高鹽度廢水生物處理特性研究.pdf

1、高鹽度廢水是指總含鹽質量分數(shù)至少為1％的廢水；其來源廣泛、成分復雜。廢水中高鹽份的存在，會破壞微生物的細胞膜和菌體內的酶，對微生物的生長產生抑制作用，從而增加了含鹽廢水生物處理的難度。微生物在含鹽環(huán)境中經過馴化后，通過調節(jié)自身新陳代謝，可以適應相應鹽度環(huán)境。目前，國內外采用生物處理法對高鹽度廢水中有機污染物的去除已進行了廣泛的研究，但是對高鹽度廢水中氮和磷，尤其是磷去除規(guī)律的研究還較少；并且對于常規(guī)活性污泥中各菌群在受到鹽度沖擊時，其所

2、能耐受的鹽度范圍沒有明確確定。針對目前高鹽度廢水生物處理存在問題，本論文系統(tǒng)研究了常規(guī)活性污泥在受到鹽度沖擊時，污泥中具有特定處理功能的各菌群所受到的影響；試驗中采用逐步增加污水中鹽度的方法，在含鹽環(huán)境中對污泥進行長期馴化，并深入研究了馴化過程中耐鹽污泥硝化功能、反硝化功能以及生物除磷性能的變化；同時對嗜鹽菌的生長特性進行了初步研究。 研究結果表明，常規(guī)活性污泥在受到鹽度沖擊時，其活性會降低，當環(huán)境中含鹽濃度超過30 g／L后，

3、污泥耗氧速率(SOUR)降低超過70％。硝化菌對鹽度比亞硝化菌更敏感，適應于淡水環(huán)境的硝化菌在受到含鹽濃度為10 g／L的廢水連續(xù)沖擊時，其硝化功能會完全被抑制。反硝化菌對鹽度的敏感性比硝化菌低得多。聚磷菌對鹽度也很敏感，在高鹽環(huán)境中其厭氧階段釋磷和好氧階段吸磷均會受到明顯的抑制；在受到含鹽濃度為20g/L的廢水連續(xù)沖擊時，聚磷菌除磷能力將遭到完全破壞。 常規(guī)活性污泥在含鹽環(huán)境中經過馴化后，污泥結構、生物相、污泥沉淀性能以及污泥

4、活性均會發(fā)生變化。耐鹽污泥中原生動物數(shù)量和種類明顯減少，所形成的污泥顆粒小，且比較密實。隨著鹽度增加，微生物產生的胞外聚合物的量增多，從而可以減少高鹽度對菌體的破壞。耐鹽污泥沉淀性能好，SVI值一般為30～40 mL／g左右；馴化過程中，污泥容積指數(shù)(SVI)呈現(xiàn)出先降低然后又增高的趨勢。經過馴化后的耐鹽污泥活性明顯提高。 采用逐步提高廢水中鹽度的方法，將污泥在含鹽環(huán)境中進行長期馴化，本試驗成功馴化出耐鹽微生物；并且在高鹽度環(huán)境

5、中，耐鹽微生物能夠有效地將廢水中的氮磷等污染物去除。污泥馴化開始階段，由于硝化菌對鹽度比亞硝化菌更敏感，當含鹽濃度達到10g/L時硝化菌幾乎完全被抑制；而亞硝化菌對鹽度的變化適應能力強，并且其生長速率高于硝化菌，在含鹽環(huán)境中馴化70 d后，亞硝化菌數(shù)量明顯增加，硝化反應速率加快。含鹽濃度低于20g/L時，由于耐鹽硝化菌數(shù)量少，限制了N0<,2>-N向N0,3><,->-N轉化，導致硝化反應過程中亞硝態(tài)氮大量累積。經過約150 d的馴化后

6、，耐鹽硝化菌數(shù)量逐步增加，相應地加快了NO<,2><'->N向NO<,3><'->-N的轉化速率，因此在馴化后一階段(含鹽濃度為25g／L～35g／L時)，硝化反應過程中亞硝態(tài)氮的累積量逐漸降低，反應最終產物以硝態(tài)氮為主。研究結果表明，硝化菌經過長期馴化后，可以適應高鹽環(huán)境，并且馴化后的耐鹽硝化菌能快速地將氨氮氧化。污泥在含鹽環(huán)境中經過馴化后，能夠穩(wěn)定地進行反硝化反應，反硝化速率大約為10～16 mgNO<,3><'->-N／gVSS-

7、h。聚磷菌在含鹽環(huán)境中經過長期馴化后，也能夠適應高鹽度環(huán)境；廢水中含鹽濃度低于32.5 g／L時，利用耐鹽聚磷菌能獲得較好的除磷效果，經過3～7 h的好氧吸磷階段，可以使出水PO<,4><'3->-P濃度低于O.5mg/L；當含鹽濃度超過35g／L后，好氧階段吸磷速率明顯降低。 本試驗研究了環(huán)境因素變化對耐鹽污泥硝化功能、反硝化功能以及生物除磷性能的影響。研究結果表明，溫度對耐鹽污泥硝化反應速率影響較大，與30℃時的污泥比硝化速

8、率相比，水溫10℃時，污泥比硝化速率降低77％；耐鹽污泥中的硝化菌在pH值為8.O～8.5左右時，活性最高；當處理系統(tǒng)中鹽度發(fā)生變化時，鹽度增加對耐鹽硝化菌的影響比鹽度降低要大得多。耐鹽污泥反硝化過程最適宜pH值為7.0～8.0。鹽度增加對聚磷菌的影響比鹽度降低要大得多，在受到鹽度更高的廢水沖擊后，聚磷菌除磷功能大幅下降，甚至會完全失去生物除磷功能。 本論文研究中發(fā)現(xiàn)硝化反應過程中亞硝酸鹽的累積會抑制聚磷菌好氧吸磷，而目前關于這

9、方面的研究還未見報道。本論文系統(tǒng)研究了不同濃度的亞硝酸鹽在不同pH值下對聚磷菌好氧吸磷過程的影響，并進一步研究了在含鹽濃度為15g/L的條件下硝化反應過程中亞硝酸鹽的累積對聚磷菌好氧吸磷過程的影響。研究結果表明，亞硝酸鹽對聚磷菌好氧吸磷的抑制作用主要與亞硝酸(FNA)濃度有關，在pH值為7.0～8.0的環(huán)境中，混合液中FNA濃度達到0.002mg/L時，聚磷菌好氧吸磷受到的抑制作用為35％左右：FNA濃度超過0.005 mg/L后，聚磷

10、菌受到的抑制作用達到60～70％。在硝化反應過程中，若出現(xiàn)亞硝態(tài)氮的大量累積則對生物除磷有很大影響，尤其進水氨氮濃度高時，在高N0<,2>-N濃度和低pH值的雙重作用下，處理系統(tǒng)中FNA濃度大幅增加，對聚磷菌好氧吸磷會產生較強的抑制作用，使得處理系統(tǒng)中磷酸根去除率明顯降低。 本試驗從含鹽率為3％、5％、10％及15％的環(huán)境中分離出嗜鹽菌株，并測定了不同鹽度下嗜鹽菌生長速率。研究結果表明，環(huán)境中含鹽濃度越高，嗜鹽菌生長速率越低，世