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(zhì)量分?jǐn)?shù)至少為1％的廢水；其來源廣泛、成分復(fù)雜。廢水中高鹽份的存在，會破壞微生物的細(xì)胞膜和菌體內(nèi)的酶，對微生物的生長產(chǎn)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(jīng)過馴化后，通過調(diào)節(jié)自身新陳代謝，可以適應(yīng)相應(yīng)鹽度環(huán)境。目前，國內(nèi)外采用生物處理法對高鹽度廢水中有機(jī)污染物的去除已進(jìn)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(shí)，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(shí)，污泥中具有特定處理功能的各菌群所受到的影響；試驗(yàn)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(jìn)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(shí)對嗜鹽菌的生長特性進(jìn)行了初步研究。 研究結(jié)果表明，常規(guī)活性污泥在受到鹽度沖擊時(shí)，其活性會降低，當(dāng)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(yīng)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(shí)，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(shí)，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(jīng)過馴化后，污泥結(jié)構(gòu)、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(shí)。隨著鹽度增加，微生物產(chǎn)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(jīng)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(jìn)行長期馴化，本試驗(yàn)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(dāng)含鹽濃度達(dá)到10g/L時(shí)硝化菌幾乎完全被抑制；而亞硝化菌對鹽度的變化適應(yīng)能力強(qiáng)，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(yīng)速率加快。含鹽濃度低于20g/L時(shí)，由于耐鹽硝化菌數(shù)量少，限制了N0<,2>-N向N0,3><,->-N轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致硝化反應(yīng)過程中亞硝態(tài)氮大量累積。經(jīng)過約150 d的馴化后

6、，耐鹽硝化菌數(shù)量逐步增加，相應(yīng)地加快了NO<,2><'->N向NO<,3><'->-N的轉(zhuǎn)化速率，因此在馴化后一階段(含鹽濃度為25g／L～35g／L時(shí))，硝化反應(yīng)過程中亞硝態(tài)氮的累積量逐漸降低，反應(yīng)最終產(chǎn)物以硝態(tài)氮為主。研究結(jié)果表明，硝化菌經(jīng)過長期馴化后，可以適應(yīng)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(jīng)過馴化后，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行反硝化反應(yīng)，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(jīng)過長期馴化后，也能夠適應(yīng)高鹽度環(huán)境；廢水中含鹽濃度低于32.5 g／L時(shí)，利用耐鹽聚磷菌能獲得較好的除磷效果，經(jīng)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(dāng)含鹽濃度超過35g／L后，好氧階段吸磷速率明顯降低。 本試驗(yàn)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(jié)果表明，溫度對耐鹽污泥硝化反應(yīng)速率影響較大，與30℃時(shí)的污泥比硝化速

8、率相比，水溫10℃時(shí)，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(shí)，活性最高；當(dāng)處理系統(tǒng)中鹽度發(fā)生變化時(shí)，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?xí)耆ド锍坠δ堋?本論文研究中發(fā)現(xiàn)硝化反應(yīng)過程中亞硝酸鹽的累積會抑制聚磷菌好氧吸磷，而目前關(guān)于這

9、方面的研究還未見報(bào)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(jìn)一步研究了在含鹽濃度為15g/L的條件下硝化反應(yīng)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(jié)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(guān)，在pH值為7.0～8.0的環(huán)境中，混合液中FNA濃度達(dá)到0.002mg/L時(shí)，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(dá)到60～70％。在硝化反應(yīng)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(jìn)水氨氮濃度高時(shí)，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(chǎn)生較強(qiáng)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(yàn)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(jié)果表明，環(huán)境中含鹽濃度越高，嗜鹽菌生長速率越低，世