سیانور با لجن فعال ملاقات می‌کند: "قاتل نامرئی" تصفیه‌خانه‌های فاضلاب چقدر خطرناک است؟

اگر به یک تصفیه خانه فاضلاب رفته باشید، حتماً خوشه هایی از "گل" قهوه ای را در مخزن هوادهی دیده اید - این لجن فعال است. آن را دست کم نگیرید، هزاران میکروارگانیسم در داخل آن پنهان شده اند، مانند باکتری ها، قارچ ها و تک یاخته ها، که "نیروی اصلی" در تصفیه فاضلاب هستند. با تکیه بر آنها برای تجزیه مواد آلی و حذف آلاینده ها، فاضلاب می تواند تمیز شود. اما اگر سیانور با فاضلاب مخلوط شود، این "متخصصان محیط زیست" دچار مشکل می شوند و کل سیستم لجن فعال ممکن است مستقیماً اعتصاب کند. امروز، بیایید به زبان ساده در مورد اینکه چگونه سیانور واقعاً بر لجن فعال تأثیر می گذارد صحبت کنیم.

بیایید ابتدا درک کنیم: لجن فعال برای "کار" به چه چیزی متکی است؟

قبل از بحث در مورد خطرات سیانور، لازم است ابتدا "اصل کار" لجن فعال را درک کنیم. هسته اصلی آن "جامعه میکروبی" است و این کوچولوها تقسیم کار مشخصی دارند: برخی از باکتری ها مسئول جویدن مواد آلی در فاضلاب هستند و آنها را به دی اکسید کربن و آب تبدیل می کنند. برخی می توانند مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر را تجزیه کنند. از طرف دیگر، تک یاخته ها باکتری های اضافی را برای حفظ تعادل میکروبیوتای خود مصرف می کنند. کل این فرآیند مانند یک "تصفیه خانه فاضلاب" مینیاتوری است و متابولیسم، تنفس و تولید مثل طبیعی میکروارگانیسم ها کلید عملکرد این سیستم است.

به عبارت ساده، میکروارگانیسم ها فقط زمانی می توانند کار کنند که زنده باشند. هنگامی که با مشکل مواجه می شوند، لجن فعال از یک "آثار تصفیه" به "گل مرده" بی فایده تبدیل می شود. از طرف دیگر، سیانور دقیقاً "دشمن مرگبار" میکروارگانیسم ها است.

سیانور بر میکروارگانیسم ها: ضربه دقیق به "اندام های تنفسی"

سیانور میکروارگانیسم ها را نه تنها با مشت زدن تصادفی به استاد، بلکه با تیراندازی دقیق هدف قرار می دهد - به طور خاص سیتوکروم اکسیداز در سلول های میکروبی را هدف قرار می دهد. این چیز چیست؟ می توانید آن را به عنوان "دریچه تنفسی" میکروارگانیسم ها در نظر بگیرید که مسئول آخرین مرحله تنفس سلولی است و اکسیژن و الکترون ها را برای تولید انرژی لازم (ATP) برای بقای میکروبی ترکیب می کند.

درست مثل اینکه مردم بدون اکسیژن خفه می شوند، میکروارگانیسم ها عملکرد تنفسی طبیعی خود را از دست می دهند و منبع انرژی فوراً قطع می شود. به عنوان مثال، باکتری ها مشغول تجزیه مواد آلی در فاضلاب بودند. به محض ورود سیانور، "دریچه تنفسی" گیر کرد و باکتری ها بلافاصله "نتوانستند نفس بکشند". چه رسد به تجزیه آلاینده ها، حتی برای آنها زنده ماندن هم دشوار بود. در مدت زمان کوتاهی، تعداد زیادی از باکتری ها مردند و تعداد "جوامع میکروبی موثر" در لجن فعال به شدت کاهش یافت.

و سیانور به ویژه سمی است، حتی اگر غلظت آن در فاضلاب فقط چند میلی گرم در لیتر (mg/L) باشد، می تواند به میکروارگانیسم های حساس آسیب برساند. اگر غلظت از 20 میلی گرم در لیتر تجاوز کند، بسیاری از سیستم های لجن فعال به سادگی فرو می پاشند. آنچه حتی ناامید کننده تر است این است که بر خلاف برخی از آلاینده هایی که به آرامی تجزیه می شوند، به محض ورود به مخزن هوادهی، به سرعت پخش می شوند و کل جامعه میکروبی آسیب می بیند.

لجن فعال 'در معرض': تغییرات از درون به بیرون

هنگامی که میکروارگانیسم ها می میرند، ویژگی ها و عملکردهای لجن فعال بلافاصله تغییر می کند و کارگران آگاه تصفیه فاضلاب می توانند در یک نگاه متوجه شوند که اتفاقی افتاده است. این تغییرات به ویژه شهودی هستند، بیایید آنها را یکی یکی بررسی کنیم:

1. وخامت خواص لجن: از "توده شدن" تا "پراکنده شدن شن"

لجن فعال طبیعی، لخته ای است، مانند الیاف پنبه ای کوچک، که می تواند به طور پایدار در ته مخزن ته نشین شود (به این "توانایی ته نشینی خوب" می گویند)، که جداسازی بعدی را آسان می کند. اما پس از مسمومیت با سیانور، مرگ باکتریایی موادی مانند پلی ساکاریدها و پروتئین ها را در سلول ها آزاد می کند و باعث می شود لخته های لجن شل شوند و برخی از آنها حتی به ذرات ریز تبدیل شوند.

نتیجه این است که آب در مخزن هوادهی کدر می شود، لجن نمی تواند ته نشین شود و پساب از مخزن رسوب ثانویه تعداد زیادی از ذرات لجن را حمل می کند و مستقیماً کیفیت آب را بدتر می کند. گاهی اوقات، "تورم لجن" رخ می دهد و حجم لجن بزرگتر می شود و مانند فوم روی آب شناور می شود که نمی توان آن را به طور معمول مدیریت کرد.

2. کاهش شدید ظرفیت پردازش: آلاینده ها را نمی توان پاک کرد

وظیفه اصلی لجن فعال تجزیه آلاینده ها است، اما میکروارگانیسم ها تقریباً مرده اند، چه کسی این کار را انجام می دهد؟ بارزترین چیز کاهش شدید نرخ حذف COD (نیاز اکسیژن شیمیایی، معیاری از مواد آلی) است - در ابتدا قادر به حذف 80٪ COD بود، پس از مسمومیت، تنها 30٪ ممکن است باقی بماند و COD پساب به طور جدی از استاندارد فراتر می رود.

اگر هنوز نیتروژن و فسفر در فاضلاب وجود داشته باشد، وضعیت حتی بدتر خواهد شد. باکتری های مسئول نیتریفیکاسیون (تبدیل نیتروژن آمونیاکی به نیترات) به ویژه به سیانور حساس هستند و حتی در غلظت های کم، فرآیند نیتریفیکاسیون ابتدا "متوقف" می شود و منجر به افزایش نیتروژن آمونیاکی در پساب می شود. در این مرحله، تصفیه خانه فاضلاب اساساً ظرفیت تصفیه خود را از دست داده است و آب تخلیه شده "غیرمجاز" است.

3. بازسازی بزرگ جامعه میکروبی: کمتر مفید، بیشتر بی فایده

جامعه میکروبی در لجن فعال "بقای اصلح" است و در شرایط عادی، باکتری های مفیدی که مواد آلی را تجزیه می کنند غالب هستند. اما وقتی سیانور می آید، بیشتر باکتری های مفید نمی توانند آن را تحمل کنند و فقط چند باکتری متفرقه باقی می مانند که در برابر سیانور مقاوم هستند (مانند برخی از سودوموناس ها). اگرچه این باکتری های متفرقه می توانند زنده بمانند، اما توانایی آنها در تجزیه آلاینده ها بسیار ضعیف است. حتی اگر جمعیت باکتری ها به تدریج بهبود یابد، راندمان تصفیه لجن فعال نمی تواند به قبل برگردد.

مشکل سازتر این است که برخی از باکتری های مقاوم می توانند مواد چسبنده تولید کنند و لجن را دشوارتر می کنند و حتی بو ایجاد می کنند و کل مخزن هوادهی را بدبو می کنند.

مسمومیت حاد در مقابل مسمومیت مزمن: دو نوع مختلف عذاب

تأثیر سیانور بر لجن فعال را می توان به "حاد" و "مزمن" طبقه بندی کرد، درست مثل اینکه بیماری یک فرد می تواند ناگهانی یا آهسته رخ دهد.

مسمومیت حاد: شروع ناگهانی، مرگ سریع

بیشتر اوقات، به دلیل تخلیه غیرقانونی و نشت فاضلاب صنعتی است که باعث می شود غلظت های بالای سیانور به تصفیه خانه فاضلاب هجوم بیاورد. این وضعیت مانند "ریختن ناگهانی یک قابلمه سم روی لجن فعال" است و تغییرات آشکاری را می توان در عرض چند ساعت مشاهده کرد: فوم بیشتر در مخزن هوادهی، رنگ روشن تر لجن (از قهوه ای تا زرد مایل به خاکستری) و پساب کدر. اگر به موقع تشخیص داده نشود، کل سیستم ممکن است در عرض نیم روز از کار بیفتد و ممکن است چندین روز یا حتی هفته ها طول بکشد تا بهبود یابد.

پیش از این، یک کارخانه آبکاری محلی به طور مخفیانه فاضلاب حاوی سیانور را تخلیه کرد و باعث شد لجن فعال از تصفیه خانه های فاضلاب مجاور یک شبه "شکست" بخورد. COD پساب از ده ها به صدها افزایش یافت و در نهایت مجبور شد ورودی را به طور فوری متوقف کند و سویه های لجن جدید را اضافه کند.

مسمومیت مزمن: عمیق پنهان، برای مدت طولانی نابود شده است

این پنهان تر است، به عنوان مثال، برخی از کارخانه ها غلظت های کم سیانور را برای مدت طولانی تخلیه می کنند و غلظت آن برای کشتن فوری میکروارگانیسم ها کافی نیست، اما با گذشت زمان، آسیب به جامعه میکروبی به تدریج آشکار می شود. در ابتدا، ممکن است فقط کاهش جزئی در میزان حذف COD یا بدتر شدن رسوب لجن باشد که به راحتی می تواند با مشکلات دیگر (مانند هوادهی ناکافی یا تغییرات دمای آب) اشتباه گرفته شود.

اما با گذشت زمان، فعالیت میکروارگانیسم ها کاهش می یابد و ساختار جامعه میکروبی به طور کامل از بین می رود. حتی اگر انتشار سیانور بعداً متوقف شود، بازیابی لجن فعال دشوار خواهد بود. درست مثل فردی که برای مدت طولانی مقادیر کمی سم مصرف می کند، بدن او به تدریج فرو می پاشد و بهبودی آن به ویژه دشوار است.

چگونه با آن برخورد کنیم؟ اقدامات ضد سمی برای تصفیه خانه های فاضلاب

از آنجایی که سیانور بسیار مضر است، تصفیه خانه های فاضلاب نمی توانند بیکار بنشینند. در حال حاضر دو روش معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد: "پیشگیری از قبل" و "نجات پس از واقعیت".

1. پیشگیری از قبل: سیانور را بیرون از در نگه دارید

اساسی ترین راه حل این است که از ورود فاضلاب حاوی سیانور با غلظت بالا به سیستم تصفیه فاضلاب جلوگیری شود. شرکت های صنعتی (مانند آبکاری، معدن و کارخانه های داروسازی) ابتدا باید خودشان فاضلاب حاوی سیانور را تصفیه کنند و غلظت سیانور را به محدوده قابل قبول برای تصفیه خانه فاضلاب (به طور کلی نیاز به کمتر از 0.5-1 میلی گرم در لیتر) قبل از تخلیه کاهش دهند.

تصفیه خانه فاضلاب همچنین دستگاه های نظارت آنلاین را در ورودی نصب می کند تا غلظت سیانور را در زمان واقعی نظارت کند. به محض اینکه از استاندارد فراتر رفت، زنگ هشدار بلافاصله فعال می شود و شیر ورودی بسته می شود تا از ورود "آب سمی" به مخزن هوادهی جلوگیری شود. این مانند یک بررسی امنیتی در ورودی یک منطقه مسکونی است که در آن ابتدا "کالاهای خطرناک" متوقف می شوند.

2. نجات پس از پست: سم زدایی و طولانی کردن عمر لجن فعال

اگر واقعاً نشت سیانور وجود داشته باشد، باید سریعاً آن را نجات دهیم:

- رقیق سازی اضطراری: مقدار زیادی آب تمیز یا لجن برگشتی به مخزن هوادهی اضافه کنید تا غلظت سیانور کاهش یابد و به میکروارگانیسم ها فرصتی برای نفس کشیدن داده شود.

- عوامل سم زدایی مانند هیپوکلریت سدیم و پراکسید هیدروژن را اضافه کنید تا سیانور را به دی اکسید کربن و گاز نیتروژن بی ضرر اکسید کنید. از طرف دیگر، می توان سولفات آهن را اضافه کرد تا با سیانور ترکیب شود و رسوب سیانید آهن نامحلول تشکیل شود که سپس می توان آن را فیلتر کرد.

- سویه های باکتریایی مکمل: پس از کاهش غلظت سیانور، لجن فعال جدید یا سویه های باکتریایی کارآمد را اضافه کنید تا به بازیابی نشاط جامعه باکتریایی کمک کنید. این فرآیند مانند تجویز مایعات داخل وریدی و مکمل مواد مغذی به یک فرد بیمار است که نیاز به تنظیم آهسته دارد.

3. اهلی سازی طولانی مدت: پرورش یک "جامعه باکتریایی ضد سمی"

برای تصفیه خانه های فاضلابی که اغلب با غلظت های کم سیانور تماس دارند (مانند فاضلاب از مناطق غلظت فاضلاب آبکاری)، می توان اهلی سازی فعال لجن فعال را آغاز کرد. به عبارت ساده، این است که به تدریج غلظت سیانور را در فاضلاب افزایش دهید و به میکروارگانیسم ها اجازه دهید تا با آن سازگار شوند و جوامع باکتریایی را که می توانند در برابر سیانور مقاومت کنند یا حتی آن را تجزیه کنند، غربال کنند.

درست مثل ورزش ایمنی، افزودن غلظت های بسیار کم سیانور در ابتدا و افزایش اندک آن پس از سازگاری میکروبی، با گذشت زمان، لجن می تواند غلظت های بالاتری از سیانور را تحمل کند و در عین حال توانایی تصفیه خود را حفظ کند. با این حال، این فرآیند باید به آرامی انجام شود، زیرا عجله در واقع می تواند منجر به مسمومیت لجن شود.

در نهایت، صادقانه بگویم

لجن فعال "سلاح اصلی" تصفیه فاضلاب است و سیانور "سلاح ضربه دقیق" در برابر آن است. امروزه، با توسعه سریع صنعت، خطر تخلیه فاضلاب حاوی سیانور همیشه وجود داشته است. اگر شرکت ها مسئولیت پذیر نباشند و تصفیه خانه ها هوشیار نباشند، به راحتی می توان با مشکل مواجه شد.

در پایان روز، محافظت از لجن فعال در برابر آسیب سیانور نه تنها مسئولیت تصفیه خانه های فاضلاب است، بلکه مستلزم آن است که شرکت های آلاینده از قوانین پیروی کنند و فاضلاب را به خوبی پیش تصفیه کنند. به هر حال، اگر فاضلاب به خوبی تصفیه شود، رودخانه ها و خاک ما آلوده نخواهند شد. این موضوع به همه مربوط می شود. امیدوارم در آینده اخبار کمتری در مورد "نشت سیانور" وجود داشته باشد، به طوری که آن میکروارگانیسم ها بتوانند کار خود را به عنوان "کارگران تصفیه فاضلاب" با خیال راحت و ثابت انجام دهند~