（环境工程专业论文）驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究.pdf

l l l l l i l l l l l l l li iji i i l l l l l l i j l l l l lf l i l l l l l 舢 y 17 4 0 6 2 ：1 i - _ 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 摘要 由于沿海地区海水会渗入污水管道系统中，导致城市污水中盐度突然增加。 城市污水一般采用生物法进行处理。目前，国内外学者对生物处理系统中各菌群 在受到盐度冲击时受到的影响进行了研究，但得到的研究结论不一致。采用生物 法处理含盐废水时，一般需将微生物在含盐环境中进行驯化，驯化的方法是影响 含盐废水生物处理效果的关键因素之一。目前，关于驯化方法对硝化反硝化过程 影响的研究较少。针对这些问题，本论文采用批量试验研究了盐度冲击对活性污 泥中具有特定处理功能的各菌群的影响，以确定各菌群对盐度冲击的耐受能力。 并在两组s b r 反应器中采用不同的方法驯化耐盐活性污泥，研究驯化方法对污泥 在含盐环境中生物硝化和反硝化功能的影响。 研究结果表明，活性污泥在受到盐度冲击时，当污水中氯化钠浓度为2 0 9 l 时，污泥中异养菌受到7 9 的抑制作用。氯化钠浓度为1 5 9 l 时，亚硝酸菌会受 到4 9 的抑制作用。与亚硝酸菌相比，硝酸菌对盐度的冲击更敏感。当氯化钠浓 度高于2 5 9 l 时，亚硝酸菌和硝酸菌几乎完全受到高盐度的抑制，失去硝化功能。 与亚硝酸菌和硝酸菌相比，反硝化菌在受到盐度冲击时，所受到的抑制作用较小。 当氯化钠浓度为2 0 9 l 时，反硝化菌仅受到2 5 的抑制作用。聚磷菌对盐度也很 敏感，氯化钠浓度为l o g l 时，聚磷菌厌氧释磷受到3 6 的抑制作用；其好氧吸 磷受到9 4 的抑制作用。 本研究中在两组s b r 反应器中采用不同的方法驯化活性污泥，1 撑和2 # s b r 反应器中的污泥在驯化过程中含盐浓度分别以5 9 l 和2 5 9 l 的浓度梯度递增。 1 群反应器中的活性污泥经过4 6 天的驯化，活性污泥中的亚硝酸菌可以适应含盐 浓度为2 5g l 的环境，并能以较快的速率氧化氨氮，氨氧化速率约为 2 0 7 3 0 8 m g n n 4 + - n g m l s s h 。污水中氯化钠浓度低于1 5 9 l 时，矿反应器中污泥 的氨氧化速率略比1 挣反应器中的高。当氯化钠浓度超过1 5 9 l 时，硝酸菌受到盐 度较强的抑制作用，两组反应器中均发生短程硝化。两个反应器中的反硝化菌经 过一段时间的驯化后，都能适应盐度较高的环境。矿反应器中的污泥反硝化速率 略比1 群反应器中的高，但两者相差不大。驯化过程中，发现两个反应器的污泥中 都存在丝状菌，且1 孝反应器中的丝状菌数量比2 弗反应器中的多。1 群和矿反应器中 污泥的s v i 值较高，污泥沉降性能较差。 ；0疆固1，q_i 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 关键词：含盐废水；盐度冲击；驯化；硝化；反硝化；生物除磷； 青岛科技人学研究生学位论文 唧e f f e ( 了ro ft h ea c c u m 匕鲴o ns t ra t e g yo n t h eb i o l o g i c a ln i t r i f l c a t i o na n d d e n i t r i f i c a t i o ni nt h es a u n i t yw a s t e 啪r i nc o a s t a la r e a s ，s e a w a t e ri n f i l t r a t i o ni n t ot h es e w e r sc o u l dc a u s et h es u d d e n i n c r e a s eo ft h es a l i n i t yi nt h es e w a g e t h eb i o l o g i c a lt r e a t m e n ti su s u a l l yu s e di nt h e m u n i c i p a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp l a n t n o wt h ec o n c l u s i o n sa b o u tt h e e f f e c to fs a l i n i t y s h o c ko nt h em i c r o o r g a n i s m si nt h eb i o l o g i c a ls y s t e ma r ei n c o n s i s t e n t i nt h e b i o l o g i c a lt r e a t m e n to fs a l i n i t yw a s t e w a t e r , t h em i c r o o r g a n i s m sn e e dt ob ea c c l i m a t e d i nt h es a l i n es e w a g e a n dt h ea c c l i m a t i o ns t r a t e g yi sa ni m p o r t a n tf a c t o ra f f e c t i n gt h e e f f l u e n tt r e a t m e n tp e r f o r m a n c e h o w e v e r ，t h e r ea r ef e ws t u d i e sa b o u tt h ee f f e c to f a c c l i m a t i o ns t r a t e g yo nt h en i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o ni nt h es a l i n ew a s t e w a t e r t r e a t m e n t i nt h i sr e s e a r c h ，b a t c he x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt os t u d yt h ee f f e c t so f s a l i n i t ys h o c ko nt h em i c r o o r g a n i s mi n t h e c o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g e a n d d i f f e r e n ta c c l i m a t i o nm e t h o d sw e r eu s e di nt w os e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r s ( s b r s ) d u r i n gt h ep e r i o do fa c c l i m a t i o n ，t h ep r o c e s so fn i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o nw e r e i n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eb i o a c t i v i t i e so ft h ea c t i v a t e ds l u d g ed e c r e a s e d7 9 a t s a l tc o n t e n to f2 0 叽n i t r o s o m o n a sw a si n h i b i t e d 7 9 a ts a l tc o n t e n to f1 5g 儿 n i t r o b a c t e rs e e m e dt ob em o r es e n s i t i v et ot h es a l i n i t ys h o c kt h a nn i t r o s o m o n a s n i t r o s o m o n a sa n dn i t r o b a c t e rw e r ec o m p l e t e l yi n h i b i t e dw h e nt h es a l tc o n t e n tw a s o v e r2 5g 儿c o m p a r e dw i t ht h en i t r o s o m o n a sa n dn i t r o b a c t e r , t h ed e n i t r i f i e r s p o s s e s s e dab e t t e rs a l tt o l e r a n c ec a p a b i l i t y t h ed e g r e eo fi n h i b i t i o nw a s2 5 a tt h e s a l tc o n t e n to f2 0 9 l t h e p h o s p h a t ea c c u m u l a t i n go r g a n i s m s ( p a o ) w e r ea l s o s e n s i t i v et ot h es a l i n i t ys h o c k a tt h es a l tc o n t e n to f1 0 9 l ，t h ea n a e r o b i cp h o s p h a t e r e l e a s ea n dt h ea e r o b i cp h o s p h a t eu p t a k ew e r ei n h i b i t e d3 6 a n d9 4 ，r e s p e c t i v e l y i nt h i sr e s e a r c h ，d i f f e r e n ta c c l i m a t i o nm e t h o d sw e r eu s e di nt w or e a c t o r s t h e 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 i n c r e m e n t so ft h en a c ic o n c e n t r a t i o nw e r e5 9 la n d2 5g li nr e a c t o r1a n dr e a c t o r2 ， r e s p e c t i v e l y i nr e a c t o r1 ，n i t r o s o m o n a sc o u l db ea d a p t e dt ot h es a l tc o n t e n to f2 5g l a f t e r5 0d a y so fa c c l i m a t i o n t h es p e c i f i ca m m o n i ao x i d a t i o nr a t e si nr e a c t o r1w e r e 2 0 7 - 3 0 8 m g n h 4 + n g m l s s h w h e nt h es a l tc o n c e n t r a t i o nw a sl o w e rt h a n1 5g 儿 t h ea m m o n i ao x i d a t i o nr a t e si nr e a c t o r2w e r es l i g h t l yh i g h e rt h a nt h o s ei nr e a c t o r1 n i t r o b a c t e rw a si n h i b i t e ds e v e r e l ya tt h es a l tc o n t e n to fm o r et h a n1 5g l ，w h i c h r e s u l t e di nt h es h o r tn i t r i f i c a t i o ni nt w or e a c t o r s a f t e rap e r i o do fa c c l i m a t i o n ，t h e d e n i t r i f i e r sc o u l db ea d a p t e dt ot h eh i g hs a l i n i t y t h es p e c i f i cd e n i t r i f i c a t i o nr a t e si n r e a c t o r2w e r ea l s os l i g h t l yh i g h e rt h a nt h o s ei nr e a c t o r1 d u r i n gt h ep r o c e s so f a c c l i m a t i o n ，i tw a sf o u n dt h a tt h e r ew e r el a r g ea m o u n to ff d a m e n t o u sb a c t e r i u mi nt w o r e a c t o r s a n dt h ea m o u n to ff d a m e n t o u sb a c t e r i u r ni nr e a c t o r1w a sh i g h e rt h a nt h a ti nr e a c t o r2 t h es l u d g ev o l u m e t r i ci n d e x e sw e r eh i g h ，w h i c hm e a n tt h a tb a ds e t t l i n gp r o p e r t i e s a p p e a r e di nt h et w or e a c t o r s k e y w o r d s ：s a l i n ew a s t e w a t e r ；s a l i n i t y s h o c k ；a c c l i m a t i o n ；n i t r i f i c a t i o n ； d e n i t r i f i c a t 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 l ； i v 青岛科技人学研究生学位论文 目录 】l 绪论1 1 1 水资源现状及海水利用。1 1 2 含盐废水来源1 1 3 含盐废水处理技术3 1 3 1 物理法3 1 3 2 化学法。3 1 3 3 生物处理法。4 1 4 含盐废水生物处理研究进展。5 1 4 1 盐度对常规生物处理法的影响5 1 4 2 耐盐微生物对废水中污染物的去除特性。6 1 4 3 嗜盐微生物的特性及其降解污染物的性能9 1 5 论文研究目的和内容1 1 1 5 1 含盐废水生物处理研究存在问题1 1 1 5 2 论文研究的目的和意义1 1 1 5 3 论文研究内容。1 2 2 试验材料与方法1 3 2 1 试验装置与材料1 3 2 1 1 试验装置1 3 2 1 2 试验用水。1 3 2 1 3 试验用污泥1 3 2 2 论文研究方法1 4 2 2 1 采用批量试验研究盐度冲击对活性污泥中各菌群的影响1 4 2 2 2 两种不同驯化方法对活性污泥生物硝化反硝化性能的影响1 4 2 2 3 分析项目及方法1 4 3 盐度冲击对活性污泥中各菌群的影响研究1 6 3 1 弓i 言1 6 3 2 盐度冲击对活性污泥活性的影响1 6 3 2 1 试验方法1 6 3 2 2 试验结果分析。1 7 3 2 盐度冲击对硝化菌的影响2 0 3 2 1 生物硝化反应。2 0 3 2 2 盐度冲击对硝化菌的影响试验研究2 1 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 3 3 盐度冲击对反硝化菌的影响2 6 3 3 1 生物反硝化过程2 6 3 3 2 盐度冲击对反硝化菌的影响研究2 6 3 4 盐度冲击对聚磷菌的影响2 9 3 4 1 生物除磷机理2 9 3 4 2 盐度冲击对聚磷菌的影响研究3 0 3 ! i 讨论3 4 3 6 本章小结3 4 4 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能影响研究3 6 4 1 弓i 言3 6 4 2 活性污泥驯化方法3 7 4 3 驯化方法对含盐废水硝化性能的影响3 7 4 3 1 试验方法3 7 4 3 2 试验结果与分析3 7 4 4 驯化方法对含盐废水反硝化性能的影响4 7 4 4 1 试验方法4 7 4 4 2 试验结果与分析4 7 4 5 驯化方法对活性污泥性能的影响5 3 4 5 1 驯化过程中污泥生物相的变化。5 3 4 5 2 两组反应器中污泥微观结构特征变化5 5 4 5 3 驯化方法对污泥沉降性能的影响5 7 4 5 4 耐盐活性污泥在盐度改变后的溶胞作用5 8 4 6 盐度冲击对耐盐污泥硝化功能的影响。6 1 4 6 1 试验方法6 1 4 6 2 试验结果与分析6 1 4 7 本章小结6 2 结论与建议6 4 参考文献：。6 6 青岛科技人学研究生学位论文 1 绪论 1 1 水资源现状及海水利用 水资源紧缺已是世界性危机，目前有1 0 0 多个国家缺水，严重缺水的国家 有2 6 个。我国也是世界上1 3 个贫水国之一，人均淡水资源占有量不足世界人 均淡水资源占有量的1 4 ，而且相对于内陆地区，我国沿海城市淡水资源短缺更 加严重，人均淡水资源占有量仅为5 0 0 m 3 ，低于我国人均占有量的1 4 。大连、 天津、连云港等城市的人均水资源占有量甚至低于2 0 0 m 3 ，处于极度缺水状态。 为了缓解淡水资源紧缺的局面，许多沿海城市直接采用海水应用于生产和 生活等方面。为了加快海水利用，国家发展和改革委员会、国家海洋局和财政 部于2 0 0 5 年发布了海水利用专项规划。规划中提出：在沿海地区的重点行 业( 如电力、化工、石化等行业) 大力推广直接利用海水作为原水，替代淡水 作为工业用水如冷却水等；在有条件的沿海城市，推进海水作为大生活用水( 如 海水冲厕) ；到2 0 1 0 年，扩大青岛大生活用海水的规模，使之成为大生活用海 水技术示范城市；并在若干海水利用示范城市以及舟山、长海、嵊泗等岛屿建 设以海水冲厕、消防为主要用途的大生活用海水示范工程；到2 0 1 0 年利用海水 冲厕的建筑物总面积达到2 0 0 万平方米左右。这些海水代用过程中势必会排放 大量含盐废水。 1 2 含盐废水来源 含盐废水根据其来源可分为 ( 1 ) 海水直接利用过程中排放的废水 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紧缺的有效途径之一。1 9 9 5 年日本海水直接利 用量已超过1 2 x1 0 1 1 m 3 ，2 0 0 0 年美国1 3 工业用水取白海水。海水的直接利用 主要有以下几个方面： 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。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己有几十年的历史， 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 其中日本、美国、前苏联及西欧的一些国家，是海水用量较大、应用历史较长 的国家，西欧六国到2 0 0 0 年海水用量已达到2 5 0 0 x 1 0 8 m 3 【2 ，引。我国海水主要用 作火电、核电、化工、石化等工业的冷却用水。例如，青岛电厂1 9 3 5 年建厂时 就将海水用于冷凝器冷却降温和冲灰，日用海水量达7 0 0 0 0 m 3 。目前山东省己 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 上世纪8 0 年代的3 5 1 0 8 m 3 增加到1 2 1 0 8 m 3 ，其中青岛市年利用量就达 7 7 x1 0 8 m 3 。大连市将海水用作工业冷却水，年用量也在5 1 0 8 m 3 以上，截止 到2 0 0 1 年9 月，该市已建成海水泵站5 0 座，共有2 3 家单位利用海水。上海石 化总厂和天津大港电厂年海水利用量均在几亿立方米以上。海水利用量的增加 将导致含盐废水排放量的增加；海水含盐浓度一般在2 5 3 5 9 l 左右，由此产生 的废水中含盐浓度一般在1 5 4 0g l 之间。 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，例如碱厂用海 水代替淡水用于化盐工艺；电厂将海水作为冲灰水。另外海产品加工过程中， 许多工艺环节都可以用海水代替淡水。 城市生活用水 海水还可用于冲洗道路和厕所、消防以及游泳娱乐等方面，其中以海水冲 厕应用最广，用水量最大。香港立法规定必须采用海水冲厕，至1 9 9 5 年，冲厕 海水里已达4 3x1 0 4 m 3 d ，约为全港淡水用量2 2 5 1 0 a m 3 d 的1 7 n 。 ( 2 ) 工业废水 一些工业行业在生产过程中会排放出大量含盐废水，包括石油、化工、印 染、农药、造纸、天然气的开采等。这些废水中含有高浓度的盐和难降解或有 毒有机污染物。 ( 3 ) 其他含盐废水 某些地下水异常地区的天然水比一般淡水的含盐量高很多，如河北平原部 分地区浅层地下水为咸水，总溶解固体浓度可以达到5 9 l 左右 5 1 。在大型船舰 上会产生高含盐生活污水。另外，在沿海地区海水渗入城市污水管道系统，也 会导致城市污水中的含盐量增加。 2 青岛科技大学研究生学位论文 1 3 含盐废水处理技术 1 3 1 物理法 ( 1 ) 蒸发技术 暴晒蒸发是一种低成本的技术，通过浓缩含盐废水中的盐份和有机物来达 到减小废水体积的目的，但是这种方法最终得到的固体盐纯度不高，无法重复 利用。另外一种技术是多重蒸发，将含盐废水置于一系列的容器内，使其沸腾， 每个容器的压力均低于前一个容器的压力，压力低导致沸点低，一个容器出来 的蒸汽可以用来加热另一个，这样只需要给第一个容器加热。鉴于这种方法能 耗低，经济学家认为此法比其他脱盐技术更具有竞争力，特别适合港湾国家 6 , r l 。 ( 2 ) 渗透法 渗透是指在合适半透膜隔开的情况下，稀溶液中的溶剂白发地进入至浓溶 液中的一种过程。付守琪等【8 】利用氨水采用渗透法处理高盐度废水，因为氨气 易溶于水，且具有较强的挥发性，可利用气提法将挥发性污染物从废水中分离 出去。但此法还需对污水进行深度处理。 ( 3 ) 焚烧法 焚烧技术已经越来越多地使用于高浓度有机废水的处理。为提高有机废水 的热值，降低焚烧的处理成本，需对废水进行预处理。对于挥发性有机物和半 挥发性有机物，蒸发工艺可以将含盐有机废水转化成不含盐的有机废水蒸气， 但少量的蒸发残液含有饱和浓度的无机盐和高沸点的有机物f 9 1 。对于富含高沸 点有机物的含盐废水，单独的蒸发预处理不能完全分离有机物和碱金属盐类等 无机物。为此，马静颖等提出了采用萃取技术对蒸发残液进行预处理，将脱盐 后的有机物再进行焚烧处理的工艺【l o l 。通过萃取，可以实现高沸点有机物和无 机盐的分离，使焚烧对象彻底脱盐。 1 3 2 化学法 在高盐度条件下，废水具有较高的导电性，这一特点为电化学法在高盐度 有机废水处理方面提供了良好的发展空间。电化学氧化降解高盐度废水的方法 主要有两种：直接电化学氧化法和间接电化学氧化法。前者是利用电解产生的 强氧化性物质a 2 对有机物进行降解；后者是利用废水中的c 1 。可以在阳极放电， 生成c 1 2 ，a 2 扩散到溶液主体中并水解生成具有强氧化能力的c l o 。，c l o 。可以 3 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 氧化废水中的有机物。研究也发现n a c i 作为电介质的存在，能够有效提高溶液 的电导率，从而提高电解的处理效果【l l 】。紫胶合成树脂生产过程中排放的高盐 度有机废水中c l 一的质量浓度高达1 2 3x 1 0 5 m g l ，王宏等采用电解絮凝法处理 该废水的实验结果表明，该方法能使c o d 去除率达9 4 ，b o d 5 去除率达9 0 以上，并且设备简单、耐冲击性好、操作方便、不需要投加化学药剂f 1 2 】。但采 用电化学法的主要问题是成本较高。 物化方法由于运行费用较高，还会带来二次污染，常被用于废水预处理阶 段。 1 3 3 生物处理法 生物处理技术因其具有经济、高效的特点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，在质量为5 。8 5 9 l 的n a a 溶液 中，微生物形态和大小不变，并生长良好；在低渗透压( p ( n a c l ) = 0 1g l ) 下，溶 液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，导致微 生物死亡；在高渗透压( p ( n a c l ) = 2 0 0g l ) 下，微生物体内水分子大量渗到体外， 使细胞发生质壁分副”】。微生物学家w i n 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 1 l 时能促进大肠杆菌的生长，但当水中含盐浓度增加到5 8 9 l 时， 大肠杆菌因受到氯化钠的毒害作用而全部死亡【1 4 】。将生活在淡水环境下或者淡 水处理构筑物中的微生物接种到高盐环境下，仅有部分微生物存活1 1 5 】。将淡水 微生物的存活率定义为1 0 0 ，当盐度超过2 0 9 l ，其存活率低于4 0 ( 见图1 - 1 ) 。 因此，当废水中盐度超过2 0 l ，一般认为用淡水微生物是无法进行处理的。 05 l o1 52 02 53 03 5 n a c l ( w r ) 图1 1 淡水微生物在不同盐度下的存活率 f i g 1 1t h es u r v i v a lo ff r e s hm i c r o b i a li nd i f f e r e n ts a l i n i t i e s 4 舯 肿 舯 肿 肿 舯 肿 肿 知 加 舳 孤 n 摹一皇i!声日l一 青岛科技人学研究生学位论文 虽然适应于淡水环境的微生物在受到盐度冲击时，其j 下常新陈代谢功能会 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、色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 6 1 ，因此通过选择培养可以驯化出耐高盐度的菌种。另外，在自然 界高盐环境中，广泛生存着耐极高盐度的嗜盐菌。将耐盐菌和嗜盐菌接种到污 水处理构筑物中，能有效地去除含盐废水中的污染物。 1 4 含盐废水生物处理研究进展 1 4 1 盐度对常规生物处理法的影响 国内外许多学者研究了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。并且研究也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度减少，出水悬浮物浓度一般高于1 0 0m g l 1 7 埘】。 k i n c a n n o n 等人在研究中发现向常规活性污泥处理系统中加入3 0 9 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【2 2 1 。 b u r n e t t 等人的研究结果表明：当活性污泥系统受到含盐浓度为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耐2 3 1 。 l u d z a e k 等人【2 0 l 研究了盐度对活性污泥处理系统的影响。研究结果表明： 在高盐度环境下，污泥的絮凝性能变差，出水悬浮物浓度升高，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加快。 b o u s h y 等人【冽采用活性污泥法研究了在不同污泥负荷下，活性污泥系统对 高盐度的耐受能力，研究结果表明：与无盐环境相比，在2 5 0 0 0 m g l 盐度下运 行的活性污泥系统，出水b o d 5 去除率降低1 0 ，比硝化速率也只有原来的1 0 左右。 b a l s l e v o l e s e n 等人f 2 5 1 利用厌氧滤池和厌氧流化床处理海产品加工废水。该 研究中废水含盐量为2 0 - - 4 0 9 l ，当有机负荷从2 6 k g m 3 d 增加到1 2 5 k g m 3 d ( 厌氧滤池) 和1 5 k g m 3 d ( 厌氧流化床) 时，生物处理未受到抑制，反应过 程中气体产量和污泥量均变化不大。 顾晓梧【2 6 】研究了活性污泥的耐盐能力。当废水中n a c i 浓度逐步提高到 5 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 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。当n a c i 浓度继续增 加，污泥凝聚性能逐渐变差，当n a c i 浓度为2 0 0 0 0 m g l 时，出水较为混浊， c o d m n 去除率仅有5 0 。 h a m o d a 等人【2 7 】在利用活性污泥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，氯化钠浓度为0 9 l 、1 0 9 l 、3 0 9 l 时， t o c 去除率分别为9 6 3 、9 8 9 、9 9 2 。研究结果表明，在高盐环境下微生 物生长没有受到抑制，相反促进了一些嗜盐菌的生长，使微生物浓度增加，降 低了有机负荷，也提高了污泥的絮凝性。通过动力学分析得到，随着盐度的增 加，基质降解常数减少，而污泥量增加。 k a 晒【2 8 】采用s b r 工艺研究了含盐浓度为0 6 的废水，试验中水力停留时 间为6 h ，污泥停留时间为l o d 。研究结果表明：随着盐度的增大，污泥沉降性 能变差；盐度为0 5 时，s v i 值为5 0 m l g ； 盐度为6 时，s v i 值为9 7 m l g ； c o d 、n i - 1 4 + - n 及p 0 4 3 。p 的去除率分别从9 6 、9 6 和8 4 下降至3 2 、3 9 和2 2 。 综合以上研究结果可知，盐度较高时，对适应于淡水环境的微生物( 好氧 微生物与厌氧微生物) 会产生不利的影响。具体表现在：在高盐度环境中，微 生物生存环境的渗透压升高，导致微生物细胞发生质壁分离；高盐度抑制微生 物代谢酶活性，使其对污染物的降解能力降低，致使污染物去除率下降；高盐 条件下水体密度增加，影响污泥凝聚沉降。 1 4 2 耐盐微生物对废水中污染物的去除特性 微生物在含盐环境中经过适当的驯化后，可以适应含盐环境，并具有一定 的去除污染物的能力。 ( 1 ) 微生物驯化后去除有机污染物的特性 m e n d e z 2 9 】对海产品加工废水( c 1 浓度为1 5 9 l ) 进行厌氧处理，有机负荷 为4 k g c o d m 3 - d 时，c o d 去除率达到7 6 8 0 ，并且在水质水量变化时，处 理效果仍很稳定。 a n 等人f 3 0 l 采用两段生物接触氧化法处理含盐浓度为2 5 l 和3 5 9 l 的有机 废水。微生物经过驯化后，当进水b o d 5 浓度低于4 0 0 m g l 时，去除率维持在 9 0 以上，有机负荷增大后，b o d 5 去除率随之下降。 杨健等【3 1 】研究了驯化后的活性污泥对高盐度废水的处理效果。取城市污水 厂的回流污泥并经过一段时间驯化后，c o d c r 有机负荷达到1 0 k g k g v s s d ，含 6 青岛科技大学研究生学位论文 盐浓度达到3 5 0 0 0 m g l 。研究结果表明：经过驯化后的污泥对有机物的去除效 果明显好于未经驯化的污泥，驯化后的污泥具有良好的吸附和氧化有机物的能 力，对c o d o 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 “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 m 1 2 9 之间，污泥絮凝颗粒细小紧密。 杨健等人【3 2 l 采用序批式活性污泥法( s b r ) 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 c r 为3 0 0 0 6 0 0 0 m g j l 。研究发现高含盐量对驯 化后的耐盐活性污泥没有明显的抑制作用。c o d c r 有机负荷达到1 0 k g k g v s s d ， c o d c r 去除率稳定在9 0 以上，b o d 5 去除率稳定在9 5 以上。 何建【3 3 1 采用生物法研究了某化工厂含苯乙酸废水的处理，将污泥在高盐环 境下驯化一段时间后，培养出具有强降解能力的耐盐污泥。当n a c l 浓度为 4 5 9 l ，容积负荷为1 6 k g c o d m a d 时，c o d 去除率达到9 6 。 y a n g 3 4 1 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 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 。 刘祥凤等【3 5 】采取驯化后的活性污泥处理高含盐有机废水。研究结果表明， 活性污泥经过驯化后可以有效地处理高含盐有机废水，n a 2 s 0 4 含量小于 2 0 0 0 0 m g l 时，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 稳定在9 0 以上。在好氧系统中甜菜碱的抗钠毒性作用不明显，由此可见，通 过驯化可以大大增强微生物抵御盐抑制的能力。 ( 2 ) 微生物驯化后硝化反硝化特性 d a h l 等人f 3 6 】将活性污泥在含盐环境中进行驯化后，研究其硝化和反硝化功 能；在温度为3 0 、c l 浓度为2 0 9 l 时，最大硝化速率和反硝化速率分别达到 2 和3 m g n g v s s h 。 i n t r a s u n g l a h a 等人吲采用s b r 反应器将进水盐度由低逐渐升高，并研究了 盐度对氮、磷去除的影响。当进水盐度为3 0 0 2 0 0 0 m g l 时，氮的去除不受盐 度的影响，去除效果较好。 g l s a a 等人【3 8 】研究了在高盐度环境下高浓度硝态氮的反硝化功能。试验中 硝态氮浓度由2 7 0 0 m g l 提高至5 4 0 0 m g l ，再进一步提高到8 2 0 0 m g l ，同时 t d s ( 总溶解性固体) 由5 提高到1 6 ，最高达到1 8 。p h 值为9 时，经过 驯化的耐盐活性污泥对硝态氮浓度为8 2 0 0 m g l 和t d s 为1 8 的废水成功进行 了反硝化。随着硝态氮浓度和盐度的增加，反硝化速率逐渐降低。对于经过驯 7 驯化方法对含盐废水生物硝化反硝化性能的影响研究 化的污泥，在p h 值为7 5 的条件下，处理硝化氮浓度为5 4 0 0 m g l 的废水时， 污泥反硝化功能完全受到抑制。 m o u s s a 等人f 3 9 】采用s b r 工艺研究了不同n a c l 浓度对硝酸菌、亚硝酸菌活 性和污泥沉降性能的影响。研究结果表明，硝酸菌对盐度的敏感性高于亚硝酸 菌，在c l 浓度达到4 0 9 l 时，硝酸菌和亚硝酸菌的活性几乎都被抑制。在一定 盐度范围内，当微生物适应了盐度的变化后，与无盐条件相比，氨氮去除效果 差别不大，并且污泥的沉降性能良好。 李梅等f 4 0 1 研究了活性污泥驯化前后盐度对其硝化特性的影响。实验结果表 明，在含盐环境驯化过程中，在驯化起始阶段，耐盐硝化菌群数量较少，比硝 化速率较低；随着驯化时间的延长，硝化菌逐渐适应了高盐环境，数量增多， 相应地加快了亚硝态氮向硝态氮的转化速率，反应最终产物以n 0 3 - - n 为主。 ( 3 ) 微生物驯化后除磷特性 a b u g h a r a r h 等人1 4 1 】的研究结果表明，聚磷菌对盐度较为敏感，在盐浓度很 低时，生物除磷效果即会受到较大影响；在其研究中，无盐条件下p 0 4 3 。一p 的去 除率达到8 2 ，当盐浓度为4 l 时，p 0 4 3 - _ p 的去除率降到2 5 。 p a n s w a r d 等人1 4 2 】采用a 2 o 工艺研究了高盐度对废水中有机物、氮和磷等 污染物去除的影响；当n a c i 浓度从0 9 l 增加到3 0g l 时，未经驯化的活性污 泥对磷酸盐的去除率从4 8 降到3 6 ，经过驯化的活性污泥对磷酸盐的去除率 由4 8 降到1 0 。 i n t r a s u n g k h a 等人【4 3 】研究了盐度对废水中氮和磷去除规律的影响，当含盐浓 度为5 9 l 、水力停留时间为1 8 h 时，磷酸盐的去除率为1 5 。 u y g u r 等人【删研究发现，微生物对磷酸盐的去除率受盐度影响很大，当废 水中含盐浓度从0 9 l 逐步提高到6 0g l 时，磷酸盐的去除率由8 4 降到2 2 。 李玲玲【4 5 】采用逐步提高废水中盐度的方法，将聚磷菌在含盐环境中经过长 期驯化后，发现聚磷菌也能适应高盐度环境，废水中含盐浓度低于3 2 5 9 l 时， 利用耐盐聚磷菌能获得较好的除磷效果。 综上所述，适应于淡水环境的活性污泥在高盐环境中经过驯化后，耐盐能 力增强，对废水中有机污染物的去除效果良好，c o d 去除率基本能够保持在 9 0 以上。硝化菌经过长时间的驯化，也能够适应高盐环境。但是相对于一般 异养菌和硝化菌，聚磷菌对盐度更加敏感。 8 青岛科技大学研究生学位论文 1 4 3 嗜盐微生物的特性及其降解污染物的性能 ( 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 i 计) 的不同，细菌可分为非 嗜盐菌、海洋细菌( 也称弱嗜盐菌) 和嗜盐菌( 包括中度嗜盐菌和极端嗜盐菌) 1 4 6 1 o 非嗜盐菌是指在含盐浓度为0 2 m o l n a c l l 的介质中能良好生长，最高盐度 不超过1 0 m o l n a c 儿；在常规生物处理法中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，也称弱嗜盐菌，是指适于生