©2010-2026 宁波自信网络信息技术有限公司 版权所有
客服电话：0574-28810668 投诉电话：18658249818
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490
关注我们 ：
1、高盐度废水的生物处理进展 前 言 高盐度有机废水,是指总含盐量(以NaCl含 量计)至少为1%的废水,盐量主要来源于两个方 面:一是海水直接利用于工业生产和生活用水,二 是有些工业企业生产过程中排放的高盐度废 水[ 1 ] 。目前,许多国家、特别是一些干旱地区和沿 海地区,水资源短缺问题愈演愈烈,为了缓解淡水 资源日益紧缺的局面,一些沿海地区已经推行海水 直接利用于工业生产和生活用水,导致了排放废水 中含有大量的无机盐。另外,一些工业品生产,如 杀虫剂、除草剂、有机过氧化物、制药和染料等化学 制造业,肉类加工厂和海产品加工厂等的生产废水 中,也含有大量的无机盐。 一
2、般情况下,高盐度废水的有机物含量也很 高,如果未经处理直接排放,会给生态环境带来极 大的污染和危害,严重影响人们的生活质量和身体 健康。因此,对含盐废水处理工艺的研究也越来越 深入。通常情况下,过去都是采用物化法来处理此 类废水,而不采用生物处理工艺,因为高盐度会对 生物系统产生抑制作用,但物化方法却会消耗大量 的能源,启动和运行的成本都非常高。目前,人们 正在研究可以代替物化方法的处理工艺,这些工艺 大部分都涉及到好氧或厌氧生物处理。文中综合 了国内外的有关文献,综述了生物法处理高盐度有 机废水的研究进展。 1 好氧生物处理高盐度废水 1. 1 盐度对好氧生物系统的
3、影响 尽管Ludzack和Noran[ 2 ]研究发现,当废水中 的氯离子浓度大于5～8 g/L 时,就会对传统的好 氧生物处理系统产生抑制作用。但实践证明,活性 污泥只要经过适当驯化,利用微生物处理高盐分废 水是可能的。通过逐步提高有机负荷和盐浓度的 方法,可驯化出耐盐浓度3% ～5% (甚至更高)的 污泥。一般情况下,盐度越高,污泥驯化的时间越 长,经驯化的菌群发生变化,菌胶团以嗜盐菌为主。 研究发现,盐浓度的变化对生物处理系统存在 影响,高含盐有机废水不利于生物处理,盐浓度的 波动对生物处理影响更大。文湘华等[ 3 ]认为,盐 2008年6月刘克山1高盐度废水的生
4、物处理进展· 59· 浓度的变化过大,会导致细胞组分的分解,在延时 曝气工艺中,盐度的急剧增高,导致BOD去除率降 低;反之,当进水由含盐水换成一般废水时,曝气池 中污泥浓度降低。降低含盐浓度比增加含盐浓度, 对微生物的影响更大,当无盐系统突然加入30 g/L 的NaCl时,系统的BOD去除率降低了30%。而当 污泥经30 g/L的NaC1驯化后,当瞬间降低反应器 内的盐浓度到2 g/L,系统的BOD去除率则降低了 75%左右。刘洪亮[ 4 ] 利用生物滤池进行研究表 明,在盐浓度为250 mg/L环境中,稳定运行的活性 污泥系统受不同盐浓度的冲击,在系统恢复的过程 中
5、发现,冲击幅度小的则恢复较快,冲击幅度大的 则恢复较慢,当系统恢复稳定后, BOD去除率比无 盐时低10%。由此可见,高含盐废水的生物处理, 盐浓度的大幅度变化,会影响高含盐废水生物处理 系统的正常运行。盐浓度的改变,直接影响渗透压 的变化,渗透压的急剧变化,会直接导致细胞活性 降低,甚至死亡。所以在高含盐有机废水的生物处 理系统中,应该加强对盐浓度的监测和控制,使盐 浓度的波动控制在一定范围之内,从而使生物处理 系统始终保持在稳定的运行状态。 但是,也有一些学者得出了截然相反的结论。 他们认为,高盐度不会降低废水生物处理的有机物 去除率,适当的含盐量可以提高污泥絮凝性
6、还对 生物处理系统起到稳定作用。例如Campos等[ 5 ] 发现,盐度对污泥的沉降性能影响很轻微,并不会 对污泥的物理性质产生长久的影响。实验表明,在 活性污泥反应器中, VSS浓度达到20 g/L。Kargi 和Uygur[ 6 ]用SBR处理含盐废水时发现,尽管盐度 增加会导致SV I值增加,但在盐度为6%时, SV I值 也只有97 mL /g,而且污泥的沉降性能很好。出现 这些分歧,可能是由于盐分对污泥沉降性能的影 响,不仅取决于盐分的浓度,还可能取决于废水中 所含盐分的种类。盐分可以增加混合液的重量,这 不利于污泥的沉降,同时盐分还可以增加电荷强 度,这有
7、利于污泥的沉降。 1. 2 好氧处理高盐度废水的实践 文守成等人[ 7 ]利用SBR 法,经过四周驯化培 养耐盐活性污泥,来处理高含盐油田废水,实验结 果表明,在较高含盐量(5 000 mg/L)的生物制药废 水中,大多数微生物能在其中存活和繁殖,并能形 成菌胶团,保证了废水生化处理系统的良好活性, 废水的处理效率较高, SBR池进水COD平均浓度 为3 124 mg/L 时, 出水COD 平均浓度为 265 mg/L, COD平均去除率为91. 5%。 杨健等[ 8 ]对处理高盐度废水的活性污泥驯化 进行了研究。他们取城市污水处理厂的回流污泥, 按一定步骤进行驯化,直
8、到CODcr有机负荷VSS达 到1. 0 kg/ ( kg·d)时,含盐量为35 000 mg/L。结 果表明:驯化污泥的有机物去除效果,明显好于未 驯化污泥的有机物去除效果,驯化污泥具有良好的 有机物吸附和氧化能力, CODcr去除率可稳定在 90%以上。未驯化的污泥,则出现明显的中毒现 象。驯化污泥经4～6周的培养,逐渐成熟,外观颜 色变为浅棕黄色, SV I值在55～80之间,污泥絮凝 颗粒细小而紧密。尽管证明了活性污泥对盐度适 应的可能性,但是,其中存在的最大问题,在于微生 物对这种适应性,一般都被限制在盐分小于5%才 具有可能性[ 9 ] ,否则,很容易出现污泥
9、膨胀,污泥 絮凝性能下降,出水SS升高,有机物和氨氮去除率 降低。因此,最好采用特殊的微生物,来处理高盐 度废水,目前研究最多的,就是接种嗜盐菌来处理 高盐度废水。 C. R. Woolard[ 10 ]从大盐湖分离出嗜盐菌,分别 在序批式反应器和序批式膜反应器中培养,实验结 果表明,嗜盐菌并不需要很复杂的营养物质,要维 持酚的降解,只需要15% (150 g/L)的盐、氨、磷和 铁。含盐质量分数为1% ～15%的合成酚废水,经 过12 h (反应时间7 h)处理后,酚的去除率为99% 左右,出流悬浮物较高, SV I为100 mg/L 以上, SS 为50 mg/L
10、左右。Kargi等[ 11 ]人在2000 年,利用 含有嗜盐菌的系统,用活性污泥法成功的处理了油 田废水, COD 去除率达到了95%。同样, Kubo 等[ 12 ]利用序批式反应器处理盐度为15%的酸洗 废水, COD去除率达到了90%。另外, Bozo等[ 13 ] 在用活性污泥法净化高盐度油田废水时,研究了 PAC对活性污泥系统的影响。实验结果发现,过 高的水力负荷,会导致生物反应器的污泥流失,添 加PAC后,其与废水表面混溶,能够增加反应器的 污泥体积指数,降低出水的SS,并且能够促进污染 物的降解。这是由于PAC的吸附以及起到了固定 微生物的作用,微生物附着
11、在PAC表面,可以防止 因为水力负荷过高而导致生物量的流失。 2 厌氧生物处理高盐度废水 2. 1 盐度对厌氧生物系统的影响 大量含盐有机废水,采用厌氧处理更具有实用 性。经过连续驯化的厌氧污泥可以适应更高的盐 ·6 0· 刘克山1高盐度废水的生物处理进展第21卷第3期 度,对盐度的抗冲击性更强。厌氧条件下,甲烷菌 活性会受到盐度的抑制,特别是当向厌氧反应器投 加NaOH和Na2 CO3 调节pH值时,钠离子的影响 就不容忽视。海产品加工的废水中,含高浓度的离 子主要是Na+ 、Cl- 和SO2 - 4 。Gumersindo Ferjoo[ 14 ] 利用UASB研
12、究了VFA的甲烷化反应,当钠离子 质量浓度从3 g/L 增加到16 g/L,硝化作用减少 50% ,厌氧污泥显示了较高的耐盐性。经过40 d 的硝化反应,当钠离子质量浓度为21. 5 g/L时,甲 烷菌活性增加了45%。当阴阳离子同时存在时, 产生拮抗作用,从而影响了钠离子的毒性。所以, 废水中含海水盐度较含钠盐度更好处理。温度也 是重要的影响因素,高温细菌产生污泥聚集,而中 温细菌没有污泥聚集或絮凝现象。 2. 2 厌氧处理高盐度废水的实践 近l0多年来,厌氧技术的发展,随着科研人员 对厌氧反应机理的深入研究而有了长足的进步。 各种厌氧反应器,如UASB、AF、EGS
13、B、IC、厌氧水 解等,已相继在国内外的生产中得到广泛的应用。 厌氧技术处理的对象,不仅从高浓度有机废水向 中、低浓度延伸,还从处理含低离子浓度的废水,向 含中、高离子浓度的废水过渡。 Arjen Rinzema[ 15 ]研究了UASB反应器中盐度 对硝化的影响, pH值为6. 5～7. 2时,盐度分别为 5 g/L、10 g/L和14 g/L 时,乙酸形成甲烷会减少 10% 、50% 、100%。 RamonMendez[ 16 ]利用中温和高温厌氧滤池 (MAF和TAF) ,处理高浓度含盐工业废水,该废水 含COD为10～50 g/L,含Cl- 为8～9 g/L,含
14、Na+ 为5～12 g/L,实验分别采用MAF和TAF进行。 经过9个月的启动期后,即使在COD有机负荷率 高达9 kg/ (m3 · d ) ( TAF) 和24 kg/ (m3 · d ) (MAF) ,氯离子质量浓度达到13 g/L,实验仍然运 行平稳, COD 去除率高达73% ( TAF ) 和64% (MAF) ; COD 甲烷化达到69% ( TAF ) 和66% (MAF) 。硫酸根离子完全被去除, H2 S浓度在生 物气中占3%～4%。 P. Balslev. Olesen[ 17 ]对厌氧滤池(AF)和厌氧 流化床(AFB)进行研究。对含盐量2% ～4%
15、的废 水, COD 有机负荷从2. 6 kg/ (m3 · d ) 增加到 12. 5 kg/ (m3 ·d) (AF)和15 kg/ (m3 ·d) (AFB) , 实验未出现抑制现象,气体产量和污泥量均没有太 大的变化。 Rovirosa等[ 18 ]利用下流式厌氧混合床反应器 (DFAFBR) ,处理含盐量为15 g/L的猪场废水时, 发现水力停留时间对系统处理效果产生了影响:当 水力停留时间为96 h, COD去除率超过90% ,当水 力停留时间为12 h, COD去除率则降为68%。 3 厌氧/好氧组合工艺处理高盐度废水 虽然好氧法和厌氧法都能处理高盐度废水,但
16、 是有机物的去除效果并不是十分理想,因此,越来 越多的研究者将两种方法组合起来,以提高高盐度 废水的处理效果。厌氧阶段对于稳定有机物密度 和种类,以及抗冲击负荷有非常重要的作用,还能 为后续好氧段减少有机负荷,降低废水的毒性和提 高降解率,降低好氧阶段的建设和运行费用。另 外,通过厌氧阶段的反硝化反应和好氧阶段的硝化 反应,还可以达到脱氮除磷的目的。 刘洁玲[ 19 ]应用A - B 二段法,对处理高含盐 量皂化废水进行了研究,试验结果表明:在含盐量 为2% ,变化幅度小于2. 5%时,采用A - B二段接 触氧化法处理环氧丙烷皂化废水,不需要专门的耐 盐菌种, CO
17、D总去除率可达到80% ～86%,使处理 后的水质达到一级排放标准。 Tsuneda等[ 20 ]分别考察了单一的硝化、反硝化 和厌氧- 好氧过程中,盐度与N的去除率之间的 关系。实验表明,在硝化过程中,当盐度从1%提 高到2%时,稳定期的N2O转化率增长了2. 2倍, 从0. 22%提高到0. 48%;在反硝化过程中,盐度从 3%提高到5%时,对N2O的转化率并没有明显的 影响; 在厌氧- 好氧活性污泥系统中,当盐度为 3%时,稳定期的N2O 转化率明显增长,当盐度从 1. 6%提高到3%时, 其转化率从0. 7% 提高 到13%。 Panswad和Anan[ 21
18、]研究了未经驯化和驯化的 活性污泥,对厌氧/缺氧/好氧组合系统处理含盐废 水的影响,水力停留时间为14 (2 + 2 + 12) h,泥龄 为10 d,结果发现,未经驯化系统,当盐分从0 g/L 上升到30 g/L 时, COD 去除率从90%下降到 60% ,N的去除率从88%下降到68%。而经过驯 化的系统,当盐分从0. 5%提高到3%时, COD 去 除率则从90%下降到71% ,N的去除率从85%下 降到70%。并且他认为,厌氧反硝化过程对高盐 度有较强的抗冲击能力,在冲击期,两个系统对P 的去除率都很低,经过驯化的系统,重新达到稳定 状态,需要的时间比未经驯化的
19、系统要少。 (下转第115页) 2008年6月张 泓1基层污染减排管理工作刍议·1 15 · 核”以及“打和牌”的现象;对工作失职或故意为企 业隐瞒超标数据的考核人员,要及时提出批评,责 令整改;构成违纪的,纪检监察部门要根据情节,予 以行政处分和经济处罚,对情节严重的,要移交司 法机关处理。 3 结 语 污染减排是“十一五”期间的约束性指标,是 推动生态文明建设的战略性措施和重要抓手。在 具体操作时,应提升减排工作思维理念,摆脱传统 的减排资料统计中出现的思维惯性,确立科学的减 排指标体系、核算体系,杜绝数据填报过程中的闭 门造车现象;要从“三大体系”入手,系统核查数据 的真实性、方法之间的一致性、约束性指标的可达 性;要确立全新的系统考核机制,强势推进污染减 排工作的提升。 (上接第60页) 4 结 论 介绍了好氧、厌氧和他们的组合工艺,生物法 处理高盐度废水的研究进展情况。虽然生物法处 理此类废水受到盐度的影响,但可以看出,当废水 盐度小于5%时,利用传统的活性污泥法就可以驯 化出耐盐菌,经过一段时间的适应后,就能有效地 去除高盐废水中的有机物。而如果要处理更高盐 度的废水,最好的方法就是接种嗜盐菌。此外,组 合工艺比单一处理工艺,也显示出更大的优势
©2010-2026 宁波自信网络信息技术有限公司 版权所有
客服电话：0574-28810668 投诉电话：18658249818
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490
关注我们 ：
