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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5～8g/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30g/L的NaCl时,系统的BOD去除率降低了30%。而当污泥经30g/L的NaC1驯化后,当瞬间降低反应器内的盐浓度到2g/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250mg/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,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20g/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SVI值增加,但在盐度为6%时,SVI值也只有97mL/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(5000mg/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3124mg/L时,出水COD平均浓度为265mg/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,直到CODcr有机负荷VSS达到1.0kg/(kg·d)时,含盐量为35000mg/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