（环境工程专业论文）含盐城市生活污水的脱氮除磷研究.pdf

摘要 淡水资源短缺是全球性问题。海水淡化和海水直接利用等，是解决沿海地区淡水资 源短缺的重要途径之一。因此，对海水直接利用后产生的含盐废水进行脱氮除磷研究具 有现实意义。 本试验采用s b r 工艺研究含盐城市生活污水脱氮除磷效果，并根据脱氮和除磷所 需的运行条件，对典型s b r 工艺的运行方式做了改进，改进后的s b r 工艺运行方式为： 进水搅拌( 1 8 0 m i n ) 一曝气( 3 0 0 r a i n ) 一停曝搅拌( 1 5 0 m i n ) 一沉淀排泥( 6 0 m i n ) 一 排水( 5 m i n ) 一闲置( 2 5 m i n ) 。 通过对含盐生活污水脱氮除磷系统的试验研究，得出以下主要结论： 1 当含盐量为3 s 0 0 m g l ，盐度不会对脱氮除磷的效率造成不利影响。活性污泥驯 化结果表明：该盐度下的生物相与无盐时的基本相同( 以钟虫属为主，有少量轮虫存在) ， 只是菌胶团变得较为密实。成熟的活性污泥呈黄褐色，沉淀性能很好，不易发生污泥膨 胀，出水澄清，系统中c o d 、n h 4 + - n 、p 0 4 的去除率均在9 0 以上，出水水质达到城 镇污水处理厂污染物排放标准( g b l 8 9 1 8 2 0 0 2 ) 所规定的城市污水排放标准一级a 的 要求。 2 稳定运行条件下，盐度为3 5 0 0 m g l 、污泥负荷为o 1 1 - 0 1 7 k g c o d ( k g m l s s d ) 时，s b r 工艺的处理效果为：迸水c o d 口浓度为3 0 0 - 4 0 0 m g l 时，出水c o d 盯低于 5 0 m g l ，c o d 盯去除率在9 0 以上；进水n h 4 + - n 浓度为2 1 - - 3 6 m g l 时，出水n h 4 + 一n 浓度小于0 5 m g l ，出水n 0 3 ”一n 浓度在2 5 - - - - 8 m g l 之问，出水n 0 2 一一n 浓度小于 0 0 5 m g l ，n h 4 + - n 的去除率在9 8 以上；聚磷菌的好氧吸磷量随着厌氧释磷量的升高 而升高，厌氧释放的磷越多，好氧吸收的磷量也就越多，除磷的效果也就越好，因此， 进水p 0 4 3 一浓度为5 、一 1 l m g l 时，该工艺的出水p 0 4 3 一浓度在o 1 m g l 左右，p 0 4 3 一的去 除率大于9 8 。出水c o d 、n i - h l n 、p 0 4 3 均达到城市污水排放标准一级a 的要求。 3 s b r 工艺处理该含盐城市生活污水的生物降解动力学模型为： 一土塑：型：! ：垦z 苎 彳疵 k s + s 2 2 9 6 + s 关键词：含盐废水，城市生活污水，脱氮除磷，海水直接利用，盐度 a b s t r a c t t h es h o r t a g eo ff r e s h w a t e rr e s o u r c eh a sb e e naw o r l d w i d e p r o b l e m s e a w a t e ru t i l i z a t i o n s u c ha ss e a w a t e rd e s a l i n a t i o n ，d i r e c ts e a w a t e ru t i l i z a t i o na n ds oo n ，i so n eo ft h ei m p o r t a n t r o u t e st os o l v et h es h o r t a g eo ff r e s h w a t e rr e s o u r c eo f c o a s t a la r e a s t h e r e f o r e ，s t u d y i n go n t h ed e n i t r i f i c a t i o na n dd e p h o s p h o r i z a t i o nf o rt h es a l i n i t yw a s t e w a t e rc a u s e db yd i r e c ts e a w a t e r u t i l i z a t i o ni si m p o r t a n t t h es b r p r o c e s si su s e dt ot r e a tt h es a l i n i t yd o m e s t i cw a s t e w a t e r , a n di t so p e r a t i n gw a y i si m p r o v e da c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o nc o n d i t i o n sf o rd e n i t r o g e n a t i o na n d d e p h o s p h o r i z a t i o n a c c o r d i n gt ot h es t u d yo nt h et e s to ft h ed e n i t r i f i c a t i o na n dd e p h o s p h o r i z a t i o nf o rt h es a l i n i t y w a s t e w a t e r , t h ec o n c l u s i o n sa r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 w - h e nt h es a l i n i t yi s3 5 0 0 m g l ，t h ee f f e c t so fs a l i n i t yo nt h en i t r o g e na n d p h o s p h o r u s r e m o v a la r e n e l i g i l e t h e r e s u l t so fa c t i v a t e d s l u d g e a c c l i m a t i z a t i o ni n d i c a t e ：t h e m i c r o o r g a n i s m so f t h er e a c t o ro b s e r v e db ym i c r o s c o p ea r es i m i l a rw i t hw h i c hi nt h es a l t l e s s e n v i r o n m e n t ，a n dj u s t t h ez o o g l o e ab e c a m et ob ec l o s e l y ；a f t e ra c c l i m a t i z a t i o n ，t h e s e d i m e n t a t i o no fa c t i v a t e ds l u d g ei sw e l l ，t h ea c t i v a t e ds l u d g eb u l k i n gi si m p o s s i b l e ；t h e r e m o v a lr a t e so fc o d ，n - h 4 + _ na n dp 0 4 a r eo v e r9 0 ，a n dt h ee f f l u e n tq u a l i t yh a sb e e nu p t ot h ef i r s tc l a s sac r i t e r i as p e c i f i e di ng b18 918 - 2 0 0 2 2 u n d e rt h es t a b l eo p e r a t i o n ，w h e nt h es a l i n i t yi s3 5 0 0 m g l ，t h es l u d g el o a d i n ga m o n g 0 11 0 17 k g c o d ( k g m l s s d ) ，t h ee f f e c to fs b r p r o c e s s i sw e l l w h e nt h ei n f l u e n tc o d c r c o n t e n ti sa m o n g3 0 0 - - 。4 0 0 m g l ，t h ee f f l u e n tc o dc o n t e n ti sl e s st h a n5 0 m g l ，a n dt h e r e m o v a lr a t ei sm o r et h a n9 0 ；w h e nt h ei n f l u e n tn h 4 + - nc o n t e n ti sa m o n g2 1 - - - 3 6 m g l ，t h e e f f l u e n tn h 4 + - nc o n t e n ti sl e s st h a n0 5 m g l ，t h ee f f l u e n tn 0 3 一一nc o n t e n ti sa m o n g2 5 8 m g l ，t h ee f f l u e n tn 0 2 一nc o n t e n ti sb e l o wo 0 5 m g l ，a n dt h er e m o v a lr a t eo fn h 4 + - ni s o v e r9 8 ；w i t ht h ei n c r e a s i n go ft h ep h o s p h o r u sa n a e r o b i cr e l e a s e ，t h ea e r o b i cp h o s p h o r u s u p t a k ei n c r e a s e s ，t h e r e f o r e ，w h e nt h ei n f l u e n tp 0 4 3 。c o n t e n ti s5 llm g l ，t h ee f f l u e n tp 0 4 3 一 c o n t e n ti sl e s st h a n0 1m g l ，a n dt h er e m o v a lr a t eo fp 0 4 pi so v e r9 8 t h ee f f l u e n tc o d 、 n h 4 一n 、p 0 4 h a v eb e e nu pt ot h ef i r s tc l a s sac r i t e r i as p e c i f i e di ng b 18 9 18 - - 2 0 0 2 3 t h ed y n a m i cm o d e lo ft h es u b s t r a t ed e g r a d a t i o np r o c e s si s ： 1 嘏 ，一s 1 1 2 s 一一一 xd t k + s 2 2 9 6 + s k e y w o r d s ：s a l i n i t yw a s t e w a t e r , u r b a nd o m e s t i cw a s t e w a t e r , d e n i t r i f i c a t i o na n d d e p h o s p h o r i z a t i o n ， d i r e c ts e a w a t e ru t i l i z a t i o n ，s a l i n i t y 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包 含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：丁，瘸 唧年歹月矽日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属 学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利 等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论 文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：j 春砷年j 7 月。日 导师签- z ： 吴2 与 抄7 年，月弓c ，日 ；? 为j 长安大学硕士学位论文 第一章绪论弟一早珀 下匕 1 1 课题研究的目的和意义 2 1 世纪，水资源短缺已成为全球倍受关注的资源环境问题之一。水作为一种特殊的 消耗性短缺资源，已经成为制约我国社会经济发展的重要因素。而经济高速发展的沿海 城市的社会经济用水供需矛盾尤为突出。沿海地区是我国人口最多、经济较发达的地区， 是我国对外开放的前沿和窗口。由于经济的持续发展和人民生活水平的提高，对水的需 求量越来越大，对水质的要求越来越高，而水资源的严重污染，使本来紧张的水资源的 供需矛盾更加尖锐化。沿海地区1 4 个开放城市，有9 个淡水供应不足，年缺水量6 0 多 亿立方米，特别是长江以北地区为资源性缺水，水资源严重短缺，其中青岛、烟台、天 津、大连等沿海城市的水资源短缺问题严重制约了地区经济和社会的发展。一些岛屿， 如舟山和长岛等的进一步开发，也受到水资源短缺的限制。 为了缓解淡水的日趋短缺，开源节流势在必行，而储量丰富的海水则是很好的可利 用资源。海水淡化和海水直接利用等，是解决沿海地区淡水资源短缺的重要措施。 一般情况下，城市生活用水占城市供水的2 0 左右，而城市冲厕用水在城市生活用 水中占很大比例，将大量的自来水用于冲厕或其它杂用水是极大的浪费。利用海水取代 自来水作为冲厕用水或其它杂用水，是缓解沿海城市淡水紧缺局面的有效措施之一，具 有显著的经济效益和社会效益。 本文旨在研究采用s b r 法处理含海水的城市生活污水，着重分析s b r 法处理该类 污水的脱氮除磷效果，为海水的直接利用提供依据。 1 2 国内外海水利用现状 世界上许多国家和地区都在加快对海水的利用以缓解所面临的淡水资源短缺问题， 并取得了许多成果。目前，海水的利用主要为直接利用，占海水利用的9 0 以上，海水 直接利用已成为沿海城市解决淡水资源短缺的一条有效途径。所谓海水直接利用，是指 海水经过简单的处理( 不包括海水淡化) 或不经处理直接用于工农业生产和人民生活。 1 9 9 5 年日本直接利用海水已超过1 2 1 0 1 1 m 3 ；2 0 0 0 年美国1 3 的工业用水取白海水； 西欧六国每年直接利用海水2 5 1 0 1 1 m 3 【1 1 。海水的直接利用主要表现为以下几个方面： ( 1 ) 工业冷却水和工业生产用水 工业冷却水 城市用水中，工业用水占7 0 , - - - - 8 0 ，而工业用水中又有7 0 , - - , 8 0 为工业冷却水。 第一章绪论 目前，工业冷却水是海水在工业上直接利用的主要用水，广泛用于电力、钢铁、化工、 机械、纺织等行业。海水用作工业冷却水已有几十年的历史，其中日本、美国、前苏联 及西欧的一些国家，是海水利用量较大、应用历史较长的国家。我国利用海水作工业冷 水也已有7 0 余年的历史。目前，山东省已有电力、化工、橡胶、纺织、机械、塑料、 食品等行业使用海水，年利用量从8 0 年代的3 5x1 0 8 m 3 增加到1 2 x 1 0 8 m 3 ，其中青岛市 年利用量就达7 7x1 0 8 m s 。大连市将海水用作工业冷却水的年利用量也在5x1 0 8 m 3 以 上。上海石化总厂和天津大港电厂年海水用量均在几亿立方米以上【2 】。与国外相比，我 国沿海工业城市直接利用海水的潜力是很巨大的。 工业生产用水 在建材、印染、化工等行业，海水可以直接作为生产用水。近来，随着社会经济的 迅猛发展，创业和竞争环境的优化，海产品加工企业数量增多，生产量急剧上身。在海 产品加工厂解冻、冲洗鱼体等加工工艺和其他工艺环节中都可以用海水代替淡水，这样 既能够提高产品的质量，又能节约淡水资源。 ( 2 ) 大生活用水 大生活用水是指除饮用、沐浴、洗衣服之外的生活用水，例如冲洗厕所、消防用水、 游泳等其中以海水冲厕应用最广、用水量最大。人类利用海水冲厕已有较长的历史，中 国香港在2 0 世纪5 0 年代末已开始大规模应用海水冲厕，是目前世界上唯一以海水作为 主要冲厕水的城市。我国的大连、天津、烟台、青岛等城市，其沿海的一些工厂已有零 星的或小规模的海水冲厕的应用。我国沿海地区现有居住人口2 亿多，若1 0 的居民采 用海水冲厕，每年可节约淡水5x1 0 8 m 3 上，其节水意义十分重大【3 1 。 ( 3 ) 农业灌溉用水 海水灌溉，世界上许多国家都在试验。前苏联利用波罗的海芬兰湾低盐度海水，浇 灌爱沙尼亚沙质土地上的大麦、小麦、甜菜、西红柿、圆白菜、西瓜，都取得成功。我 国海水灌溉的试验也取得初步效果。总之，排水良好的沙质土地，适应的作物，低盐度 的海水，具备这些条件，海水灌溉是可行的【4 1 。 开发能使用海水灌溉的农作物，一直是沿海缺水地区努力的方向。据报道，沙特阿 拉伯咸水技术公司在美国农业科学家的帮助下，已经培育成功可以用海水浇灌的油料作 物。东南亚国家也不断传出有关耐盐粮食作物培育成功的消息。如果各种可以用海水灌 溉的农作物培育成功并推广种植，将为那些位于海滨的沙漠不毛之地发展农业创造机 会。这种农业虽然尚未形成，已经有人为它起了一个非常动听的名称“海水农业 。 2 长安大学硕士学位论文 ( 4 ) 其他用水 很多电厂用海水作为冲灰水，节省了大量的淡水。近来的研究表明，海水用作烟气 洗涤水，可以将烟气中的s o ：吸收，再经曝气，氧化为硫酸盐，经济有效地实现烟气脱 硫，既节约了淡水资源，又消除了s 0 2 对大气环境的污染。 1 3 含盐废水生物处理研究现状 1 3 1 含盐废水的产生 含盐废水包括含盐生活污水、含盐工业废水和其他含盐废水。根据含盐废水来源可 将含盐废水分为5 】： ( 1 ) 海水直接利用过程中排放的废水 主要包括：海水作为工业冷却水，广泛应用于电力、钢铁、化工、机械、纺织、 食品等行业。用作工业生产用水。在建材、印染、化工、海产品加工等行业的某些工 艺中，海水可以直接作为生产用水。城市生活用水。用于冲洗道路和厕所，消防以及 游泳娱乐等方面。 ( 2 ) 工业废水 一些工业行业在生产过程中会排出大量含盐有机废水，包括化学试剂的生产，石油、 天然气的开采，化工生产在制造化学药剂，如杀虫剂、灭草剂等，印染，腌制和造纸过 程中产生大量的含盐废水。这些废水中含有高浓度的盐、油、有机酸、重金属和放射性 元素。 ( 3 ) 其他含盐废水 大型船舰上的污水是高含盐生活污水；某些地下水异常地区的天然水一般比淡水的 含盐量还多，如河北平原部分地区浅层地下水位咸水，总溶解固体浓度可达5 9 l 左右。 另外，废水最少化也产生大量含盐废水。虽然废水最少化主张从源头减少废物量，但其 过程无法控制废物的产生。结果，废物总体积减少了，但其中的有机物和无机物的浓度 相对升高了。 1 3 2 嗜盐菌研究现状 ( 1 ) 嗜盐菌的分类 根据细菌最佳生长所需的盐浓度( 一般以n a c l 计) 的不同，细菌可分为非嗜盐菌、 海洋细菌和嗜盐细菌。非嗜盐菌是指在含盐浓度不高于1 的介质中能良好生长，在普 通生物法的活性污泥以及在淡水和陆地生态系统中主要含有这种细菌。海洋细菌，也称 3 第一章绪论 弱嗜盐菌，是指适于生长在含盐浓度为1 - - 一3 的介质中，这种微生物既具有耐盐菌的 特性，同时在高盐环境中又能和嗜盐菌共存。嗜盐细菌是指只有在含盐的环境中才能生 长的微生物，在种属上可分为嗜盐杆菌属、嗜盐球菌属、嗜盐碱杆菌属、小盒球菌属等。 按最适宜生长所需的盐量，分为中度嗜盐菌和极端嗜盐菌。中度嗜盐菌指含盐浓度为 3 - - 一1 5 的环境中能良好生长的微生物，主要是真细菌群落。极端嗜盐菌是指在含盐浓 度为1 5 - - 一3 0 的介质中也能良好生长的微生物，最适宜生长浓度为2 0 - - - - 2 5 ，甚至 在饱和浓度中也能生长【6 】。 ( 2 ) 嗜盐菌的生理特性与嗜盐机制 嗜盐菌之所以能够在高盐环境中良好生长，是因为嗜盐菌特殊的生理结构和细胞中 所含的物质使之需要盐才能得以生长。嗜盐菌的细胞内所含的k + 浓度是细胞外的1 0 0 倍左右，而细胞外n a + 的浓度是细胞内的4 倍，因此，嗜盐菌应该具有灵巧地排钠吸钾 的生理特性，而嗜盐细菌的紫膜( p u r p l em e m b r a n e ) 提供了这种生理功能。紫膜接受光 能驱动细胞的质子，形成电位梯度，产生能量可以合成a t p ，以弥补在高盐浓度( 盐浓 度越高，溶解氧越低) 下底物有氧氧化所得能量的不足，为细胞浓缩k + 和排斥n a + 提供 能量保证，以满足嗜盐菌正常的生理需要。一些细胞还含有视黄醛( r e t i n a l ) 蛋白质， 这种蛋白质的存在为细胞内的质子移动提供推动力。 中度嗜盐菌的细胞内除了含有k + 、n a + 外，还含有有机化合物( 氨基酸、三甲铵乙 内酪、丙三醇等) 以调节渗透压。在调节渗透压的过程中，n a + 并非必要的，但是嗜盐 菌的营养吸收、细胞质内p h 的调节和电位的平衡都需要n a + 的存在。嗜盐菌的酶在高 盐环境能发挥作用是因为它们的蛋白质组织具有独特的适应性，大多数嗜盐菌微生物的 蛋白质含有过量的酸性氨基酸和非极性的残余物，过量的酸性物质需要阳离子屏蔽其附 近的负电荷，否则蛋白质会遭到破坏。总之，嗜盐菌中的大多数酶的活性和稳定性、核 蛋白的稳定性和功能的发挥以及细胞的生长都需要一定浓度的n a c l 和k c l 来维持。嗜 盐菌这种生长需要高盐浓度的生理特征是在漫长的进化过程中，通过自然选择，是细胞 结构与功能高度适应高盐环境的结果。 此外，大多数嗜盐菌能合成糖( 主要是蔗糖、海藻糖、甘油葡萄糖) 、氨基酸等， 它们成为嗜盐菌的渗透压调节剂，有利于稳定和保护菌体内酶的活性，当受到高盐废水 冲击时，会调节自身新陈代谢，改变遗传基因，使其能在高盐浓度下正常生长。嗜盐菌 为革兰氏阴性菌，多为异养菌，能利用的碳源十分广泛，适宜于偏碱性的环境( p h 值 为9 1 0 ) i 该种群具有极高的生长速率，其时代周期约为4 h ；菌体多为圆形，直径为2 4 长安大学硕士学位论文 4 m m ；外观呈红色、紫色或浅褐色；不运动或丛鞭毛运动；这些中度和极端嗜盐菌的特 性非常适用于处理含盐有机工业废水【7 】。 ( 3 ) 含盐废水对生物处理的影响 综上所述，在高盐浓度下对生物处理的影响主要有以下几种不同的认识： 高盐度及盐度变化对微生物有抑制作用，破坏了生物的代谢功能并降低了生物的 降解能力，高盐废水的有机物去除率和脱氮效率明显降低，微生物絮凝效果变差。 通过对微生物的驯化和培养，高盐度不会降低废水中生物处理的有机物去除率和 脱氮效率，适当的含盐量还可以提高污泥的絮凝性，对高盐废水的生物处理系统起到稳 定作用。 目前，在盐度的引入对生物处理系统影响的利弊论以及高盐度下的处理效果的研究 结论还很不统一。主要是由于所处理的污水水质不同，盐度环境有差别以及嗜盐菌菌属 不同等造成的。因此，针对高盐度的废水进行研究，对实际的污水处理工程具有非常重 要的意义。 1 3 3含盐废水生物处理的研究现状及进展 海水的含盐量很高，因此含盐废水进入污水处理系统后必然会对污水生物处理系统 带来一定影响。目前，国内外学者采用了不同的处理工艺研究了含盐废水生化处理系统 中盐度对有机物和去除率的影响；盐度对硝化脱氮效率的影响；盐度对系统稳定性的影 响；盐度对活性污泥微生物生态的影响；嗜盐菌的培养；盐度对系统耗氧率和基质利用 率的影响等，并得出了一系列含盐废水生化处理系统的设计参数。但得出的结论由于采 用的工艺不同和研究水质的不同而很不一致，有些结论甚至互相矛盾，主要分歧在于高 盐度废水的处理效果上。下面就不同处理工艺对含盐废水的处理效果进行比较研究： ( 1 ) 传统活性污泥法 传统活性污泥法是普遍采用的生物处理方法之一，通过活性污泥的驯化过程培养出 具有良好有机物降解性能的耐盐微生物是处理高盐有机废水的重要前提。 2 0 世纪6 0 年代，s t e w a r t ，l u d w i n g 和k e a r n s 使用延时曝气系统处理船舰产生的污 水。研究表明，使用延时曝气系统处理船舰产生的污水认为无论是在稳定盐度条件下还 是在变化盐度条件下均可取得较好的处理效果。证明该工艺处理船舰产生的污水是可行 的。在正常水力负荷和有机负荷下，即使受到严重的盐度冲击，系统出水水质仍不止于 恶化【8 1 。 2 0 世纪6 0 年代，l u d z a c k 和n o r a n 则调查了盐度对活性污泥处理系统得影响。结 5 第一章绪论 果表明，在高盐条件下，污泥的絮凝性变差，出水悬浮固体浓度升高，有机污染物去除 率降低，同时发现微生物的呼吸速率随着盐度的升高而变快【9 1 。 1 9 6 8 年，k i n c a n o n 和g a u g y 发现在适宜n a c l 盐度下( 8 1 0 9 l ) ，能维持反应器 内较高的污泥浓度，并建议城市污水处理厂通过适当措施使n a c l 浓度维持在8 9 l 左右 【l o 】 o 1 9 8 6 年，b o u s h y 曾用活性污泥法做过不同污泥负荷的系统对高盐度耐受力的小规 模试验，得出结论：在2 5 0 0 0 m g l 盐度下稳定运行的活性污泥系统，其b o d 5 去除率比 原来不含盐条件下的值低1 0 ，硝化率也只有原来的1 0 左右【l l 】。 1 9 8 9 年，r y u c e lt o k u z 研究盐度为3 5 9 l 的含盐废水时发现，盐度对活性污泥处 理系统仅有轻微影响，出水s s 和氧吸收率均没有明显变化，且盐度增加有利于提高反 应器污泥浓度f 1 2 1 。 1 9 9 5 年，m e h a m o d a 等在应用活性污泥处理系统处理含盐废水的研究中发现：高 盐环境下生物活性和有机物去除率均有所提高，t o c 去除率在氯化钠浓度为o g l 、 1 0 9 l 、3 0 9 l 时，分别为9 6 3 、9 8 9 、9 9 2 。结果显示，在高盐环境下微生物的 生长没有受到抑制，相反促进了一些嗜盐菌的生长，使反应微生物浓度增加，降低了有 机负荷，提高了污泥的絮凝性。经动力学分析得到，随着盐度的增加，基质降解常数减 少，而污泥量增加f 1 3 】。 1 9 9 5 年，陈郭健在高盐度、高氨氮肠衣废水的治理研究中经过简单的絮凝预处理后， 进行p a c - s b r 生化处理，在原水的c l ，n h 4 + _ n ，c o d 盯浓度分别高达9 0 0 0 m g l ， 1 4 5 m g l 和2 0 0 0 m g l 时，预处理c o d 。，可去除3 0 以上。生化法取得了9 5 以上的 n h 4 + - n 去除率及9 0 左右的c o d 口去除率，脱氮效果显著，c 1 - 对系统的生化能力无明 显影响f 14 1 。 1 9 9 6 年，h a m d a 和a 1 一a t l a r 利用完全混合式反应器研究了n a c l 浓度分别为1 0 9 l 和3 0 9 l 时对活性污泥工艺处理效率的影响。k a r g i 和u y g u r 发现盐杆菌( h a l o b a c t e r ) 补充到活性污泥系统后对于c o d 。，具有很好的处理效果，当废水的盐度为5 时，c o d 盯 的去除率仍然可达8 0 左右【1 5 】。 1 9 9 3 年，顾晓梧研究了活性污泥法的耐盐度能力。将n a c l 的浓度逐步提高到 1 0 0 0 0 m g l 时，出水c o d m n 值仍可维持在5 0 m g l 以内。随着n a c l 浓度的逐渐增加， 污泥的絮凝性能越来越差，到n a c l 浓度为2 0 0 0 0 m g l 时，出水甚为混浊，c o d m n 的去 除率仅有5 0 【16 1 。 6 长安大学硕士学位论文 1 9 9 8 年，杨健等对处理高盐度废水的活性污泥驯化进行了探讨。取城市污水处理厂 的回流污泥按一定步骤进行驯化，直到c o d 。，有机负荷达到1 o k g ( k g v s s d ) ，含盐 量为3 5 0 0 0 m g l 时。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，c o d 盯去除率可稳定在9 0 以上，未驯化的污泥则出现明显中毒现象。驯化污泥经4 - - 6 周的培养后逐渐成熟，外 观颜色变为浅棕黄色，s v i 值在5 5 - 8 0 之间，污泥絮凝颗粒细小紧密【1 7 】。 1 9 9 9 年，孟庆凡在高含盐环氧丙烷废水生化处理的研究中，采用活性污泥法与生物 膜法串联工艺处理环氧丙烷废水。在进水c o d c r 超过1 0 0 0 m g l 左右，盐含量3 5 9 l ， p h 值在6 1 2 范围内，c o d 。，去除率达8 8 以上，b o d 5 去除率可达9 9 以上【1 8 】。 1 9 9 9 年，张雨山和王静等采用完全混合式连续流活性污泥反应器研究了海水冲厕对 城市污水处理的影响，结果表明，进水中海水比例小于3 6 时，c o d 盯去除率保持在8 0 以上。海水比例超过4 8 时，出水c o d 口超过5 0 m g l 。研究还表明，活性污泥对盐度 的变化非常敏感，且低盐度下对盐度变化的耐冲击力较高盐度下强。另外，随着盐度的 提高，污泥沉降性能越来越好【1 9 】。 2 0 0 0 年，何健等采用逐步提高有机负荷盐浓度的方法，驯化出耐高盐度的活性污泥。 在进水氯化钠浓度为2 6 8 0 0 - - 4 7 2 0 0 m g l 之间时，保持较高的污泥浓度可使反应器 c o d 。，容积负荷达到0 6 k g ( m 3 d ) ，c o d 盯和苯乙酸去除率达到9 5 以上【2 0 】。 2 0 0 0 年，冯叶成、崭新民等进行了活性污泥处理系统耐寒盐废水冲击负荷性能的研 究。试验结果表明：冲击负荷大于1 0 l 后，盐对活性污泥产生影响，活性污泥的氧摄 入速率( o u r ) 降低约3 5 ，t o c 去除率降低约3 0 t 2 1 1 。 2 0 0 0 年，王静采用完全混合活性污泥法研究了大生活用水进入城市武术处理系统 后，海水盐度对曝气池中n h 4 + 一n 去除率的影响。试验结果表明，污水中海水提高到2 4 时，n h 4 + - n 去除率有所降低；海水盐度达到3 6 时，n h 4 + - n 去除率明显降低【2 2 】。 2 0 0 1 年，刘正在高含盐废水生物处理技术探讨中通过对不同来源的污泥在曝气池中 进行驯化处理高含盐废水中的有机物。研究表明，废水含盐较高给处理带来一定的难度。 废水中盐浓度的变化是导致高含盐废水生物处理失败的关键，因此，在流程的选择和参 数的控制上应注意控制盐浓度波动的范围，以减少冲击【2 3 1 。 2 0 0 2 年，刘祥凤、李青山、乌锡康等进行了驯化活性污泥处理高含盐量有机废水的 研究。结果表明，驯化活性污泥可以有效地处理高含盐量有机废水，在n a 2 s 0 4 含量小 于2 0 0 0 0 m g l 范围内，驯化污泥可以正常降解废水中的有机物，指示剂苯酚的去除率 7 第一章绪论 稳定在9 0 以上。通过驯化可以大大增强微生物抵御盐抑制盐的能力，在好氧系统中甜 菜碱的抗钠毒性作用不明显【2 4 】。 2 0 0 2 年，王静和张雨山采用完全混合活性污泥法研究了大生活用海水进入城市污水 系统后，随着污水中海水比例的增加，代谢单位重量有机物所需的氧量和污泥自身氧化 需氧量也呈增大趋势【2 5 1 。 ( 2 ) s b r 工艺 序批式活性污泥法是一种不同于传统活性污泥法的废水处理工艺，结构形式简单， 运行方式灵活多变，有较强的抗冲击负荷能力，具有一系列连续流系统无法比拟的优点。 1 9 9 4 年，c r w o o l a r d 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，试验结果表明，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1 5 的盐、氨、磷和铁。质量分数为1 - - 一1 5 的合成酚废水经过1 2 h ( 反应时间为 7 h ) 处理后，酚的去除率为9 9 左右。出流悬浮物较高，s v i 值为1 0 0 m l g ，s s 为5 0 m g l 左右【2 6 1 。 1 9 9 9 年，杨健采用s b r 活性污泥法处理高含盐石油发酵工业废水，废水的t d s 为 5 0 0 0 0 m g l ，c o d e r 为3 0 0 0 - - - 6 0 0 0 m g l 。研究发现，高含盐量对驯化后的耐盐活性污 泥并无明显抑制作用。c o d 口有机负荷达到1 0 k g ( k g v s s d ) ，c o d 甜去除率稳定在9 0 以上，b o d 5 去除率稳定在9 5 以上。经过驯化的污泥主要以菌胶团和少量原生动物为 主，细菌群落形态相对较少【2 7 1 。 1 9 9 9 年，c h a r l e sg l a s s 利用s b r 反应器研究了高盐高氨氮污水的处理。在p h 值分 别为7 5 和9 时，逐步将硝态氮的浓度从2 7 0 0 m g l 增加到8 2 0 0 m g l ，同时t d s 从5 、 1 6 增加到1 8 ( 5 0 m g l 、1 6 0 m g l 、1 8 0 m g l ) 。试验结果表明，在p h 为9 时，硝 态氮质量浓度为8 2 0 0 m g l 、t d s 为1 8 的条件下，污泥经过驯化能够脱氮；而未经驯 化的污泥在硝态氮质量浓度为5 4 0 0 m g l 时，即完全停止反硝化反应。在p h 为7 5 时， 即使是驯化污泥，当硝态氮质量浓度为5 4 0 0 m g l 时即完全停止反硝化反应。盐度增加 导致脱氮率降低f 2 8 1 。 2 0 0 2 年，梁晨辉、吉风蓉、庞春霞等在改进型s b r 法处理高盐度有机磷农药废水 的研究中介绍了分流预处理一改进型s b r 好氧生化法处理高盐度有机磷农药废水的工 艺流程、工艺参数和处理效果。废水处理运行效果：c o d 盯，t p ，n h 4 + 一n 的平均去除 率分别大于9 9 ，8 5 ，9 5 2 9 1 。 2 0 0 3 年，崔有为、张国辉等采用s b r 工艺进行了海水冲厕污水生物处理可行性研 8 长安大学硕士学位论文 究，试验用n a c l 模拟海水的浓度，研究得出结论：生物处理n a c l 含量小于2 0 9 l 的 生活污水时是可行的，n a c l 浓度为5 9 l 时对微生物的生长有利；但当n a c i 浓度大于 2 5 9 l 时，处理效果恶化，出水水质无法满足二级排放标准【3 0 】。 2 0 0 3 年，李琳琳、林冰、徐金枝等在利用c a s s 法处理含盐废水的研究中采用鱼品 加工厂生产废水掺一定比例的海水作为试验用水，通过含盐量的不断增加研究系统的耐 盐性，通过含盐量的降低和升高研究系统的抗盐度波动性。试验得出结论：当废水中 c l 一的浓度超过4 5 0 0 m g l 时，c a s s 生化处理系统的抗海水浓度波动能力减弱，遇到相 同浓度梯度的冲击时，所需的恢复时间较长【3 1 1 。 2 0 0 3 年，于德爽等采用s b r 工艺进行小试实验，针对海水盐度对短程硝化反硝化 的影响进行研究。结果表明，在大生活用水范围内的海水盐度情况下仍可实现短程硝化 反硝化，但不同海水盐度情况下的氨氮去除率与氨氮负荷有关【3 2 1 。 ( 3 ) 滴滤池 1 9 5 7 年，l a w t o n 和e g g e r t 研究了盐度对滴滤池的影响。研究表明盐度对滴滤池的 处理效率有影响。当盐度突然增至2 0 0 0 0 m g l 以上时，b o d 5 去除呈现负值；当滴滤池 在2 0 0 0 0 m g l 以上的盐度条件下驯化成功后，突然变到无盐环境中，b o d 5 去除再次出 现负值现象【3 3 1 。 2 0 0 0 年，l y a n g 和c t l a i 用生物滤池和滴滤塔处理高盐度石油废水。原水t o c 浓度逐渐增加到1 0 0 0 m g l ，盐度逐渐增加到3 4 、3 6 、4 ( 3 4 9 l 、3 6 9 l 、4 0 9 l ) ， 水力停留时间为1 8 h ，t o c 容积负荷为1 5 k g ( m 3 d ) ，t o c 去除率可达到9 5 t 3 4 】【3 5 1 。 2 0 0 0 年，d a l e 等报道了生物滤池处理含有高盐度即告有机浓度的石化废水的小事 情况。在高盐度时，生物膜生长缓慢，且对b o d 5 的去除率也降低3 6 1 。 2 0 0 1 年，d i n e e r 和k a r g i 利用生物转盘系统处理不同盐浓度( o 1 0 ) 的废水， 探讨了盐度与c o d 。，去除率之间的关系。研究发现：升高无机盐浓度，c o d 。，的去除率 降低，当无机盐浓度为5 和1 0 时，c o d 。，的去除率分别降低到8 5 和6 0 e 3 7 1 。 ( 4 ) 两段接触氧化 两段接触氧化法具有较强的抗毒性和耐冲击负荷能力，可以维持较高的污泥龄，生 物相相对稳定，水力停留时间大为缩短。 1 9 9 3 年，a nl i 和g ug u o w e i 采用两段式接触氧化法处理含盐有机废水。试验研究 了影响处理效果的几个因素：盐度、有机负荷和进水水质等。结果表明，盐度和有机负 荷对系统有明显的抑制作用，要保持较好的出水水质，必须控制盐度和有机负荷【3 8 1 。 9 第一章绪论 1 9 9 7 年，尤作亮等采用两段接触氧化法处理含盐质量浓度为2 5 m g l 和3 5 m g l 的 有机废水。经微生物驯化，当进水b o d 5 小于4 0 0 m g l 时，去除率为9 0 以上，但系 统的b o d 5 去除率随有机负荷的增大而逐渐降低【3 9 1 。 1 9 9 9 年，刘洁玲等采用两段式接触氧化法处理高含盐环氧丙烷皂化废水。水力停留 时间为1 0 h ，a 段生物膜量为2 8 8 3 3 3 m g l ，b 段生物膜量为9 4 4 8 2 m g l 。试验结果表 明，在含盐量为2 2 5 时，不需要专门的耐盐菌种，c o d 。，的总去除率为8 0 - - 8 6 ， 出水达到g b 8 9 7 8 1 9 9 6 的排放标准【加1 。 2 0 0 3 年，石建敏、黄新文、林春绵、周红艺等研究了无机盐分( n a c l 和n a e s 0 4 ) 对生物接触氧化处理法的影响。结果表明：氯离子比硫酸根离子更易致微生物体细胞壁 破裂和原生质解体，从而降低活性污泥的活性，削减其处理能力【4 1 1 。 ( 5 ) a 2 o a 2 o 工艺具有同时去除c o d 及脱氮除磷功能，是近年来水处理领域应用和研究的 热点之一。 1 9 9 9 年，t h o n g e h a i 和p a n s w a d 采用a 2 o 工艺利用接种和未接种驯化活性污泥对 含盐废水进行研究。试验中厌氧、兼氧、好氧的水力停留时间分别为2 h 、2 h 、1 2 h ，固 体停留时间为1 0 d ，进水c o d 凹、n 、p 分别为5 0 0 m g l 、2 5 m g l 、1 5 m g l 。当氯化钠 浓度从0 9 l 增加至3 0 9 l 时，发现未经驯化的污泥的c o d 去除率从9 7 降至6 0 ， 驯化污泥的c o d 去除率从9 7 降至7 1 。氧吸收率( s o u r ) 在稳定状态下，随盐度 的增加而增加。总氮的去除率减小较小，这说明硝化细菌比异养菌更能适应高盐环境。 系统在受到剂量高达7 0 m g l 的盐度冲击时，总氮的去除率减少至4 0 , - - - 6 0 。反硝化 菌比硝化菌具有更好的耐盐力4 2 1 。 2 0 0 3 年，张延青等采用a o 工艺针对沿海城市含海水污水对城市污水处理厂生物 处理系统可能造成的影响进行了研究。结果表明：当海水比例超过4 5 ( 此时污水中的 氯离子浓度约为8 5 0 0 m g l ) 时，生物处理系统受到明显影响，生物活性受到抑制，且 较难恢复正常，c o d 盯、氨氮的去除率明显降低，出水水质已不能满足城市污水厂二级 出水水质要求【4 3 】。 ( 6 ) 厌氧反应器 大量含盐有机废水( 如海产品加工废水) 采用厌氧处理更具有实用性。 1 9 8 8 年，a r j e nr i n z e m a 研究了u a s b 反应器中盐度对硝化的影响。在p h 值为6 5 7 2 ，盐度分别为5 m g l 、1 0 m g l 、1 4 m g l 时，乙酸形成甲烷的量会减少1 0 、5 0 、 1 0 长安大学硕士学位论文 1 0 0 t 4 4 1 。 1 9 9 2 年，r m e n d e z 用厌氧处理海产品加工废水( c i 一质量浓度为1 5 m g l ) ，不但可 以处理来自多个工厂的海产品废水，而且在水质水量变化时，处理效果仍很稳定，c o d 盯 在有机负荷为4 k ( m 3 d ) 时，去除率达到7 6 - - 一8 0 t 4 5 1 。 1 9 9 5 年，c u m e r s i n d of e r j o o 利用u a s b 反应器研究v f a 的甲烷化反应。当钠离子 的浓度从3 m g l 增至1 6 m g f l 时，硝化作用减少5 0 ，厌氧污泥展现了较高的耐盐性。 经过4 0 的硝化