（环境工程专业论文）高盐度废水生物处理特性研究.pdf

， 试验成功驯化出耐盐微生物；并且在高盐度环境中，耐盐微生物能够有效地将 废水中的氮磷等污染物去除。污泥驯化开始阶段，由于硝化菌对盐度比亚硝化 菌更敏感，当含盐浓度达到1 0g l 时硝化菌几乎完全被抑制；而亚硝化菌对盐 度的变化适应能力强，并且其生长速率高于硝化菌，在含盐环境中驯化7 0d 后， 亚硝化菌数量明显增加，硝化反应速率加快。含盐浓度低于2 0g 几时，由于耐 盐硝化菌数量少，限制了n 0 2 - n 向n 0 3 - n 转化，导致硝化反应过程中亚硝态 氮大量累积。经过约1 5 0d 的驯化后，耐盐硝化菌数量逐步增加，相应地加快 了n 0 2 - - n 向n 0 3 - - n 的转化速率，因此在驯化后一阶段( 含盐浓度为2 5g l 3 5g 几时) ，硝化反应过程中亚硝态氮的累积量逐渐降低，反应最终产物以硝态 氮为主。研究结果表明，硝化菌经过长期驯化后，可以适应高盐环境，并且驯 化后的耐盐硝化菌能快速地将氨氮氧化。污泥在含盐环境中经过驯化后，能够 稳定地进行反硝化反应，反硝化速率大约为1 0 1 6m g n 0 3 - n g v s s h 。聚磷菌 在含盐环境中经过长期驯化后，也能够适应高盐度环境；废水中含盐浓度低于 3 2 5g l 时，利用耐盐聚磷菌能获得较好的除磷效果，经过3 7h 的好氧吸磷 阶段，可以使出水p 0 4 3 - - p 浓度低于o 5r a g l ；当含盐浓度超过3 5g l 后，好氧 阶段吸磷速率明显降低。 本试验研究了环境因素变化对耐盐污泥硝化功能、反硝化功能以及生物除 磷性能的影响。研究结果表明，温度对耐盐污泥硝化反应速率影响较大，与 3 0 c 时的污泥比硝化速率相比，水温1 0 时，污泥比硝化速率降低7 7 ；耐 盐污泥中的硝化菌在p h 值为8 0 8 5 左右时，活性最高；当处理系统中盐度 发生变化时，盐度增加对耐盐硝化菌的影响比盐度降低要大得多。耐盐污泥反 硝化过程最适宜p h 值为7 0 8 0 。盐度增加对聚磷菌的影响比盐度降低要大 得多，在受到盐度更高的废水冲击后，聚磷菌除磷功能大幅下降，甚至会完全 失去生物除磷功能。 本论文研究中发现硝化反应过程中亚硝酸盐的累积会抑制聚磷菌好氧吸 磷，而目前关于这方面的研究还未见报道。本论文系统研究了不同浓度的亚硝 酸盐在不同p h 值下对聚磷菌好氧吸磷过程的影响，并进一步研究了在含盐浓 度为1 5g l 的条件下硝化反应过程中亚硝酸盐的累积对聚磷菌好氧吸磷过程的 影响。研究结果表明，亚硝酸盐对聚磷菌好氧吸磷的抑制作用主要与亚硝酸 p r ； h tpil ；：，￥；+，j；矿 ( f n a ) 浓度有关，在p h 值为7 o 8 0 的环境中，混合液中f n a 浓度达到0 0 0 2 m g l 时，聚磷菌好氧吸磷受到的抑制作用为3 5 左右；f n a 浓度超过0 0 0 5 m g l 后，聚磷菌受到的抑制作用达到6 0 7 0 。在硝化反应过程中，若出现亚硝态 氮的大量累积则对生物除磷有很大影响，尤其进水氨氮浓度高时，在高n 0 2 。n 浓度和低p h 值的双重作用下，处理系统中f n a 浓度大幅增加，对聚磷菌好氧 吸磷会产生较强的抑制作用，使得处理系统中磷酸根去除率明显降低。 本试验从含盐率为3 、5 、1 0 及1 5 的环境中分离出嗜盐菌株，并测定 了不同盐度下嗜盐菌生长速率。研究结果表明，环境中含盐浓度越高，嗜盐菌 生长速率越低，世代时间越长。在含盐率为3 的环境中，细菌比生长速率能达 到0 8 8h - i 左右，世代时间约为5 0 6 0 m i a ；而在含盐率为1 5 的环境中，嗜盐 菌比生长速率仅为0 3h 1 左右，世代时间约为1 4 0 1 7 0m i l l 。在盐度很高的环 境中( 含盐率大于i o ) ，嗜盐菌对有机物的降解速率慢。 一 关键词：高盐度废水；常规活性污泥；耐盐污泥；硝化；反硝化；生物除磷； 亚硝酸盐；嗜盐菌 m 、 s t u d yo fb i o i o g i c a it r e a t m e n to fh i g h s a li n i t y w a s t e w a t e r a b s t r a c t m a n yp r o c e s s e sg e n e r a t eh i g h s a l i n i t yw a s t e w a t e r s w h i c hc o n t a i na tl e a s tl t o t a ld i s s o l v e ds o l i d s s a l tc o n c e n t r a t i o n sm o r et h a n1 c a nc a n s eb a e t e r i a l p l a s m o l y s i sa n dl o s s o ft h em e t a b o l i cf u n c t i o n s f o rt h i s r e a s o n ，h i g h - s a l i n i t y w a s t e w a t e ri so f t e nd i f f i c u l tt ot r e a t u s i n gb i o l o g i c a lp r o c e s s e s w h e nt h e m i c r o o r g a n i s m sa r ea c c l i m a t e di nh i ! g hs a l tc o n c e n t r a t i o n sf o ral o n gp e r i o d , t h e c u l t u r e sa r ec a p a b l eo fs u r v i v i n gi nh y p e r s a l i n ee n v i r o n m e n t sb yr e g u l a t i n gt h e i r m e t a b o l i cf u n c t i o n s c a r b o nr e m o v a li nh i 曲一s a l i n i t yw a s t e w a t e rh a sb e e nw i d e l y s t u d i e d h o w e v e r , b i o l o g i c a ln i t r o g e na n dp h o s p h o r u sr e m o v a li nh i 曲s a l i n i t y w a s t e w a t e rs o e l a 3 st ob ev e r yp o o r l ys t u d i e d a n dt h e e f f e c to fs a l tc o n t e n to n c o n v e n t i o n a lc u l t u r e si sn o tc l e a r i nt h i sr e s e a r c h ，t h ea c t i v a t e ds l u d g ed e r i v e df r o m c o n v e n t i o n a lt r e a t m e n tp r o c e s s e sw a sa c c l i m a t e di nt h es a l i n ee n v i r o n m e n tb y g r a d u a l l yi n c r e a s i n gs a l i n i t y a n d t h ee f f e c t so fh i g hs a l i n i t yo nt h en i t r i f i e r s ， d e n i t r i f i e r sa n dp h o s p h a t ea c c u m u l a t i n gm i c r o o r g a n i s m s ( p a o ) d u r i n gt h e a c c l i m a t i o np e r i o dw e r ei n v e s t i g a t e d i np r e l i m i n a r yr e s e a r c h , t h ee f f e c t so fs a l tc o n t e n t so nt h em u n i c i p a la c t i v a t e d s l u d g e ( n o n - a d a p t e da c t i v a t e ds l u d g e ) w e r cs t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e b i o a e t i v i t i e so fn o n - a d a p t e ds l u d g ed e c r e a s e dr e m a r k a b l yw h e nt h es y s t e mw a s s h o c k e dw i t hh i g hs a l tc o n c e n t r a t i o n s d u r i n gt h es h o c ks t a g e ，t h e 印e c i f i co x y g e n u p t a k e r a t e ( s o u r ) d e c r e a s e d 7 0 a ts a l t c o n t e n t o f 3 0 9 l n i t r o b a c t e rs e e m e d t o b em o r es e n s i t i v et oh i g h s a l i m t yt h a nn i t r o s o m o n a s t h en i t r i f i c a t i o np r o c e s sw a s c o m p l e t e l yi n h i b i t e d a ts a l tc o n t e n to f1 0g 几t h ed e n i t r i f i e r sp o s s e s s e dab e t t e rs a l t t o l e r a n c ec a p a b i l i t yt h a nt h en i t r i f i e r s w h e np a ow a ss u b j e c t e dt os h o c kl o a d so f s a l t ，p h o s p h a t er e l e a s eu n d e ra n a e r o b i c c o n d i t i o n sa n dp h o s p h a t eu p t a k eu n d e r a e r o b i cc o n d i t i o n sw e r ei n h i b i t e ds e v e r e l y c o m p l e t e l o s so f p h o s p h a t ea e c o m u l a t i o n c a p a b i l i t ya p p e a r e da ts a l tc o n t e n to f 2 0g ，l i tw a so b s e r v e dt h a tt h ea n a o u n ta n ds p e c i e so f p r o t o z o ar e d u c e dg r a d u a l l yw i t h ， ；t h ei n c r e a s i n gs a l i n i t yd u r i n gt h ea c c l i m a t i o np e r i o d t h ea e c l i r n a t e ds l u d g ef l o ew a s 。s m a l l e rt h a nt h eu n a c c l i m a t e ds l u d g e a th i g h e rs a l tc o n t e n t , al a r g e ra m o u n to f e x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ( e p s ) ，w h i c hc o u l dp r o t e c tt h eb a c t e r i aa g a i n s t m g hs a l i n i t y , w a so b s e r v e db ys c a n n i n ge l e c t r o n i cm i c r o s c o p e ( s e m ) t h e a c c l i m a t e ds l u d g eh a dg o o ds e t t l i n gp r o p e r t i e s s l u d g ev o l u m e t r i ci n d e x ( s v l ) w a s a b o m3 0 4 0m l g w h e nt h es a l tc o n t e n tw a sl o w e rt h a n2 0g ，l ，s v id e c r e a s e d w i t ht h ei n c r e a s e ds a l tc o n t e n t a ts a l tc o n t e n th i g h e rt h a n2 0g l ，s v ii n c r e a s e d g r a d u a l l y 髂s a l i n i t yi n c r e a s e d t h eb i o a c t i v i t i e so f a c c l i m a t e ds l u d g ew e r ei m p r o v e d s i g n i f i c a n t l y w i t ha l la d e q u a t ea d a p t i o np e r i o da n ds l o w l yi n c r e a s e ds a l tc o n c e n t r a t i o n ， m u n i c i p a la c t i v a t e ds l u d g ec o u l db ea d a p t e dt oh i g h - s a l i n i t ye n v i r o n m e n t a n dt h e a d a p t e ds l u d g ec o u l db eu s e dt or e m o v en i t r o g e na n dp h o s p h o r u si nh i g h - s a l i n i t y w a s t e w a t e re f f e c t i v e l y i nt h i ss t u d y , i tw a sf o u n dt h a tn i t r o b a c t e rw a sm o r e s e n s i t i v et ol l i g hs a l i m t yt h a nn i t r o s o m o n a s t h u s t h eb i o m a s so fn i t r o b a c t e rw a s m u c hl o w e rt h a nt h a to f n i t r o s o m o n a sa ts a l tc o n t e n tl o w e rt h a n2 0g l ，w h i c hl e dt o t h en i t r i t ea c c u m u l a t i o nd u r i n gt h ec o u r s eo fn i t r i f i c a t i o n a f t e rd a y15 0n i t r o b a c t e r c o u l db ea d a p t e dt oh i g h - s a l i n i t yw a s t e w a t e ra n dt h eb i o m a s so fn i t r o b a c t e ri nt h e s y s t e mi n c r e a s e dg r a d u a l l y s ol e s sn i t r i t ea c c u m u l a t e di nt h ep r o c e s so f n i t r i f i c a t i o n a n dt h em a i np r o d u c tw a sn i t r a t e t h es t u d i e ss h o w e dt h a tt h ea c c l i m a t e dn i t r i f i e r s c o u l dr a p i d l yo x i d i z ea m m o n i at on i t r i t ea n dn i t r a t e t h ea c c l i m a t e dd e n i t r i f i e r s c o u l dr e m o v en i t r a t ea n dn i t r i t ee f f e c t i v e l yw i t l lt h ed e n i t r i f i c a t i o nr a t e so f1 0 1 6 m g n 0 3 撼| 斟s s h t h i se x p e r i m e n td e m o n s t r a t e dt h a tp a o c o u l db ea d a p t e dt ot h e l l i g h - s a l i n i t ye n v i r o n m e n ta f t e rl o n gp e r i o do fa c c l i m a t i o n g o o dp e r f o r m a n c es t i l l c o u l db ea c h i e v e df o rp h o s p h a t er e m o v a lw h e n 订e a f i n gh i 出s a l i n i t yw a s t e w a t e r p f l e nt h es a l tc o n t e n tw a sl o w e rt h a n3 2 5g l i tt o o k3 7h o u r st oa c c u m u l a t e p h o s p h a t eu n d e ra e r o b i cc o n d i t i o n sa n dt h ec o n c e n t r a t i o n so f p 0 4 3 - pi nt h ee f f l u e n t w e r el o w e rt h a n0 5m g l w h e nt h es a l tc o n t e n tw a su pt o3 5g l ，p h o s p h a t eu p t a k e r a t ed e c r e a s e d a d a p t e dn i t r i f y i n go r g a n i s m sw e r es e n s i t i v et ov a r i a t i o no ft e m p e r a t u r e t h e v n i t r i f i c a t i o nr a t ea t1 0 6 cw a s2 3p e r c e n to ft h er a t ea t3 0 c o p t i m a ln i t r i f i c a t i o n 。r a t e so c c u r r e da tp hv a l u e si nt h e8 0t o8 5r a n g e t h ea c c l i m a t e dn i l r i f i e r sw e r e s e n s i t i v et o r a p i dc h a n g e si ns a l t c o n t e a t i tw a sf o u n dt h a ti n c r e a s e ds a l t c o n c e n t r a t i o n se a n s e dm o r ep r o b l e m st h a nr e d u c t i o no fs a l i n i t y o p t i m a l d e n i t r i f i c a t i o nr a t e so c c u r r e da tp hv a l u e si nt h e7 0t o8 0r a n g e t h et e s to fs h o c k l o a d so fs a l ts h o w e dt h a tp a oa c c l i m a t e di nc e r t a i ns a l tc o n t e n tw a sm o r es e n s i t i v e t or a p i di n c r e a s ei nw a s t es a l tc o n t e n t w h e nt h ea d a p t e ds l u d g ew a se x p o s e dt o 觚 e l e v a t e ds a l tc o n t e n t , i tq u i c k l yl o s tt h ea b i l i t yo f a c c u m u l a t i n gp h o s p h a t e i tw a sf o u n dt h a tn i t r i t ea c c u m u l a t e di nt h ep r o c e s so f n i t r i f i c a t i o nc o u l di n h i b i t a e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k e u n t i ln o wt h e r ei sn or e p o r ta b o u tt h ee f f e c to fn i t r i t eo n a e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k ed u r i n gt h ec o u r s eo fn i t r i f i c a t i o n as e r i e so fb a t c h e x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e da td i f f e r e n tp hv a l u e st oe x a m i n et h ei n h i b i t o r ye f f e c t o fn i t r i t eo na e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k eb ye x p o s i n gt h ea c c l i m a t e ds l u d g et ov a r i o u s c o n c e n t r a t i o n so fn i t r i t e a n dt h ei m p a c to fn i t r i t ea c c u m u l a t e dd u r i n gn i t r i f i c a t i o n p r o c e s so na e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k ew a sa l s os t u d i e da ts a l tc o n t e n to f1 5g l t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ei n h i b i t o r ye f f e c to fn i t r i t ew a sp r e s u m e dt ob el i n k e dw i t h f r e en i t r o u sa c i d ( f n a ) a tp hv a l u e si nt h e7 0t o8 0r a n g e ，a e r o b i cp h o s p h a t e u p t a k er a t ed r o p p e d3 5 a to 0 0 2m g ，lo ff n ac o n c e n t r a t i o n w h e nt h ef n a c o n c e n t r a t i o ni nt h es y s t e mw a su pt o0 0 0 5m g l , a e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k er a t e d e c r e a s e d6 0 7 0 d u r i n gt h ec o u l - s eo fn i t r i f i c a t i o np r o c e s s , n i t r i t ea c c u m u l a t i o n c o u l di n h i b i tt h ea e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k e ，t h u sr e s u l t i n gi nl o w e rp h o s p h a t e r e m o v a le f f i c i e n c y i n f l u e n ta m m o n i u mc o n c e n t r a t i o nm a y b ea l li m p o r t a n tf a c t o r a f f e c t i n ga e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k e h i g h e ra m m o n i u mc o n c e n t r a t i o n sl e at ol o w e r p hv a l u e sa n dm o r en i t r i t ep r o d u c e d , r e s u l t i n gi nh i g h e rf n a c o n c e n t r a t i o n , w h i c h h a dm o r ei n h i b i t o r ye f f e c to na e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k e g r o w t hc h a r a c t e r i s t i c so fh a l o p i l i l i co r g a n i s m s , w h i c hw e r l 。i s o l a t e df i o m h y p e r s a l i n ee n v i r o n m e n t sc o n t a i n i n g3 1 5 s a l t ，w e r et e s t e di nt h ee x p e r i m e n t s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h es p e c i f i cg r o w t hr a t e so f h a l o p h i l e sw e r el o w e r 砒h i g h e r s a l tc o n t e n t s a ts a l tc o m e n to f3 t h es p e c i f i cg r o w t hr a t ea n dg e n e r a t i o nt i m eo f ，。 o r g a n i s m sw e 陀o 8 8 h 1a n d5 0 6 0 m i n , r e s p e c t i v e l y , a ts a l tc o n t e n to f1 5 t h e s p e c i f i cg r o w t hr a t eo fo r g a n i s m sw e r e0 3 h 1a n dt h eg e n e r a t i o nt i m ew e r e1 4 0 1 7 0 m i n i nh y p e x s a l i n ee n v i r o n m e n t ( 1 0 s a l o ，t h eo r g a n i cm a t t e rr e m o v a lr a t e w a sv e r ys l o w k e y w o r d s ：h i g h - s a f i n i t yw a s t e w a t e r , c o n v e n t i o n a lc u l t u r e s ，a c c l i m a t e ds l u d g e ， n i t r i f i c a t i o n , d e n r r i f i c a f i o n ，b i o l o g i c a lp h o s p h a t er e m o v a lh a i o p h f l e f r e en i t r o u sa c i d 删a ) v n 廖扩 k ?f，“ff_参e ：k。 ， p 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写 过的研究成果，也不包含未获得注；翅选直基焦噩噩挂别直明 丝：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：专玲玲 签字日期：z 一年6 月9 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：专办论 签字日期：埘年月8 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 摊字。酗0 签字日期：b6 年6 月j 日：。 ，一， ， 、# 。 电话： j 邮编 。 ， 高盐度废水生物处理特性研究 0 前言 近年来，为缓解淡水资源日益紧缺的局面，许多沿海城市开始推行海水直 接利用，如用于工业冷却水、工业生产用水以及城市生活用水；海水利用量的 增加将会导致高盐度废水排放量的增加。并且，随着工业的发展，高盐度工业 废水排放量也在迅速增加。 高盐度废水属于极难处理的废水之二。目前对于高盐度废水采用的处理方 法有电解法、膜分离法、焚烧法或深井灌注法，但这些方法因处理费用高而难 于在实际中推广生物处理技术因其经济、高效而被广泛地应用于污水处理中， 但盐度过高时，会破坏微生物的细胞膜和菌体内的酶，对微生物的生长产生抑 制作用，从而使废水无法达到理想的处理效果。一些企业采用将进水进行稀释 的方法，使盐度降低到微生物能够承受的范围，这种方法简单，易于操作和管 理；但是会增加处理规模、基建投资以及运行费用，同时造成大量水资源的浪 费。 环境中盐浓度发生改变后，微生物会通过自身的渗透压调节机制来平衡细 胞内的渗透压，调节自身新陈代谢，以适应相应盐度环境。微生物在含盐环境 中经过驯化后，将具有一定的耐盐能力，并且可以进行正常新陈代谢。目前研 究人员对高盐度废水中有机污染物的降解己进行了大量的研究，研究结果表明 污泥经过驯化后在一定盐度范围内可对污水中的有机物进行有效地去除。但是 对高盐度废水中氮和磷，尤其是磷去除规律的研究还较少，并且所得研究结论 相差较大，这可能与污泥种类及研究人员所采用的驯化方法及驯化时间长短有 关。 一些工业废水中含盐浓度很高，所驯化的耐盐微生物能够耐受的盐度范围 有限，并且污泥需经过长期驯化，才能对含盐环境产生适应能力。在处理含盐 量很高的有机废水时，直接利用生长在高盐环境中的嗜盐菌则是一种快速有效 的方法。 本论文研究中采用逐步增加污水中盐度的方法，在含盐环境中对污泥进行 长期驯化，并系统研究y - 孕l l 化过程中耐盐污泥硝化功能、反硝化功能以及生物 除磷性能的变化；同时对嗜盐菌的生长特性进行了初步研究；这将为高盐度废 水生物处理技术的工程设计、运行管理提供一定的理论依据和指导 t 高盐度废水生物处理特性研究 1 文献综述 1 1 高盐度废水来源 高盐度废水是指总含盐质量分数至少为1 的废水。高盐度废水主要有以下 几个来源【1 - 3 】： ( 1 ) 海水直接利用过程中排出的废水 为缓解淡水资源日益紧缺的局面，近年来许多沿海城市开始推行海水直接 利用。海水可直接利用于很多方面：海水用作工业冷却水，广泛应用于电力、 。钢铁、化工、纺织、机械等行业；海水用作工业生产用水，主要用于建材、 印染、化工、海产品；b i - r 等行业；海水用作城市生活用水，主要用于冲洗厕 所、冲洗道路、消防及游泳娱乐等方面，其中以海水冲厕应用最广；香港立法 规定必须采用海水冲厕，至1 9 9 5 年，冲厕海水量已达4 3 x 1 0 4 m 3 d ，约占全港 淡水用量的1 7 ；目前天津、青岛、厦门、深圳等城市已开始进行利用海水冲 厕的试点工作，其中青岛成为大生活用海水技术示范城市，预计到2 0 1 0 年，青 岛利用海水冲厕的建筑物总面积达到2 0 0 l o m 2 左右。 2 0 0 3 年，我国海水直接利用量仅为3 3 0 x1 0 8 m 3 ，而美国工业用水的1 3 为 海水，日本沿海大多数企业海水用量占总用水量的4 0 5 0 。我国海岸线较长， 沿海城市发展较快，并且也是主要缺水地区。利用丰富的海水资源，将是解决 沿海地区淡水紧缺问题的重要途径之一。根据国家制定的海水利用规划，预计 到2 0 1 0 年，我国海水直接利用量将达到5 0 0 1 0 8 m 3 ；至2 0 2 0 年，海水直接利 用量达到1 0 0 0 l o s m 3 。海水利用量增加将导致高盐度废水排放量的增加；海 水含盐浓度一般在2 5 3 5g t , 左右，由此产生的废水含盐浓度一般在1 5 4 5g l 之间。 ( 2 ) 1 - 业废水 。 一些工业行业在生产过程中排放出高含盐的有机废水，如石油、印染、造纸、 化工、农药等行业。这些行业属于重污染行业，废水排放量大，且废水中含有 高浓度无机盐和难降解或有毒有机污染物。一些含高盐工业废水水质见表l - l 。 ( 3 ) 其它含盐废水 如大型船舰上产生的污水；沿海地区海水渗入城市下水道会增加城市污水 的盐度；工厂生产过程中为减少废水排放量，会导致废水中有机物及无机盐浓 2 高盐度废水生物处理特性研究 度增加。 表1 - 1 几种含高盐工业废水水质 t a b l ei - 1w a s t ec h a r a c t e r i s t i c so f s o m er e p r e s e n t a t i v eh i g h s a l i n i t yi n d u s t r i a lw a s t e w a t e r s 1 2 高盐度对常规生物处理法的影响 目前对于高盐度废水一般采用电解法、膜分离法、焚烧法或深井灌注法进 行处理或处置。但电解法和焚烧法运行费用高：采用膜分离法时，废水中悬浮 物和有机物会堵塞膜；深井灌注法会产生二次污染，故这些方法难于在实际应 用中推广。生物处理技术因其经济、高效而被广泛地应用于污水处理中。但微 生物生长对环境的渗透压有一定的要求，环境中的渗透压应在微生物细胞质膜 所能承受的压力范围内；而渗透压的大小与溶液浓度成正比，溶液中无机盐浓 度越高，则渗透压越高。微生物在低渗透压溶液( 含o 0 1 n a c l ) 中，溶液中 水分子大量渗入微生物体内，使微生物细胞发生膨胀，严重者破裂；而在高渗 透压环境中，微生物体内水分子大量渗到体外环境中，结果导致细胞发生质壁 分离使生长受到抑制，严重者死亡。1 9 3 1 年，微生物学家w m s l o w 和h a y w o o d 研究发现氯化钠浓度为o 2 9 1 4 6 1g l 时能促进水中大肠杆菌的生长，但当水 中含盐浓度增加到5 8g l 时，大肠杆菌因受到氯化钠的毒害作用而全部死亡1 4 1 。 国内外许多学者研究了高盐度对常规生物处理的影响，研究结果表明：适 应于淡水环境的微生物在高盐环境下代谢酶活性受阻，微生物增长慢，从而导 致废水中有机物去除率降低s t e w a r t 等人采用延时曝气法对航海船舶上生活污 水进行处理时发现，当处理废水中只含3 0 海水时，生物处理几乎不受影响： 但处理水完全是海水时，出水b o d 去除率明显降低【5 j 。k i l i o a l l d o n 和g a u d y 在 研究中发现向常规活性污泥处理系统中加入3 0e , l 氯化钠后，系统b o d 去除 率降到3 0 ；作者发现盐浓度变化会导致微生物细胞组分的分解嘲据b u m e t t 高盐度废水生物处理特性研究 报道，当活性污泥系统受到含盐量为3 2 3 8g l 的废水冲击时，出水b o d 去除 率降低7 3 ，并且出水悬浮物浓度增高m 。许多研究人员发现盐度突然增加后， 处理系统中原生动物和丝状微生物数量大幅减少，出水悬浮物浓度一般高于1 0 0 m g - l t s - “l 。k u g e l m a n 和m e c a r t y 研究表明，当废水中n a + 浓度达到4 6 0 0m g l 时即对厌氧微生物产生明显的抑制作用【1 3 】。厌氧消化过程在受到盐度冲击时， 产气量下降，出水中有机物浓度上升，固液分离性能变差；并且受到破坏的厌 氧处理系统的恢复时间比同等条件下好氧处理系统的恢复时间长。 综合国内外在高盐度废水生物处理方面的研究结果可知，高盐度对淡水环 境中的好氧微生物和厌氧微生物的正常代谢都会产生不利的影响。高盐度对常 规活性污泥法的影响主要有以下几方面：渗透压升高，引起淡水微生物细胞质 壁分离：微生物代谢酶活性受阻，降低对污染物的降解能力，致使污染物去除 率降低；高盐条件下水体密度增加，影响污泥凝聚沉降。有研究表明，将淡水 处理构筑物中的微生物接种到含盐量为2 0g l 的高盐环境中，淡水微生物存活 率低于4 0 ，因此一般认为当废水中含盐量超过2 0g l 后，用淡水微生物无法 进行处理【1 4 1 。 1 3 高盐度废水生物处理可行性 适应于淡水环境的微生物在受到高盐度废水冲击时，其正常新陈代谢功能 会受到抑制。但在高盐环境中，微生物会通过自身的渗透压调节机制来平衡细 胞内的渗透压或保护细胞内的原生质，这些调节机制包括细胞聚集低分子量物 质，如氨基酸、糖、苷氨酸三甲基内盐来形成新的保护层，调节自身新陈代谢， 改变遗传基因【1 5 1 ，因此通过选择培养可以驯化出耐高盐度的菌种。研究人员发 现活性污泥在高盐环境中经过适当的驯化后，系统可获得较好的处理效果。当 进水氯化钠浓度为3 5g l 时，处理系统出水的悬浮物浓度可低予1 0m g 几，b o d 5 浓度可低于5m g l l l 。 另外，在自然界高盐环境如盐湖、死海、盐场和海洋中，广泛生存着耐极 高盐度的嗜盐菌。嗜盐菌具有特殊的蛋白质和细胞壁结构，其上含有大量的带 负电菏的氨基酸和脂类物质，使细菌在细胞内能积累大量带正电荷的物质( 如 n a + 、l ( + 等) 。一些研究表明将嗜盐菌接种到污水处理构筑物中，能有效地去除高 盐废水中的有机污染物。如e s t r e l l aa s p e 等人用海洋底泥接种可有效处理渔场 4 高盐度废水生物处理特性研究 废水【1 7 l 。 耐盐微生物和嗜盐微生物的广泛存在为高含盐废水的生物处理提供了保 证。 1 4 嗜盐菌特性 1 4 1 嗜盐菌分类 根据微生物对盐的依赖程度可划分为三类：第一类是指能够耐受一定浓度 的盐溶液，但在无盐环境中生长最佳的一类微生物，称为耐盐菌；第二类是指 在盐浓度从零至饱和的环境中均能生长，但其最佳生长需要一定盐浓度的微生 物，称为广域嗜盐菌；第三类是指茵体生长需要一定的盐浓度，且在一定盐浓 度的环境中生长最佳的微生物，称为嗜盐菌。 根据细菌生长所需最佳盐浓度的不同，细菌可分为非嗜盐菌、海洋细菌( t g 称为弱嗜盐菌) 、嗜盐菌( 包括中度嗜盐菌和极端嗜盐菌) 【1 甜。各类细菌适宜生 长的盐度环境见表l 一2 。 表l _ 2 各类细菌适宜生长含盐浓度 t a b l ei - 2s a l tc o n c e n t r a t i o n so f v a r i o u sm i c r o o r g a n i s m sf o rg r o w t hr e q u i r e m e n t 1 4 2 嗜盐菌的生理特性 。 嗜盐菌能利用的碳源十