1. Formas de gerar águas residuais com elevado teor de sal
1.1 Águas residuais provenientes de descargas de substituição de água do mar
A chamada substituição da água do mar refere-se à substituição direta dos recursos de água doce utilizados em determinadas situações sem tratamento de dessalinização da água do mar.
Na indústria, a água do mar pode ser amplamente usada como água de resfriamento da caldeira e aplicada em indústrias como energia térmica, energia nuclear, petroquímica, metalurgia e siderúrgicas.O consumo anual de água do mar para refrigeração nos países desenvolvidos ultrapassou os 100 mil milhões de metros cúbicosAtualmente, a utilização anual de água do mar na China é superior a 6 mil milhões de metros cúbicos.A usina de Qingdao começou a usar água do mar como água de resfriamento industrial em 1936 e tem uma história de mais de 60 anos.Atualmente, 12 empresas costeiras das indústrias energética, química, têxtil e outras em Qingdao utilizam anualmente 837 milhões de metros cúbicos de água do mar.A utilização anual de água do mar em Tianjin chega a 1Além disso, mais de 70 empresas de energia térmica costeira, energia nuclear, química, petroquímica e outras, como a central térmica de Qinhuangdao,A Central de Energia Térmica de Huangdao e a Central Geral de Petroquímica de Xangai utilizaram diretamente a água do mar de maneiras diferentes.Para indústrias como impressão e tingimento, materiais de construção, produção alcalina, borracha e processamento de frutos do mar, a água do mar também pode ser usada como água de produção industrial.
O abastecimento de água doméstica urbana. Na vida urbana, a água do mar pode substituir a água doce como água de lavagem de banheiros.e o plano futuro é aumentar a taxa de penetração para 100%Em algumas unidades em cidades como Dalian, Tianjin, Qingdao, Yantai, etc.,Há também práticas de usar água do mar para lavar banheiros, mas a escala é relativamente pequena.
1.2 Águas residuais de produção industrial
Algumas indústrias, como a impressão e a tingir, a fabricação de papel, as indústrias químicas e farmacêuticas, geram águas residuais orgânicas com alto teor de sal durante a produção.
1.3 Outras águas residuais com elevado teor de sal
Água de lastro para navios
Minimizar as águas residuais geradas durante a produção de água
Águas residuais domésticas geradas em grandes navios
O princípio inibitório dos sais inorgânicos nos microorganismos
2.1 Princípio de inibição
As principais substâncias tóxicas nas águas residuais salinas são as toxinas inorgânicas, ou seja, altas concentrações de sais inorgânicos.
O impacto das substâncias tóxicas no tratamento biológico das águas residuais está relacionado com o tipo e a concentração das substâncias tóxicas, que podem geralmente ser divididas em três categorias:efeito estimulante, efeito inibitório e efeito tóxico à medida que a concentração aumenta.
O efeito tóxico dos sais inorgânicos de alta concentração no tratamento biológico das águas residuais é causado principalmente pelo aumento da pressão osmótica ambiental,que destrói a membrana celular e as enzimas dentro dos microorganismos, perturbando assim as suas atividades fisiológicas.
1 Os microorganismos crescem bem sob pressão osmótica.enquanto os glóbulos vermelhos na solução de NaCl com uma massa de 9g/L mantêm a sua morfologia e tamanho, e crescem bem À baixa pressão osmótica (ρ (NaCl) = 0,1 g/L), um grande número de moléculas de água na solução se infiltra no corpo microbiano, fazendo com que as células microbianas se expandam.e em casos graves3 Sob alta pressão osmótica (ρ (NaCl) = 200 g/l), uma grande quantidade de moléculas de água de microorganismos se infiltra no espaço extracelular,causando separação da parede celular
2.2 Taxa de sobrevivência dos microorganismos de água doce em diferentes salinidades
Os microorganismos que vivem em ambientes de água doce ou estruturas de tratamento de água doce inoculados em ambientes com alto teor de sal sobrevivem apenas parcialmente.A taxa de sobrevivência dos microorganismos de água doce é definida como 100%, e quando a salinidade excede 20 g/l, a sua taxa de sobrevivência é inferior a 40%.Acredita-se geralmente que não se podem utilizar diferentes microorganismos de água doce para o tratamento.
5.4 Adição de antagonistas
O efeito antagonista refere-se à situação em que o efeito tóxico de uma toxina é reduzido devido à presença ou ao aumento de outra substância.
Pode-se ver na figura que o efeito tóxico de uma toxina diminui com o aumento da baixa concentração de outra substância, e depois de atingir um bom estado,A taxa de reacção diminui com o aumento da concentração do antagonista.
Atualmente, a investigação revelou que o K tem um efeito antagonista sobre o Na, reduzindo os efeitos tóxicos dos sais de Na sobre os micro-organismos.
O principal princípio pode ser a função de transporte inverso de Na + / K +. Embora o crescimento bacteriano exija um ambiente rico em sódio, a concentração de Na dentro da célula não é alta.A bomba de protões H+ mediada por bactérias halofílicas tem a função de transporte inverso de Na+/K+, que tem a capacidade de absorver e concentrar K+ e descarregar Na+ para o exterior da célula K+, como um soluto compatível,pode regular a pressão osmótica para alcançar o equilíbrio dentro e fora da célulaPor exemplo, as bactérias anaeróbias alófilas, as bactérias redutoras do enxofre alófilas,e archaea halofílicos usam acumulação intracelular de altas concentrações de K+ para neutralizar o ambiente osmótico alto fora da célulaPor exemplo, o transportador inverso de Na+/K+ na levedura pode eliminar o excesso de sal do organismo e melhorar a sua tolerância ao sal.
5.5 Escolher a tecnologia de processamento adequada
As seguintes são os limites de concentração de NaCl em vários métodos de tratamento biológico relatados:
Tratamento de lodo
Processo de lodo activado
Filtro biológico
Auto-purificação
Método de oxidação por contacto em dois estágios
NaCI ((mg/l)
5000 ~ 10000
8000~9000
10000 ~ 40000
dez mil
25000 ~ 35000
Acredita-se geralmente que a tolerância ao sal do processo de biofilme é maior do que a do processo de lama activada suspensa.adicionando um segmento tolerante ao sal pode melhorar muito o intervalo de tolerância ao sal dos segmentos aeróbicos subsequentes.
Requisitos de concepção para o tratamento biológico de águas residuais altamente salinas
6.1 Adicionar um reservatório de controlo da salinidade
As alterações da salinidade têm um impacto significativo nos sistemas estáveis, manifestando-se por uma diminuição acentuada da eficiência do tratamento e uma perda significativa de lamas.Um reservatório de regulação deve ser instalado durante o projecto para assegurar a estabilidade relativa da salinidadeOs dispositivos de monitorização da condutividade podem ser instalados na entrada e saída do pool de regulação para melhorar o controle online e o feedback da salinidade.evitar que o choque de sal provoque falhas no sistema de processamento.
6.2 Reduzir a carga de lamas
A salinidade reduz a taxa de biodegradação, pelo que a carga de projecto deve ser relativamente reduzida.Portanto, não há necessidade de se preocupar com a expansão da lama causada por baixas cargas.
6.3 Aumentar a concentração de lamas
A lama tratada com alto teor de sal apresenta uma coagulação fraca e uma perda de lama grave. Por conseguinte, deve ser assegurada uma elevada concentração de lama no projecto.Ao conceber tanques de concentração de lamas, pode ser assegurado um armazenamento adicional de lamas para reabastecer rapidamente a lamas quando se perdem.
6.4 Aumentar o tempo de retenção no reservatório de clarificação
O elevado teor de sal afecta as propriedades de coagulação, pelo que um tempo de residência prolongado é benéfico para a sedimentação das lamas.
6.5 Aumentar a taxa de aeração
Os microorganismos adaptam-se a ambientes com alto teor de sal aumentando as taxas de respiração aeróbica, resultando em consumo adicional de oxigênio durante a respiração.Aumentar a concentração de oxigénio dissolvido na água é benéfico para o metabolismo dos microorganismos• Fornecer os requisitos fisiológicos necessários para se adaptar a ambientes com elevado teor de sal.
