（环境科学专业论文）三聚氯氰高盐废水生化处理技术研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 复合嗜盐菌剂生长的最佳营养条件。 ( 3 ) 进行了嗜盐菌剂对试验废水中t o c 降解性能的试验研究，旨在为后续 的中试试验提供技术支持。主要结论为： 1 为使生物处理系统达到较高的处理效率，生物系统的进水温度、p h 值 应分别控制在3 5 、8 5 左右。 2 生物系统进水有机负荷应控制在3 0 0 - - 4 0 0m g l ；复合嗜盐菌剂强化处 理三聚氯氰生产废水过程中菌悬液的投加比例应为3 0 l m 3 左右；利用复合嗜盐 菌剂处理三聚氯氰生产废水过程中应向废水投加适量k c l ，以维持嗜盐菌的高 活性。 ( 4 ) 利用中试试验考察了嗜盐菌剂对a f 反应器启动的促进作用及对生物 处理工艺的改善作用。旨在为今后三聚氯氰生产废水生物处理的工程化以及其 它高盐有机废水的生物处理的可行性提供理论与实践基础。主要结论为： 1 通过好氧预挂膜和接种厌氧嗜盐菌剂，可成功实现处理高盐废水厌氧反 应器的快速启动，7 0 d 内就完成了启动过程。 2 投加高效复合嗜盐菌剂能够有效改善系统对t o c 的去除效果，去除率由 投菌前的5 0 左右提高至7 0 以上。 3 三聚氯氰生产废水生物处理是完全可行的，如果其能够推广应用必将能 够产生巨大的环保与社会效益。 关键词：高盐废水；三聚氯氰；复合嗜盐菌剂；生化处理 分类号：x 7 0 3 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t a sc h i n a si n d u s t r i a l i z a t i o n p r o c e s sa c c e l e r a t e d ，m a n y i n d u s t r i a lf i e l d s p r o d u c e dh i g h - s a l i n i t yw a s t e w a t e r , s u c h a s d y e i n g ，p a p e r m a k i n g ，c h e m i c a l p r o d u c t i o n , p e s t i c i d e s ，o i l ，s e a f o o dp r o c e s s i n g , s u c hw a s t e w a t e rc o n t a i n e dh i g h c o n c e n t r a t i o no fo r g a n i cp o l l u t a n t sn o r m a l l y , a n dd i r e c td i s c h a r g ec a nc a u s es e r i o u s e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n h i 曲一s a l i n i t yo r g a n i cw a s t e w a t e rw a sn o ta p p l i c a b l et o b i o l o g i c a l t r e a t m e n tb e c a u s eo ft h ep o i s o n i n ge f f e c t n o w a d a y s ，t h ee x i s t i n g m e t h o d ss u c ha se l e c t r o d i a l y s i so rr e v e r s eo s m o s i sw e r ed i s a d v a n t a g ed u et ot h e l l i 曲e n e r g yc o n s u m p t i o na n dt h eb a de c o n o m i c h o wt oa c h i e v eh i g h s a l i n i t y o r g a n i cw a s t e w a t e rs u c c e s s f u lt r e a t m e n tw a so n eo ft h ed i f f i c u l t i e s i nt h i ss t u d y , c y a n u r i cc h i o r i d eh i 曲s a l i n i t yw a s t e w a t e rw a su s e da sr e s e a r c hs u b j e c tt of i n d r e a s o n a b l ea n de f f e c t i v et r e a t m e n tc h a n n e l s ，w h i c hc o n t a i n e dh i g hc o n c e n t r a t i o no f o r g a n i cp o l l u t a n t sa n dn a c l a tt h ef o u n d a t i o no nt h es u r v e yo ft e c h n o l o g ya n d i n f o r m a t i o na th o m ea n da b r o a d ，r e f e r e n c et h en e wt e c h n o l o g i e sa b o u tt h e h i 妨一s a l i n i t yo r g a n i cw a s t e w a t e r 仃e a t m e n ta th o m ea n da b r o a di nr e c e n ty e a r s 。 c o m b i n e dw i t ho u re x i s t i n gp r o b l e m s ，a d o p t i o ne n h a n c e d 仃e a t m e n to f1 1 ig h s a l i n i t y o r g a n i cw a s t e w a t e rb yc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i a f i r s to fa l l - b a c t e r i aw e r e i s o l a t e df r o mt h ee n v i r o n m e n t ，w h i c ha d a p t e dt oh i g hs a l ta n dd e g r a d eo r g a n i c p o l l u t a n t se f f i c i e n t l y , a n dw a sc o m p l e x l yc u l t i v a t e dt oc o m p l e xb a c t e r i a t h es e c o n d ， t h ei m p a c to fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa n dn u t r i t i o n a lf a c t o r so nt h eg r o w t ho fc o m p l e x h a l o p h i l i cw a sr e s e a r c h e d a sw e l la st h ed e g r a d a t i o no ft o c f i n a l l y , c o m p l e x h a l o p h i l i cb a c t e r i aw e r eu s e dt ot h ee n h a n c e dt r e a t m e n to fc y a n u r i cc h l o r i d e h i 曲s a l i n i t yw a s t e w a t e r , w i t he m p h a s i so na c c e l e r a t e dh a l o p h i l i cb a c t e r i at o s p e e d u pr a t eo ft h ea n a e r o b i cr e a c t o rs t a r t u pr a t ea n di m p r o v e dt h es y s t e mt od e a l w i t ht h ee f f e c to fp o l l u t a n t sw a ss t u d i e d t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l i o w s ： ( 1 ) m a n yb a c t e r i ai s o l a t e df r o mm i x e ds l u d g e ，w h i c ha d a p t e dt oh i 吐s a l ta n d d e g r a d eo r g a n i cp o l l u t a n t se f f i c i e n t l y b a c t e r i aw e r ec o m p l e x l yc u l t i v a t e dt o c o m p l e xb a c t e r i ai no r d e rt oi m p r o v et h es t a b i l i t ya sw e l la sd i v e r s i t y , a n di m p r o v et e f f i c i e n c yo ft h ed e g r a d a t i o no fo r g a n i cc o m p o u n d s ( 2 ) t h ei m p a c to fe n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa n dn u t r i t i o n a lf a c t o r so nt h eg r o w t h o fc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i aw a ss t u d i e d t h ec o n c l u s i o n sw e r eu s e dt og u i d et h e e x p a n s i o no fc o m p l e xb a c t e r i a t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 c o m p l e xh a l o p h i l i ca e r o b i cb a c t e r i ag l o w e db e s tw h e nt e m p e r a t u r e ，p h ， r o t a t i o ns p e e dw e r e3 5 ，8 5 ，1 2 0 r p m ，r e s p e c t i v e l y c o m p l e xh a l o p h i l i ca n a e r o b i c b a c t e r i a g l o w e db e s tw h e nt e m p e r a t u r e ，p hw e r e3 8 ，8 5 ，r e s p e c t i v e l y t e m p e r a t u r ea n dp hh a da ns i g n i f i c a n ta f f e c to nt h eg r o w t ho fa n a e r o b i ca n da e r o b i c h a l o p h i l i cb a c t e r i a 2 t h ei m p a c to fm e d i u mc a r b o ns o u r c e ，n i t r o g e ns o u r c e ，a sw e l la s t h e 1 1 1 山东师范大学硕士学位论文 d i f f e r e n tc o n t e n to fk 十，m 9 2 + o nt h eg r o w t ho fc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i aw a s i n v e s t i g a t e dt h r o u g hs i n g l ef a c t o rt e s ta n do r t h o g o n a lt e s t t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e c o m p o s i t ef o re v e r y10 0 m lm e d i u mc o n t a i n e dy e a s te x t r a c t0 8 9 ，p e p t o n e0 6 9 ，k c l 0 2 5 9 ，m g s 0 4 7 h 2 01 5 9w a st h eb e s tn u t r i t i o n a lc o n d i t i o nf o rh a l o p h i l i c b a c t e r i a ( 3 ) t h ee x p e r i m e n t a ls t u d i e sa b o u tt h ed e g r a d a t i o no ft o cw e r ed e s i g n e dt o p r o v i d et e c h n i c a ls u p p o r tf o rt h el a t e rp i l o t - t e s tf o l l o w - u p n l em a i nc o n c l u s i o n sa r e a sf o l l o w s ： 1 t h et e m p e r a t u r eo fa n a e r o b i cp r o c e s sa n da e r o b i cp r o c e s ss h o u l db e m a i n t a i n e da t35 t h ep ho fb i o l o g i c a ls y s t e mi n f l u e n ts h o u l db ec o n t r o l l e da t 8 5 ，r e s p e c t i v e l y 2 t h eo r g a n i cl o a do fc y a n u r i cc h l o r i d eh i g h s a l i n i t yw a s t e w a t e rw h i c hh a d b e e nt r e a t e db yt h ep r e t r e a t m e n ts h o u l db ec o n t r o l l e da t3 0 0 4 0 0m g l ：t h e p r o p o r t i o no fi n v e s t m e n tf o rh a l o p h i l i cb a c t e r i as h o u l db ea r o u n d3 0 l m 3 ；t h r o w i n g q u a n t i f i c a t i o n a lk c l t oc y a n u r i cc h l o r i d eh i 出1 s a l i n i t y 鼍l s t e w a t e ri no r d e rt o m a i n t a i nt h eh i 功a c t i v i t yo fh a l o p h i l i cb a c t e r i a ( 4 ) t h ee f f e c to fc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i ao nt h es t a r t u po fa n a e r o b i c r e a c t o ra n dt h eb i o a u g m e n t a t i o ni nt h eb i o l o g i c a lt r e a t m e n to f1 1 i 曲一s a l i n i t yo r g a n i c w a s t e w a t e rw a ss t u d i e dt h r o u g hap i l o t s c a l ee x p e r i m e n t ，w h a td e s i g n e df o r c y a n u r i c c h l o r i d e h i 曲- s a l i n i t y w a s t e w a t e r b i o a u g m e n t a t i o ne n g i n e e r i n g c o n s t r u c t i o n a sw e l la st h ef e a s i b i l i t yo fo t h e rh i g h s a l i n i t yo r g a n i cw a s t e w a t e r b i o a u g m e n t a t i o n , t op r o v i d eb a s i ct h e o r ya n dp r a c t i c a la n da c a d e m i cf o u n d a t i o n t h em a i nc o n c l u s i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h es t a r t u po ft h ea n a e r o b i cr e a c t o rc a nb ea c c e l e r a t e d ( t ot h ep o i n tw h e r et h e p e r i o dl i m i t st o7 0d a y s ) b ya d d i n gc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i a 2 t h er e m o v a lo ft o c b yt h eb i o c h e m i c a ls y s t e mw a sg r e a t l yi m p r o v e d ( f x o m5 0 t 0 7 0 ) a f t e rt h ea d d i n go fc o m p l e xh a l o p h i l i cb a c t e r i a 3 i tw a se n t i r e l yf e a s i b l ef o rc y a n u r i cc h i o r i d eh i g h s a l i n i t yw a s t e w a t e r b i o a u g m e n t a t i o n ，a n di t sa p p l i c a t i o nw o u l db ea b l et og e n e r a t ee n o r m o u s e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n ds o c i a lb e n e f i t s k e yw o r l d s ：h i g h - s a l i n i t yw a s t e w a t e r ；c y a n u r i cc h l o r i d e ；c o m p l e xb a c t e r i a ； b i o c h e m i c a lt r e a t m e a t c l cn u m b e r ：x 7 0 3 i v 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 含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得( 注： 如没有其他需要特别声明的，本栏可空) 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已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：趁理。 导师签字： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解山东师范大学有关保留、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。本人授权山东师范大学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：鑫辽 签字f 1 期：池啤年五月丘日 导师签字： 签字日期：日 山东师范大学硕士学位论文 1 1 研究背景与意义 第一章绪论 1 1 1 课题来源 本论文选题来源于社会公益类项目“极端嗜盐菌在三聚氯氰废水净化 回用工程中试研究上的应用”，该项目为中国环境科学研究院国家环境保护化学 品生态效应与风险评估重点实验室与企业合作项目。 1 1 2 研究背景 随着我国工业化进程的加快，诸多生产领域会产生高含盐废水，如印染、造 纸、化工、农药、采油、海产品加工等。此类废水通常还会含有高浓度有机污染 物，直接排放会对环境造成严重污染，是废水处理领域的技术难题。 高含盐有机废水因盐分对普通微生物的毒害作用而不适于直接采用常规生 物处理n 3 。目前，高含盐有机废水主要采用两种处理方式：非生物法与生物法。 前者主要采用物化法+ 膜过滤、物化法+ 多效蒸发等处理方式，而生物法主要采用 对活性污泥进行逐级盐度驯化使之逐渐适应高盐环境的处理方式瞳3 3 。生物处理 法具有经济、高效、无害的特点，是首选的处理方法。但是，污泥驯化却受到废 水盐度的极大限制，当盐度高于5 ( n a c l 盐，下同) 时，系统出水开始恶化h 3 。 针对于三聚氯氰生产废水而言，废水盐度高达1 8 ，同时还含有难降解有机物以 及氰化物，根本无法采用盐度驯化的生物处理方法。在其它处理方法存在着能耗 高、经济效益差、存在二次污染等缺点的环境下咕3 ，如何实现此类高含盐废水的 有效处理成为亟待解决的问题。事实证明，要解决这个难题，首先要得到既适应 高盐环境又高效降解污染物的嗜盐菌。 1 1 3 研究目的与意义 为了解决三聚氯氰高盐有机废水因盐度过高而无法进行驯化污泥生物处理 的难题，采用嗜盐菌处理此类废水。 ( 1 ) 分离筛选出嗜盐同时高效降解有机污染物的菌株，对其进行复合培养， 得到嗜盐菌剂，并对菌剂的生物特性进行研究。这为中试试验的工艺参数的确 山东师范大学硕士学位论文 定与调整提供了微生物学依据。 ( 2 ) 通过锥形瓶试验研究嗜盐菌剂对预处理后的三聚氯氰生产废水t o c 的降解性能，考察菌液投加量、底物浓度、无机盐以及温度、p h 、盐度等环境 因素对降解效果的影响。为嗜盐菌剂经济、高效地处理高盐有机废水提供工艺 参数与有利经验。 ( 3 ) 通过中试试验进一步研究嗜盐菌剂对三聚氯氰生产废水t o c 的降解性 能，考察嗜盐菌剂强化处理高盐废水对处理效果的改善情况。研究生物处理工 艺的设计、启动与调试，为三聚氯氰生产废水生物处理处理工程建设提供更加 有利的经验与参数。 本研究所采用的方法可应用到其它高含盐有机废水处理领域，为生物方法 处理该类废水提供新的方法与思路。同时，本研究在一定程度上推动了环境微 生物学的应用与发展，具有重要的理论与实践意义。 1 2 高盐有机废水生物处理技术国内外研究现状 1 2 1 利用污泥驯化处理高含盐有机废水 目前，国内外学者采用不同的处理工艺与试验方法研究了高含盐有机废水 生物处理系统中污泥的驯化方式与机制，其以有机物去除率、系统的稳定性、 系统容积负荷、微生物生态组成与生理菌群数量等指标为表征，提出了一系列 的污泥驯化技术以及高盐有机废水生化处理工艺设计参数。虽然各学者采用的 试验方法与研究的水质不同但主要结论却基本一致，即采用驯化污泥的方法处 理高盐有机废水是可行的，但受到废水盐度的制约。下面就不同处理工艺下不 同学者利用污泥驯化处理含盐有机废水的研究进行比较： ( 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。 h a m o d a 和a 1 _ a d a r 采用活性污泥法处理含盐废水( 1 0 9 l 和3 0 9 l ) 的研究 发现，在高盐度环境中生物活性和有机物去除率均有提高，t o c 的去除率在n a c l 浓度为o 、1 0 、3 0g l 时分别为9 6 3 、9 8 9 、9 9 2 ，他们认为在高盐度环 境中，微生物生长没有受到抑制，相反促进了一些嗜盐细菌的生长，使反应器 2 山东师范大学硕士学位论文 内微生物浓度增加，降低了有机负荷，也提高了污泥的絮凝性1 。 何健与陈立伟通过逐步提高有机负荷和盐浓度的试验方法，驯化出耐高浓 度盐污泥，在进水n a c l 浓度为( 2 6 8 - - 4 7 2 ) x1 0 4 m g l 叫之间时，系统的单位 污泥负荷较低，只有0 3 2 k g c o d k g v s s d ，保持反应器较高的污泥浓度可 使容积负荷达到1 6 k g c o d m d ，c o d 和苯乙酸去除率可以达到9 5 以上。 驯化后的污泥能适应瞬时盐浓度变化冲击。他们在结论中提出：在盐浓度在5 0 1 0 4 m g l _ 1 以下，b o d c o d 为o 3 左右的含盐工业有机废水用好氧生化法处理 是经济可行的h 1 。 何健与李顺鹏等通过比较在高盐和低盐条件下活性污泥驯化过程，研究了 含盐工业废水生化处理耐盐污泥驯化的可行性、特点及其生物学过程。结果表 明，以盐分作为选择压力可以驯化出具有高降解活性的耐盐污泥，在n a c l 浓度 为4 5 1 0 4 m g l ，容积负荷为1 6 k g c o d m - 3 d 叫时，其c o d 的去除率可达 9 6 6 。对耐盐污泥的驯化过程中的微生物优势生理群变化分析显示，随着进水 盐浓度的增加，耐盐苯乙酸降解微生物生理群数量在1 5 d 时间内从1 0 9 c f u ( g x v s s ) 上升到1 0 c f u ( g x v s s ) ，成为污泥中的优势生理群。他们在结论中提 出：以盐分作为选择压力，在含盐量为4 5 1 0 4 m g l 叫环境中能够驯化出具有 高降解活性的耐盐污泥盯 。 赵天亮与秦芳玲采用好氧活性污泥法处理中原油田高含盐采油废水，研究了 不同曝气时间条件下，好氧活性污泥法对高含盐采油废水化学需氧量的去除效 果。结果表明：经驯化的活性污泥可适应高含盐环境，且对不同浓度高含盐采油 污水均具有较高的c o d c r 去除率，活性污泥驯化4 - 6 d 后，对采油废水c o d 。，去除 率可达9 0 9 6 以上随 。 ( 2 ) s b r 及其改良工艺 序批式活性污泥法( s b r ) 及其改良工艺是一种不同于传统活性污泥法的废 水处理工艺，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。 g 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 0 时，逐步将硝酸氮的浓度从o 2 7 1 0 4 m g l 。1 增加到0 8 2 x1 0 4 m g l ， 同时t d s 从5 、1 6 增到1 8 。实验结果表明，在p h 值为9 o 、硝酸氮质量浓 度为0 8 2 1 0 4 m g l 一、t d s 为1 8 条件下，污泥经过驯化能够脱氮，而未经驯化 的污泥在o 5 4 1 0 4 m g l 。1 时，即完全停止反硝化反应阳3 。 山东师范大学硕士学位论文 杨健等采用s b r 法处理高含盐石油发酵工业废水，在废水中t d s 为( 5 0 6 0 ) 1 0 4 m g l 叫时，盐度对驯化后的活性污泥处理系统没有明显的抑制作用， c o d 和b o d 去除率分别为9 0 和9 5 n 们。 汪善全、原媛等采用序批式摇床反应器( s s b r ) 进行了在高含盐废水中利用不 同类型接种污泥培养好氧颗粒的试验研究。结果表明，好氧颗粒污泥能够有效处 理高含盐废水并且具有很好的抗盐度冲击能力。当废水盐度小于1 0 1 0 4 m g l 并且进水基质为葡萄糖时，利用好氧颗粒污泥处理该废水可以取得7 0 3 , - - 9 7 6 的t o c 去除率。当进水盐度达到3 5 1 0 4 m g l - 并且进水基质为难降解v c 废水时， 利用好氧颗粒污泥处理该含盐废水能够取得与相同基质相同运行条件下淡水废 水中相似的7 0 的t o e 去除率n 1 1 。 张华与张学洪等采用a b r + s b r 组合工艺研究了高盐度采油废水处理工艺的调 试与运行。a b r + s b r 系统进行联合调试，污泥培养驯化时控制进水中新鲜污水与清 水比例，培驯过程随着清水所占比例逐渐减少，反应池中盐度相应增加，最后接 近原污水的盐度。污泥中可筛选出一批耐盐菌，并适应污水的水质，形成稳定的 生物处理系统。出水水质优于污水综合排放标准( g b 8 9 7 8 一1 9 9 6 ) 一级标准n 羽。 ( 3 ) 生物膜法 生物膜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，容积负荷较高，水力停留时间较常规活性污泥法大为缩短。 l a n 等对两段接触氧化法处理含盐污水进行了试验研究，结果表明：污泥 驯化后，当盐浓度为3 5 1 0 4 m g l 一，b o d 负荷为o 9 5 2 8 0k g ( m 3 d ) 时， 盐度对处理系统的影响很小，当污水盐度2 5 1 0 4 m g 屯，b o d 负荷0 9 5 2 9 0k g ( m 3 d ) 时，盐度几乎对处理效果不产生影响n 3 1 。 于德爽对m b r 工艺处理含不同比例海水的污水进行了试验研究，结果表明，在 进水c o d 为8 0 0 - - 1 0 0 0 m g l 、n h 。一n 为8 0 - - l o o m g l 、p h 值为7 0 - - - 8 5 以及污泥浓度 为7 0 0 0 m g l 、溶解氧为2 一- , 4 m g l 、温度为2 0 - - - 2 5 的条件下，当海水所占比例为 3 0 、5 0 和7 0 时，对c o d 的去除率分别为9 3 、8 7 和7 5 ；当海水所占比例为4 0 、 6 0 和7 0 时，对氨氮的去除率分别为9 5 、9 1 和8 5 。随着盐度的升高则活性污泥 的沉降性能变好，污泥颗粒由开放、疏松变得封闭、紧密1 。 张明生与齐永红等采用生物接触氧化法处理高含盐废水，考察了盐浓度连续 升高时系统对c o d 去除率的影响及抗冲击能力。结果表明，进水硫代硫酸钠的浓度 在5 7 3 - - 1 4 8 1 2m g l 时，出水c o d 浓度小于5 0 0m g l ，c o d 去除率9 1 9 5 ：当生物 4 山东师范大学硕士学位论文 接触氧化系统受到冲击时，恢复较快，一般3 - - 5 个周期后即可恢复正常n 朝。 ( 4 ) 厌氧及其改良工艺 t h o n g c h a i 等人在厌氧缺氧有氧反应系统里，分别保持2 + 2 + 1 2 d x 时的水力 停留时间，利用人工合成废水研究了n a c l 对该反应系统的影响，发现在未驯化的 污泥系统中当n a c l 浓度从0 上升到3 0 1 0 4 m g l - , 时，c o d 和氮的去除率分别从9 7 降到6 0 和从8 8 降n 6 8 ；而在驯化后的污泥系统中当n a c l 浓度从0 5 1 0 4 m g l 。1 上升到3 0 1 0 4 m g l - , 时，c o d 和氮的去除率为从9 0 降至u 7 1 和从8 5 降至u 7 0 ， 甚至其耐盐最高可达n 7 0 1 0 4 m g l n 副。 p a n s w a d 等人采用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，实验中厌氧、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l o d ，其进水c o d ，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o m g l 增加到3 0 1 0 4 m g l - i 时，发现未经驯化的污泥c o d 去除率从9 7 降到 6 0 ，驯化污泥c o d 去除率从9 7 降至u 7 1 。氧吸收率( o u r ) 在稳定状态下，随盐度 增加而增加。总氮去除率减少较小，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 1 0 4 m g l 盐度冲击时，总氮去除率减少至u 4 0 - - 6 0 。反 硝化菌比硝化菌有更好的盐度耐受力口 。 周健与甘春娟等采用a s b b r 反应器作为高盐( 1 0 1 0 4 m g c l 一l ) 、高有机物浓 度( c o d 为4 0 0 0 m g l ) 榨菜废水的厌氧处理单元，考察了挂膜密度、负荷、水温等对 去除c o d 的影响。结果表明：当水温为3 0 、挂膜密度为5 0 时，分别在 0 2 2 k g c o d ( m 3 d ) 和4k g c o d ( m 3 d ) 的负荷下运行，相应的出水c o d 为9 5 m g l 和15 2 0m g l ，分别满足直接排放和后续脱氮工艺对碳源的要求。当水温为1 0 时，反应器对c o d 的去除率较3 0 c 时下降了3 2 ，将挂膜密度提高到7 0 可使c o d 去除率增加约4 5 n8 l 。 由以上研究可看出：对于盐度小于5 ( n a c l ) 的含盐有机废水而言，利用经 驯化后的污泥进行生化处理是可行的。近年来，污泥驯化的研究方向己由对传统 活性污泥的驯化研究逐渐转移到结合更加有效的处理工艺，对改良污泥进行驯化 研究上来，例如汪善全等采用序批式摇床反应器( s s b r ) 进行的在高含盐废水中培 养耐盐好氧颗粒污泥的试验研究。这必将进一步提高生化处理工艺的抗盐度冲击 能力，提高反应器的容积负荷以及对有机物的去除效率。 1 2 2 利用嗜盐菌( 耐盐茵) 处理高盐有机废水 嗜盐菌是一类生活在各种含盐丰富场所的极端微生物，由于具有独特的细 5 山东师范大学硕士学位论文 胞结构组成、生理功能和代谢产物，嗜盐菌能够在高盐环境下正常生存和生长。 借助于嗜盐菌的这一特性，可以减小甚至消除高盐浓度对有机废水生物处理系 统的冲击，这凸显了其在高盐环境中对受污染因素进行修复具有广阔的应用前 景。近年来，国内外学者对嗜盐菌在高盐有机废水处理上的应用研究主要集中 于其对高盐有机废水的强化处理。在高盐有机废水生物处理研究领域，虽然各学 者采用的试验工艺与研究的水质不同但主要结论却基本一致，即通过投加优势 菌可以有效改善系统的处理效果，下面就不同处理工艺下不同学者利用嗜盐菌 处理含盐有机废水的研究进行比较： c r w o o l a r d 利用从大盐湖分离出的嗜盐菌处理高含盐废水，研究表明， 在序批式反应器中，只需要1 5 的盐、氨、磷和铁等营养物质就能维持酚的降解。 含盐质量分数1 - - 1 5 的合成酚废水经过7 h 反应处理，酚去除率达9 9 ，出水悬 浮物质量浓度在5 0m g l 左右，s v i 为1 0 0m l gp a 上n 钊。 f k a r g i 采用好氧序批式反应器中进行了耐盐细菌处理含盐废水试验。在9 h 内，耐盐细菌对含盐5 的废水c o d 去除率达8 5 ，较普通活性污泥系统处理效率 提高4 6 5 。表明投加耐盐菌种能提高系统的c o d 去除率，对高盐污水效果更加明 显。 徐军祥与姚秀清等采用s b r 工艺对耐盐复合菌剂生物强化处理高盐高硫废水 进行了试验研究，从实验室处理高盐废水的生物反应池中筛选到1 株耐盐脱氮硫 杆菌x s h 7 。为提高系统在高盐条件下的处理效果，将该硫杆菌和本实验室保藏的 高效硝化菌s w 3 2 混合制成复合菌投n n s b r 反应池中进行生物强化。比较了强化 系统( b s ) 与非强化系统( n b s ) 的处理效果，研究了复合菌对系统去除c o d 、n h 3 一n 和硫代硫酸盐( t h s ) 的影响。结果表明：投加复合菌能加快c o d 降解速度，增强耐 负荷冲击能力，提高c o d 、n h 。- n 和t h s 的去除率。c o d 、n h 。- n 和t h s 去除率最高可 达至s j 9 3 、9 2 、9 2 埋。 李维国与马放等利用从某晒盐池盐水中分离获得的一株嗜盐菌株y s l ，在 s b r 反应器中对其进行强化高盐制革废水处理试验，同时结合生物活性碳技术， 结果表明，含盐9 3 ，c o d c r 为1 7 3 8 m g l 的高盐制革废水，经1 6 8h 的处理后，c o d c r 去除率为8 6 ，经2 1 6 h 处理后c o d 。，去除率为9 8 ，表明该菌株具有强化高盐制革废 水处理的功能。将分离筛选的嗜盐微生物与生物活性碳技术相结合，可构建“嗜 盐生物活性碳 技术，来强化高盐制革废水的处理1 。 信欣与王焰新等采用两套完全相同的厌氧反应器u a s b 进行高盐废水处理：以 6 山东师范大学硕士学位论文 皂素废水为进水基质，耐盐菌株$ 6 1 6 和v 4 3 0 作为诱导菌，投加到皂素废水生物处 理系统中( b 反应器) ，与未投加组( a 反应器) 作对比，考察盐度对反应器运 行性能的影响。试验结果表明：当进水氯离子浓度为1 7 1 0 4 - - - 2 2 x1 0 4 m g l 叫 时，对a 反应器中的厌氧污泥产生中度抑制，a 反应器对c o d 的去除效率下降n 7 0 以下，而b 反应器对c o d 的去除率平均高达9 2 9 5 ；当进水中氯离子浓度为2 8x 1 0 4 m g l 。1 时，对a 反应器中的厌氧污泥微生物产生严重的抑制作用，而b 反应器 中的污泥仍然能保持较好的代谢活力和降解性能，对废水c o d 的去除率平均为 8 4 4 1 。并且在整个盐度提高运行期间，b 反应器中的活性污泥的脱氢酶活性均 高于a 反应器1 。 由以上研究可以看出：与直接驯化污泥的方法相比较，嗜盐菌强化处理高 盐有机废水方法显示出巨大的优势，其消除了直接驯化污泥的方法存在的驯化 周期长、工艺启动困难、易受盐度制约的缺点。近年来，随着研究的不断深入， 嗜盐菌强化对象逐渐多样化，出现了嗜盐菌强化生物活性碳、嗜盐菌强化好氧 颗粒污泥等新技术，其与更加高效的污水处理工艺相结合，必将具有广阔的应 用前景。 1 2 3 已有研究的不足 从上述研究中，发现：第一，在高盐有机废水生化处理工艺中，盐分对微 生物生长影响很大，高盐情况下尤为如此。通过微生物驯化方式，可以使其逐 渐适应高盐环境，但其应用范围却受到废水盐度的制约( 盐度 2 4 ) 或盐度过低( f o 们，因素影响特别显著，记为林；f o “f a l s r oo ，说明水平间差异极显著，记为木木； 名1 砉 薹o v 羹o 簦o 山东师范大学硕士学位论文 表2 - 7 不同p h 下o d 6 0 0 测定值比较 表2 - 8l s r 值的计算 2 3 6 营养因素影响试验结果 ( 1 ) 底物影响结果 0 2 f 0 00 40 8i 21 e 酵母浸膏( g ) 图2 - 8 酵母浸膏对菌剂生长的影响图2 - 9 蛋白胨对菌剂生长的影响 由图2 - 8 与2 - 9 可以看出，当底物浓度较低时，复合嗜盐菌剂的生长速度 随着底物的增加而迅速提高，但当底物浓度较大时，菌剂的生长速度趋于恒定， 并不随底物的增加而变化，这与莫诺特( m o n o d ) 方程式相一致汹3 。微生物增 长速度与底物浓度之间的关系遵从莫诺特方程式，这可能的原因是：微生物生 长的本质是在其体内发生一系列生化反应，而所有的生化反应都属于酶促反应， 酶促反应受到包括底物浓度在内的多种环境因素的影响。当底物浓度在较低范 围内，而其它因素恒定时，反应速度与底物浓度成正比，属于一级反应。当底 山东师范大学硕士学位论文 物浓度增加到一定限度时，所有的酶全部与底物结合即被底物所饱和后，酶反 应速度达到最大值，此时再增加底物浓度对速度就无影响，呈零及反应。本文 中，酵母浸膏与蛋白胨的限度值分别为l g 左右与o 5 9 左右，这与g i b b o n s 培 养基中规定的底物含量相符合。 ( 2 ) 无机盐影响结果 图2 一1 0 与图2 一1 1 显示了k + 、m 9 2 + 对复合嗜盐菌剂生长的影响，从图中可以 看出k + 、m 9 2 + 确实对菌剂生长有一定的影响。在较低浓度范围内其可以有效促进 嗜盐菌的生长，但k + 、m 9 2 + 浓度超出一定范围时，反而抑制了嗜盐菌的生长。前 者可能的原因是：( 1 ) 嗜盐菌在长期的进化过程中，为适应高盐环境，重新合 成一些蛋白质，而许多酶活性以及蛋白质的合成都需要一定量的k + 、m 9 2 + 。( 2 ) k + 、m 9 2 + 可以增加嗜盐菌细胞内渗透压，由于k + 、m 9 2 + 水合程度低，对生物大分 子的作用也较弱，积累一定量的k + 、m 9 2