Prevención y Control de la Contaminación del AguaAplicación de la Purificación Biológica en el Control de la Contaminación del Agua - por x Número Académico: X Resumen: El control de la contaminación del agua incluye el control ambiental interno y el control ambiental externo. El primero implica controlar las fuentes de contaminación, lo cual es difícil y costoso. Este último utiliza capacidades de autopurificación ecológica para controlar la contaminación del agua. La purificación biológica es un medio importante para controlar el entorno externo. La tierra está llena de especies y géneros de organismos que pueden participar en la purificación. A través de actividades metabólicas únicas, absorben, acumulan, descomponen y transforman contaminantes, reducen la concentración y la toxicidad de los contaminantes y, en última instancia, cumplen con los estándares de emisión. Su eficacia y sencillez hacen que la descontaminación biológica sea cada vez más importante. Resumen: Actualmente, casi la mitad de los siete principales sistemas hídricos de mi país están gravemente contaminados y el 86% de las secciones de ríos urbanos generalmente tienen una calidad del agua que excede los estándares. La contaminación del agua no sólo agrava la escasez de agua, sino que también amenaza gravemente la salud física y mental de las personas. Según encuestas preliminares, en mi país 700 millones de personas beben agua con cantidades excesivas de E. coli y 654,38+9 mil millones de personas beben agua con niveles excesivos de sustancias nocivas. Entre ellos, alrededor de 35 millones de personas beben agua con un alto contenido de nitrato, más de 63 millones de personas beben agua con un alto contenido de fluoruro, 2 millones de personas beben agua con un alto contenido de arsénico, más de 38 millones de personas beben agua salobre y hay alrededor de 6.543.8001.000 personas. en zonas endémicas de esquistosomiasis. Muchas ciudades sufren una grave contaminación del agua que amenaza la calidad del agua potable. En la actualidad, los daños causados por la calidad del agua potable han afectado gravemente la vida y la salud de las personas. Al observar estas impactantes cifras, la gente no puede evitar sentir miedo. Sin embargo, cuando la gente está inmersa en una vida material superior y gradualmente olvida estas cosas, ¡el incidente del corte de agua de Harbin de este año ha hecho sonar una vez más la alarma para nosotros! Todas estas realidades hacen que la gente se pregunte: ¿cuáles son las fuentes de estas contaminaciones? La respuesta es: contaminación y desperdicio. Con el desarrollo de la economía, la cantidad de aguas residuales aumenta rápidamente. Sin embargo, la mayor parte de las aguas residuales se vierte directa o indirectamente al agua sin tratamiento, contaminando gravemente los recursos hídricos. Y el despilfarro de los recursos hídricos por parte de la gente hace que los recursos hídricos disponibles sean más escasos. Ante diversas crisis, la gente ha comenzado a prestar atención a la protección de los recursos hídricos y al control de la contaminación del agua. El control de la contaminación del agua incluye el control ambiental interno y el control ambiental externo. El primero implica controlar las fuentes de contaminación, lo cual es difícil y costoso. Este último utiliza la capacidad de purificación del entorno natural para controlar la contaminación del agua. La purificación biológica es un medio importante para controlar el entorno externo. Debido a que hay especies biológicas en todas partes de la Tierra que pueden participar en actividades de purificación a través de sus propias actividades metabólicas únicas, absorben, acumulan, descomponen y transforman contaminantes, reducen la concentración de contaminantes, hacen que las sustancias tóxicas no sean tóxicas y, en última instancia, se reúnen. normas de descarga de agua. Por eso la gente concede gran importancia a la depuración biológica de las aguas residuales. Los métodos comúnmente utilizados son: (1) El tratamiento por precipitación se utiliza para purificar las aguas residuales domésticas. Partiendo de la premisa de que los contaminantes no destruyen la capacidad de autopurificación del cuerpo de agua, se utilizan rejillas simples para mejorar la capacidad de autopurificación del cuerpo de agua a través de las actividades y movimientos de los animales que se alimentan por filtración y se hunden en el agua. , y promover la precipitación de materia suspendida en el cuerpo de agua y enterrarla en el sedimento Purificar las aguas residuales. (2) La acuicultura se utiliza para aguas residuales domésticas e industriales que contienen contaminantes orgánicos. La degradación de contaminantes por parte de organismos acuáticos es una medida eficaz para prevenir la eutrofización de las masas de agua. 1. Las plantas acuáticas autótrofas, como las plantas vasculares acuáticas (abreviadas como plantas acuáticas), tienen buena tolerancia a la contaminación del agua. No sólo pueden mejorar la calidad del agua al absorber CO2 del medio ambiente y liberar O2 a través de la fotosíntesis, sino que también eliminan muchos elementos contaminantes. En la actualidad, se ha descubierto que muchos de ellos tienen fuertes capacidades de purificación de contaminantes orgánicos, pesticidas fenólicos y cianuros y elementos de metales pesados. La tasa de eliminación de DBO en las aguas residuales domésticas por el arroz salvaje y Sagitario puede alcanzar más del 80%; la espadaña, Eichhornia crassipes y el jacinto de agua pueden eliminar el 95% de los contaminantes orgánicos en las aguas residuales del petróleo. Cuando el DDT de Polygonum en el agua es de 0,3 ppb, la concentración en el cuerpo puede alcanzar las 30,3 ppm y el coeficiente de enriquecimiento es de 654,38+ millones. Eichhornia crassipes puede acumular 5468 ppm en agua que contiene 3 ppm de plomo, que es 1823 veces la concentración de plomo en el agua. En agua que contiene 6 ppm de cadmio, los tallos y las hojas pueden absorber 700 ppm de cadmio, y el contenido en las raíces es de 10 a 16 veces mayor que el de los tallos y las hojas. Eichhornia crassipes puede obtener 75 gAg del agua de una mina abandonada cada cuatro días. Muchas plantas acuáticas crecen rápidamente y pueden absorber grandes cantidades de nutrientes N, P y K. Eichhornia crassipes puede absorber N1989kg, P 322kg, K 3188kg; por hectárea por año, almacenar el 60% de Chlorella, Chlorella y Scenedesmus en la superficie del agua puede reducir el contenido de nitrógeno, fósforo, hierro y sodio en solo un día en un 55%, la concentración de contaminación. se puede reducir a casi cero en 9 días, lo que puede convertir completamente las aguas residuales domésticas en agua potable. La plantación de juncos, castañas de agua y espadañas puede purificar las sustancias tóxicas de las aguas residuales industriales.
Por ejemplo, el cianuro se combina con la serina en las cañas para formar alanina, que luego se convierte en asparagina y ácido aspártico, perdiendo así la toxicidad del cianuro; el arsénico, el mercurio y el cadmio se almacenan en las plantas acuáticas, reduciendo así la concentración de sustancias tóxicas en las cañas. concentración de aguas residuales. 2. La cría de animales acuáticos se utiliza para depurar las aguas residuales domésticas. Algunas personas mantienen peces y mariscos en estanques con 1/5 de aguas residuales, pero aún pueden sobrevivir normalmente y su tasa de aumento de peso es mayor que la del agua pura. El uso de aguas residuales para cultivar algunos peces herbívoros no solo puede utilizar nutrientes, sino también utilizar cianobacterias en el estanque como cebo para lograr el propósito de eliminar la eutrofización del cuerpo de agua. Dado que los animales criados con este método suelen tener olores o acumular sustancias nocivas para la salud, afectando su valor comestible, actualmente existen muy pocas aplicaciones e informes sobre el uso de animales acuáticos para depurar aguas residuales. (3) El método del estanque de estabilización biológica es un método tradicional utilizado en el país y en el extranjero para tratar aguas residuales domésticas y aguas residuales petroquímicas, de coque, de fabricación de papel y farmacéuticas. 1. La piscina aeróbica utiliza la absorción, descomposición y oxidación de plantas acuáticas, algas y microorganismos en estanques naturales, depresiones y charcos para purificar las aguas residuales. Es un sistema típico de crecimiento de algas. Gracias a la relación entre algas y bacterias, no sólo las aguas residuales pueden circular y purificarse en el estanque. Las sustancias tóxicas se eliminan mediante química física y bioquímica en el estanque; los contaminantes orgánicos se degradan por microorganismos; los sólidos suspendidos se eliminan debido a la aglomeración y precipitación causada por factores físicos en el estanque, las bacterias patógenas mueren porque no pueden adaptarse al medio ambiente; la proliferación y el crecimiento de algas. Por absorción, el nitrógeno y el fósforo se eliminan parcialmente. Se ha confirmado que un estanque de algas de aguas poco profundas de 30 acres puede tratar 20.000 aguas residuales domésticas y la tasa de eliminación de DBO puede alcanzar entre el 80% y el 95%. 2. Los tanques anaeróbicos utilizan bacterias anaeróbicas y bacterias facultativas para degradar contaminantes orgánicos en condiciones anaeróbicas y generalmente constan de dos pasos. En primer lugar, la hidrólisis, los contaminantes orgánicos macromoleculares insolubles son degradados por las enzimas extracelulares de Bacillus, Proteus y Streptococcus en aminoácidos, monosacáridos y ácidos orgánicos de bajo peso molecular solubles en agua, en segundo lugar, los ácidos orgánicos son degradados por metanobacterias y metanógenos en CO2 y CH4; purificando así las aguas residuales. Este método puede aumentar la profundidad del estanque a 4 metros. Dado que la tasa de eliminación de DBO es solo del 50% al 70%, a menudo se utiliza para el pretratamiento de aguas residuales industriales. (4) El método de lodos activados es adecuado para el tratamiento de grandes plantas depuradoras de aguas residuales y aguas residuales industriales y mineras. Este método forma flóculos biológicos (lodos activados) a partir de aguas residuales que contienen una gran cantidad de contaminantes orgánicos bajo la acción de bacterias aeróbicas. La adsorción de contaminantes por lodos activados y la descomposición y oxidación de sustancias tóxicas por microorganismos, algas, protozoos y oligoquetos en los flóculos se aprovechan para que el agua residual permanezca en el tanque de aireación durante 4 a 10 horas, permitiendo que los contaminantes permanezcan en el Tanque de aireación. El lodo y las aguas residuales se contactan completamente para completar el proceso de purificación. La composición del lodo activado: 1. La composición de los flóculos de lodo es compleja y varía según la naturaleza de las aguas residuales que se tratan, pero la mayoría de los flóculos están formados por micelas bacterianas 2. La biota que vive alrededor de los organismos del lodo incluye principalmente amebas, flagelados, pedópodos y ciliados, especialmente Cladosporium y; Belladona spp. Este método tiene un buen efecto de purificación y actualmente se está desarrollando hacia la perfección. (5) El método de biopelícula se utiliza para purificar las aguas residuales de la industria alimentaria y de la industria de fermentación. En la práctica se utilizan habitualmente filtros biológicos que aprovechan el efecto de adsorción de los materiales filtrantes (granito, antracita, etc.). ) o el plato giratorio retiene las bacterias, algas y microanimales en las aguas residuales para formar una biopelícula con un espesor de 2 ~ 3 mm. Los protozoos se comen las bacterias para renovar continuamente la película, los gusanos se comen los residuos orgánicos y el animal. Los movimientos aflojan la biopelícula pegajosa. La capa exterior de la membrana forma un nicho ecológicamente equilibrado con un espesor de 0,1 ~ 0,2 mm. Cuando las aguas residuales fluyen a través de la biopelícula, los contaminantes orgánicos se absorben rápidamente y se convierten en sustancias metabólicas de las bacterias; los contaminantes solubles se degradan y absorben por microorganismos y se convierten en sustancias para su almacenamiento en el cuerpo; los contaminantes refractarios son lavados por el filtro y eliminados por biodegradación; La biopelícula envejecida excesiva se elimina mediante la depredación de oligoquetos y larvas de insectos. Para garantizar que las aguas residuales estén completamente en contacto con el material del filtro biológico mineralizado, las aguas residuales deben permanecer en el filtro biológico durante 30 minutos y la concentración de contaminantes se reducirá considerablemente. (6) Utilizar el método de oxidación por contacto biológico para tratar las aguas residuales domésticas y las aguas residuales del hilado de lana, la industria química y la pulpa. Este método tiene las características del método de lodos activados y del método de biopelícula. El proceso adoptado es el siguiente: 1. El método del biohierro utiliza los efectos físicos, químicos y biológicos del hierro para tratar las aguas residuales de coque. 2. El método de la biopelícula de carbón activado utiliza el efecto de adsorción del carbón activado para permitir que los microorganismos se multipliquen en la superficie del carbón y degraden los contaminantes; y purificar aguas residuales industriales que contengan compuestos de cloro. 3. Acidificación biológica Tratamiento de aguas residuales industriales con compuestos de nitrobenceno mediante el método de reducción-oxidación. (7) El sistema de tratamiento terrestre se utiliza para tratar las aguas residuales domésticas y las aguas residuales de la industria alimentaria. Este método es un proceso integral de química física y bioquímica.