Los métodos de tratamiento biológico de aguas residuales incluyen

1. Método bioquímico

El método bioquímico se refiere a la eliminación de aguas residuales que contienen metales pesados mediante el tratamiento microbiano de iones solubles en compuestos insolubles. La biorreducción de sulfatos es un proceso bioquímico típico. La ley se encuentra bajo la condición de bacterias reductoras de sulfato anaeróbicas a través de la enajenación de la reducción de sulfato, la reducción de sulfato en H2S, se puede generar la solubilidad de los iones de metales pesados en el agua residual y la precipitación de sulfuro metálico bajo producida por la reacción con H2S y se ha eliminado, al mismo tiempo, la reducción de H2SO4 de SO42 - se puede transferir a S2 - y aumentar el valor de pH del agua residual. Precipitados debido al pequeño producto iónico de muchos hidróxidos de iones de metales pesados. Estudios relevantes han demostrado que la tasa de eliminación de aguas residuales que contienen Cr 6+ con una concentración de 30-40 mg/L mediante el método bioquímico puede alcanzar el 99,67%-99,97% [11]. Algunas personas también utilizan el lodo de digestión anaeróbica de las heces de ganado para tratar los iones de metales pesados en las aguas residuales de las minas ácidas. Los resultados muestran que este método puede eliminar eficazmente el metal pesado en las aguas residuales. Zhao Xiaohong et al. [12] utilizaron la desulfuración de Enterobacter (SRV) para eliminar los iones de cobre en las aguas residuales de galvanoplastia, y la tasa de eliminación alcanzó el 99,12% en una solución con una concentración de masa de cobre de 246,8 mg/L y un pH de 4,0.

2. Floculación biológica

La floculación biológica es un tipo de método de eliminación de aguas residuales que utiliza microorganismos o metabolitos producidos por microorganismos para flocular y precipitar. Los floculantes microbianos son un tipo de metabolitos con actividad floculante producidos por microorganismos y secretados a células extracelulares. Generalmente compuestos de polisacáridos, proteínas, ADN, celulosa, glucoproteínas, poliaminoácidos y otros materiales poliméricos, las moléculas contienen una variedad de grupos funcionales, pueden hacer que las sustancias coloidales suspendidas en el agua se coagulen y precipiten entre sí. Hasta ahora, hay alrededor de una docena de tipos de floculación para metales pesados. Los grupos amino e hidroxilo en los floculantes biológicos pueden formar quelatos estables con Cu2+, Hg2+, Ag+, Au2+ y otros iones de metales pesados y precipitar. La aplicación de la floculación microbiana al tratamiento de aguas residuales es segura, conveniente, no tóxica, sin contaminación secundaria, buen efecto de floculación, crecimiento rápido, fácil de lograr la industrialización, etc. Además, los microbios pueden ser modificados genéticamente, domesticados o construidos para producir cepas con funciones específicas. Por lo tanto, la floculación microbiana tiene una amplia perspectiva de aplicación.

3. Método de adsorción biológica

La biosorción es un método para adsorber iones metálicos disueltos en agua utilizando las características de la estructura química y la composición del propio organismo, y luego eliminar los iones metálicos en solución acuosa mediante la separación de dos fases sólido-líquido. Los polímeros extracelulares se utilizan para separar los iones metálicos. Las proteínas liberadas por algunas bacterias durante el proceso de crecimiento pueden convertir los iones metálicos pesados solubles en la solución en precipitados y eliminarlos. Los biosorbentes se han utilizado ampliamente debido a sus amplias fuentes, bajo precio, fuerte capacidad de adsorción y fácil separación y recuperación de metales pesados.

4. Tratamiento biológico aeróbico

Un método para la descomposición de materia orgánica compleja en aguas residuales mediante microorganismos aeróbicos. Los compuestos orgánicos típicos en las aguas residuales domésticas son carbohidratos, detergentes sintéticos, grasas, proteínas y sus productos de descomposición, como urea, glicina, ácidos grasos, etc. Estos organismos pueden expresarse como COHNS en orden de la cantidad de elementos contenidos en el sistema biológico. Todas las reacciones en el tratamiento biológico aeróbico de aguas residuales se pueden expresar en las siguientes dos fórmulas:

Células microbianas + COHNS + O2 -- → más células + CO2 + H2O + NH3

Estas reacciones son aceleradas por enzimas en el sistema biológico. Según sus reacciones catalíticas, las enzimas se pueden dividir en: Enzima REDOX: cataliza la reacción REDOX de la materia orgánica en la célula, promueve la transferencia de electrones y la hace combinar con la oxidación o deshidrogenación. Se puede dividir en oxidasa y reductasa. Las oxidasas activan el oxígeno molecular y actúan como aceptores de hidrógeno para formar agua o peróxido de hidrógeno. Las reductasas incluyen varias deshidrogenasas que activan el hidrógeno en el sustrato y transfieren hidrógeno a la sustancia reducida mediante coenzimas para oxidar el sustrato y reducirlo mediante cuerpos de hidrógeno. La hidrolasa cataliza la descomposición de la materia orgánica con agua. La hidrólisis es la reacción extracelular más básica, que puede descomponer la materia orgánica macromolecular compleja en moléculas pequeñas, facilitando la penetración de la pared celular. Por ejemplo, la proteína se descompone en aminoácidos, la grasa en ácidos grasos y glicerol, y los polisacáridos complejos en monosacáridos. Además, existen enzimas como la desaminación, descarboxilación, fosforilación y desfosforilación. Muchas enzimas pueden catalizar reacciones solo en presencia de algunas sustancias especiales llamadas coenzimas y activadores. Los iones de potasio, calcio, magnesio, zinc, cobalto, manganeso, cloruro y fosfato son coenzimas o activadores indispensables en las reacciones catalíticas de muchas enzimas. En el tratamiento biológico aeróbico, la materia orgánica en las aguas residuales se oxida y degrada mediante enzimas microbianas en tres etapas: en la primera etapa, las grandes moléculas orgánicas se degradan en unidades constituyentes: monosacáridos, aminoácidos o glicerol y ácidos grasos. En la segunda etapa, los productos de la primera etapa se oxidan parcialmente a una o más de las siguientes sustancias: dióxido de carbono, agua, acetilkyiv A, ácido α-cetoglutárico (o ácido α-oxiglutárico) o ácido oxalacético (también ácido oxalacético). La tercera etapa (el ciclo del ácido tricarboxílico, que es la etapa final de la oxidación orgánica) es la oxidación del acetilkyiv A, el ácido α-cetoglutárico y el ácido oxacético en dióxido de carbono y agua. La materia orgánica libera cierta energía en cada etapa de la degradación oxidativa. Al mismo tiempo que la degradación orgánica, también tiene lugar la síntesis de protoplasma microbiano. Los carbohidratos, proteínas y grasas se sintetizan a partir de las unidades constituyentes de la sustancia afectada en la primera etapa, y se sintetiza aún más el protoplasma de la célula. Los microorganismos obtienen energía sintética durante la oxidación de la materia orgánica.