunnen screenen die bestand zijn tegen of zelfs cyanide kunnen afbreken.
Net als het uitoefenen van immuniteit, het toevoegen van extreem lage concentraties cyanide in het begin en het lichtjes verhogen ervan na microbiële aanpassing, kan het slib na verloop van tijd hogere concentraties cyanide verdragen met behoud van zijn zuiveringsvermogen. Dit proces moet echter langzaam worden uitgevoerd, omdat haasten in feite kan leiden tot slibvergiftiging.
Tot slot, om eerlijk te zijn
Actief slib is het "kernwapen" van afvalwaterzuivering en cyanide is het "precisieaanvalswapen" ertegen. Tegenwoordig, met de snelle ontwikkeling van de industrie, heeft het risico van cyanidehoudende afvalwaterlozing altijd bestaan. Als bedrijven niet verantwoordelijk zijn en de installaties niet waakzaam zijn, is het gemakkelijk om problemen tegen te komen.
Uiteindelijk is het beschermen van actief slib tegen cyanide-schade niet alleen de verantwoordelijkheid van afvalwaterzuiveringsinstallaties, maar vereist het ook dat vervuilende bedrijven de regels volgen en afvalwater goed voorbehandelen. Immers, als het afvalwater goed wordt behandeld, zullen onze rivieren en bodem niet worden vervuild. Deze kwestie betreft iedereen. Ik hoop dat er in de toekomst minder nieuws zal zijn over "cyanidelekken", zodat die micro-organismen hun werk als "afvalwaterzuiveringswerkers" veilig en stabiel kunnen doen~
