高鹽廢水處理工藝技術(shù)研究進(jìn)展

第第頁(yè)高鹽廢水處理工藝技術(shù)研究進(jìn)展高鹽廢水處理工藝技術(shù)討論進(jìn)展

11，2121，2

晁雷，邵雪，胡成，王林山，劉馨

〔1．遼寧省環(huán)境科學(xué)討論院，遼寧省流域污染掌握重點(diǎn)試驗(yàn)室，遼寧沈陽(yáng)110031；2．東北高校理學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110819〕

要問(wèn)題是廢水中的固體懸浮物會(huì)堵塞樹脂而失去效果，還有就是離子交換樹脂的再生需要激昂的費(fèi)用且交換下來(lái)的廢物很難處理2．3

［8］

程，討論了含鹽工業(yè)廢水生化處理耐鹽污泥馴化的可行性、特點(diǎn)及其生物學(xué)過(guò)程。結(jié)果說(shuō)明，以鹽分作為選擇壓力可以馴化出具有高降解活性的耐鹽污泥，他們?cè)诮Y(jié)論中提出，以鹽分作為選擇壓力，在含鹽量為4．5%環(huán)境中能夠馴化出具有高降解活性的耐鹽污泥2．5．2

［16］

。

膜分別技術(shù)是利用膜對(duì)混合物中各組

膜分別工藝

分選擇透過(guò)性能的差異來(lái)分別、提純和濃縮目標(biāo)物質(zhì)的新型分別技術(shù)。目前常用的膜技術(shù)有超濾、微濾、電滲析及反滲透。其中的超濾、微濾用于高鹽廢水的處理時(shí)，不能有效去除污水中的鹽分，但可以有效截留懸浮固體〔SS〕及膠體COD；電滲析〔electrodialysis〕和反相滲透〔RO〕技術(shù)是最有效和最常用的脫鹽技術(shù)，另外，反滲透技術(shù)還能去除部分溶解性有機(jī)物，這是其他脫鹽技術(shù)不能夠達(dá)到的，但是由于其處操作閱歷不足，反滲透技術(shù)在城市污水處理及工理成本高、

業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用受到了肯定限制

［9］

。

SBR及其改良工藝。序批式活性污泥法〔SBR〕及其

結(jié)構(gòu)改良工藝是一種不同于傳統(tǒng)活性污泥的廢水處理工藝，形式簡(jiǎn)約，運(yùn)行方式敏捷多變，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷技能，具有一系列連續(xù)流系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。

Glass利用SBR反應(yīng)器討論了高鹽高氨氮污水的處理，試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在pH值為9．0、硝酸氮質(zhì)量濃度為0．8210

4

mg/L、TDS〔溶解性總固體〕為18%條下，污泥經(jīng)過(guò)馴化能夠

4

脫氮，而未經(jīng)馴化的污泥在0．5410mg/L時(shí)，即完全停止

。膜技術(shù)法的缺

點(diǎn)是假設(shè)廢水中有機(jī)物濃度高時(shí)，膜易被污染，從而導(dǎo)致操作過(guò)程難以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。況且噸級(jí)廢水進(jìn)行膜處理成本高，企業(yè)難以承受。2．4之一

加熱蒸發(fā)工藝

［10］

反硝化反應(yīng)

［17］

。

楊健等采納SBR法處理高含鹽石油發(fā)酵工業(yè)廢水，在

4

廢水中TDS〔溶解性總固體〕為〔5．0～6．0〕10mg/L時(shí)，鹽

蒸發(fā)工藝是現(xiàn)代化工單元操作方法COD度對(duì)馴化后的活性污泥處理系統(tǒng)沒(méi)有明顯的抑制作用，和BOD去除率分別在90%和95%以上。經(jīng)過(guò)馴化的污泥主細(xì)菌群落形態(tài)相對(duì)要以菌膠團(tuán)和少量原生動(dòng)物為主，較少

［18］

，即用加熱的方法，使溶液中的部分溶劑汽化并得以

以提高溶液的濃度，或?yàn)槿苜|(zhì)析出制造條件。暴曬蒸去除，

發(fā)是種低成本的技術(shù)，通過(guò)濃縮含鹽廢水中的鹽分和有機(jī)物來(lái)達(dá)到減小廢水體積的目的，但是這種方法最終得到的固體無(wú)法重復(fù)利用。多效蒸發(fā)器雖在化工行業(yè)應(yīng)用鹽純度不高，

較多，但對(duì)含鹽廢水處理的案例較少，沒(méi)有勝利閱歷可供參且各企業(yè)含鹽廢水的水質(zhì)差異較大，蒸發(fā)處理效果和處考，

理費(fèi)用亦有所不同。另因廢水本身的非常性和成分的繁復(fù)

［11］

性，蒸出的氯化鈉和混合鹽的品質(zhì)需待驗(yàn)證。物化方法由

。

生物接觸氧化工藝。生物膜法具有較強(qiáng)的抗毒性和

2．5．3

可以維持較高的污泥齡，生物相相對(duì)穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷技能，

容積負(fù)荷較高，水力停留時(shí)間較常規(guī)活性污泥法大為縮短。

L．An等采納了兩段式接觸氧化法對(duì)含鹽廢水進(jìn)行了試驗(yàn)討論，考察了鹽度、有機(jī)負(fù)荷和進(jìn)水水質(zhì)等因素對(duì)處理效果的影響，結(jié)果說(shuō)明，鹽度和有機(jī)負(fù)荷對(duì)系統(tǒng)有明顯的抑制作用，要保持較好的出水水質(zhì)，需要掌握鹽度和有機(jī)負(fù)荷。

4

同時(shí)也得出了污泥經(jīng)過(guò)馴化后，當(dāng)鹽濃度為3．510mg/L，

于運(yùn)行費(fèi)用較高，還會(huì)帶來(lái)二次污染，因此常被用于廢水預(yù)處理階段。2．5

生物處理工藝

廢水的生物處理是指利用自然界廣

泛存在的大量微生物氧化、分解、吸附廢水中有機(jī)物從而凈化廢水的方法。生物降解不僅能氧化分解一般的有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，而且還具有轉(zhuǎn)化有毒有害有機(jī)污是有機(jī)化合物在自然界中去除和再循環(huán)的重要染物的技能，途徑和方式勢(shì)

［13－14］

［12］

BOD負(fù)荷為0．95～2．80kg/〔m3d〕時(shí)，鹽度對(duì)處理系統(tǒng)的

4

BOD負(fù)荷0．95～2．9影響很小，當(dāng)污水鹽度2．510mg/L，［19］

kg/〔m3d〕時(shí)，鹽度幾乎對(duì)處理效果不產(chǎn)生影響。

張明生等采納生物接觸氧化法處理高含鹽廢水，考察了鹽濃度連續(xù)上升時(shí)系統(tǒng)對(duì)COD去除率的影響及抗沖擊技能。結(jié)果說(shuō)明，進(jìn)水硫代硫酸鈉的濃度在573～14812mg/LCOD去除率91%～95%；時(shí)，出水COD濃度小于500mg/L，當(dāng)生物接觸氧化系統(tǒng)受到?jīng)_擊時(shí)，復(fù)原較快，一般3～5個(gè)周期后即可復(fù)原正常2．5．4

［20］

。微生物用于降解、轉(zhuǎn)化物質(zhì)有如下優(yōu)

：個(gè)體小，比表面積大，代謝速率塊；種類繁多，分布

廣泛，代謝類型多樣；降解酶專一性強(qiáng)，且許多酶是在污染物的誘導(dǎo)下產(chǎn)生的；微生物繁殖快，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)等。這些特點(diǎn)使得微生物在降解、轉(zhuǎn)化物質(zhì)方面有著巨大的潛力，因此生物技術(shù)成為了討論重點(diǎn)，被國(guó)內(nèi)外討論者廣泛應(yīng)用于高鹽有機(jī)廢水處理工藝之中，并取得了很大的討論進(jìn)展。2．5．1

傳統(tǒng)活性污泥工藝。傳統(tǒng)活性污泥法是普遍采納的

生物處理方法之一，通過(guò)活性污泥的馴化過(guò)程培育出具有良好有機(jī)物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽有機(jī)廢水的重要前提。

Hamoda和A1-Adar采納活性污泥法處理含鹽廢水〔10g/L和30g/L〕的討論發(fā)覺(jué)，在高鹽度環(huán)境中生物活性和有機(jī)物去除率均有提高污泥的絮凝性。

何健等通過(guò)比較在高鹽和低鹽條件下活性污泥馴化過(guò)

［15］

。

厭氧及其改良工藝。Thongchai等在厭氧/缺氧/有

氧反應(yīng)系統(tǒng)里，試驗(yàn)中厭氧、兼氧、好氧的水力停留時(shí)間分別2h、12h，為2h、利用人工合成廢水討論了NaCl對(duì)該反應(yīng)系統(tǒng)的影響，發(fā)覺(jué)在未馴化的污泥系統(tǒng)中當(dāng)NaCl濃度從0上

4

COD和氮的去除率分別從97%降到升到3．010mg/L時(shí)，

60%和從88%降68%；而在馴化后的污泥系統(tǒng)中當(dāng)NaCl濃

44

COD和氮的度從0．510mg/L上升到3．010mg/L時(shí)，

去除率為從90%降到71%和從85%降到70%，甚至其耐鹽

4

最高可達(dá)到7．010mg/L。氧汲取率〔SOUR〕在穩(wěn)定狀態(tài)

，微生物生長(zhǎng)沒(méi)有受到抑制，相反促下，隨鹽度的增加而增加。且總氮的去除率減削較小，這說(shuō)明硝化細(xì)菌比異養(yǎng)菌更能適應(yīng)高鹽環(huán)境

［21］

進(jìn)了一些嗜鹽菌的生長(zhǎng)，使反應(yīng)微生物濃度增加，也提高了。

4

周健等采納ASBBR反應(yīng)器作為高鹽〔1．010

mgCl－/L〕、高有機(jī)物濃度〔COD為4000mg/L〕榨菜廢水的

厭氧處理單元，考察了掛膜密度、負(fù)荷、水溫等對(duì)去除COD的影響。結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)水溫為30℃、掛膜密度為50%時(shí)，出水COD滿意徑直排放和后續(xù)脫氮工藝對(duì)碳源的要求。當(dāng)水溫為10℃時(shí)，反應(yīng)器對(duì)COD的去除率較30℃時(shí)下降了32%，將掛膜密度提高到70%可使COD去除率增加約4．5%

［22］

目前，耐鹽酵母菌處理含鹽廢水的實(shí)例還較少，其耐鹽機(jī)理還沒(méi)有徹底弄清，有待于進(jìn)一步討論。用酵母菌初步降是處理高有機(jī)物、高含鹽廢水的可行有效解再用細(xì)菌處理，的方法3．2．2

［32］

。

利用嗜鹽菌〔耐鹽菌〕強(qiáng)化處理高鹽有機(jī)廢水。嗜

。極具應(yīng)用前景的微生物資源，近年來(lái)鹽菌作為一類新型的、

它們具有極為非常的結(jié)構(gòu)組成、生理受到人們的廣泛關(guān)注，

使嗜鹽菌能夠在高鹽環(huán)境下正常生存和生功能和代謝機(jī)制，

長(zhǎng)。由于嗜鹽菌可以減小甚至清除高鹽濃度對(duì)有機(jī)廢水生使其在高鹽廢水處理工藝中具有寬闊的物處理系統(tǒng)的沖擊，

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)嗜鹽菌在高鹽有機(jī)廢水處應(yīng)用前景。近年來(lái)，

理上的應(yīng)用討論主要集中于其對(duì)高鹽有機(jī)廢水的強(qiáng)化處理，即通過(guò)投加優(yōu)勢(shì)菌來(lái)有效改善系統(tǒng)的處理效果，下面就對(duì)不

嗜鹽菌之所以能

同處理工藝下不同學(xué)者利用嗜鹽菌處理含鹽有機(jī)廢水的討論進(jìn)行比較：

C．R．Woolard等用從大鹽湖分別出的一種中度嗜鹽菌經(jīng)過(guò)7個(gè)月的運(yùn)行，處理含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的苯酚廢水，

苯酚平均去除率達(dá)到99．5%。出水懸浮固體質(zhì)量濃度約50

［33］

mg/L，低于一般污泥處理的含鹽廢水出水的懸浮固體。

由以上討論可看出，對(duì)于鹽度小于5%〔NaCl〕的含鹽有利用經(jīng)馴化后的污泥進(jìn)行生化處理是可行的。機(jī)廢水而言，

近年來(lái)，污泥馴化的討論方向已由對(duì)傳統(tǒng)活性污泥的馴化研這必將進(jìn)一步提高究漸漸轉(zhuǎn)移到結(jié)合更加有效的處理工藝，

提高反應(yīng)器的容積負(fù)荷以生化處理工藝的抗鹽度沖擊技能，及對(duì)有機(jī)物的去除效率。33．1

生物處理工藝機(jī)理及其強(qiáng)化方法生物法處理含鹽廢水工藝的機(jī)理

夠在高鹽環(huán)境中良好生長(zhǎng)，是由于嗜鹽菌非常的生理結(jié)構(gòu)和細(xì)胞中所含的物質(zhì)使之需要鹽才能得以生長(zhǎng)。嗜鹽菌能在這積累鉀離子的嗜鹽菌蛋白質(zhì)中含有高比例的酸性氨基酸，些氨基酸殘基在蛋白質(zhì)的表面形成負(fù)電屏蔽，從而促進(jìn)了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性；在嗜鹽古細(xì)菌的細(xì)胞膜外有一個(gè)呈六角形排由于磺酸基團(tuán)的存在使列的由磺化的糖蛋白組成的S單層，

S層呈負(fù)電性，因此使組成亞基的糖蛋白得到屏蔽愛(ài)護(hù)，在高鹽環(huán)境中保持穩(wěn)定

［23］

李維國(guó)等在SBR反應(yīng)器中利用從某曬鹽池鹽水中分別獲得的一株嗜鹽菌對(duì)高鹽制革廢水進(jìn)行處理試驗(yàn)。結(jié)果表在含鹽9．3%時(shí)，該菌株具有強(qiáng)化高鹽制革廢水處理的功明，

可能。將分別篩選的嗜鹽微生物與生物活性碳技術(shù)相結(jié)合，“嗜鹽生物活性碳”構(gòu)建技術(shù)，來(lái)強(qiáng)化高鹽制革廢水的處理

［34］

。嗜鹽菌特別是極端嗜鹽菌具有靈活

使得其能在高濃度的氯化鈉環(huán)境中的排鈉吸鉀的生理特性，

生存。嗜鹽菌是也可以通過(guò)在細(xì)胞內(nèi)積累一些被稱為相容性溶質(zhì)〔compatiblesolutes〕的物質(zhì)來(lái)反抗細(xì)胞外的高滲透壓，維持細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能，這些相容性溶質(zhì)是一些如糖、糖醇、其他的醇類、氨基酸、高度水溶性的小分子物質(zhì)，

氨基酸的衍生物，通常不阻礙細(xì)胞的其他代謝途徑，它們可從而保持細(xì)胞以在高NaCI濃度中保持細(xì)胞內(nèi)的低水活度，內(nèi)酶的活性

［24］

。

由以上討論可看出，高含鹽廢水不經(jīng)稀釋和預(yù)除鹽就能嗜鹽菌可用來(lái)處理含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)＞5%的徑直被嗜鹽菌降解，

對(duì)鹽有非常的適應(yīng)性和廢水。嗜鹽菌在高鹽濃度下生長(zhǎng)良好，

因此適合用來(lái)處理高含鹽廢水。近年來(lái)，隨著討論的不需要，

嗜鹽菌強(qiáng)化對(duì)象漸漸多樣化，涌現(xiàn)了嗜鹽菌強(qiáng)化生物斷深入，

活性碳、嗜鹽菌強(qiáng)化好氧顆粒污泥等新技術(shù)，其與更加高效的必將具有寬闊的應(yīng)用前景。污水處理工藝相結(jié)合，4

結(jié)語(yǔ)

綜合上述國(guó)內(nèi)外學(xué)者的討論狀況可以發(fā)覺(jué)，無(wú)論是采納只要采納工藝參數(shù)、接種嗜鹽菌還是采納馴化活性污泥法，

合適的掌握條件，是能夠有效去除有機(jī)物的，同時(shí)也能夠取得肯定的氮、磷的去除。不同的討論者采納不同的工藝，不不同的運(yùn)行條件以及不同的馴化或接種方式，得同的水質(zhì)，

這說(shuō)明鹽度對(duì)微生物系統(tǒng)的影響絕不是單出了不同的結(jié)論，

一的，而是與其他許多因素相關(guān)聯(lián)，這些因素不同，鹽度的影針對(duì)響也是不一樣的。目前很多討論者都局限在配水試驗(yàn)，某種特定的水質(zhì)特征，這樣得出的結(jié)果是沒(méi)有普遍性的。因此針對(duì)不同的水質(zhì)進(jìn)行工藝討論是很有須要的。

另外，馴化污泥處理高鹽有機(jī)廢水中對(duì)于如何進(jìn)一步解馴化周期長(zhǎng)、技術(shù)工程應(yīng)用等難題，有待于進(jìn)決工藝啟動(dòng)慢、

一步的討論?，F(xiàn)今的多數(shù)討論中，優(yōu)勢(shì)菌的強(qiáng)化對(duì)象依舊是污泥，其在強(qiáng)化前仍需進(jìn)行周期較長(zhǎng)的馴化，而徑直以從高尚未見諸報(bào)鹽環(huán)境中取得的高鹽污泥為強(qiáng)化對(duì)象的討論，因此同樣需要進(jìn)一步的深入討論。道，

〔下轉(zhuǎn)第19404頁(yè)〕

，由于嗜鹽菌具有這些非常的生理功能，因此

決斷了它在高鹽廢水處理工藝中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用于高含鹽有機(jī)廢水處理中。3．23．2．1

生物處理工藝強(qiáng)化方法

投加酵母菌強(qiáng)化處理含鹽廢水。耐鹽酵母菌已被應(yīng)

高糖環(huán)用于如醬油生產(chǎn)的發(fā)酵行業(yè)。這些酵母菌能在高鹽、境中生長(zhǎng)良好。有些酵母菌甚至還能在飽和鹽濃度下生長(zhǎng)

［25］

。與嗜鹽菌不同，酵母菌通常不依靠鹽生存。當(dāng)它們

［26］

細(xì)胞萎縮受到鹽水沖擊時(shí)，細(xì)胞體積復(fù)原強(qiáng)的耐鹽性

［27－28］［29］

。一旦它們長(zhǎng)時(shí)間地適應(yīng)后，

。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞比穩(wěn)定期細(xì)胞具有更

。耐鹽酵母菌可以用來(lái)處理高有機(jī)物，高含

鹽廢水。它比一般的好氧或厭氧細(xì)菌處理效果更好。在高鹽條件下，酵母菌的基質(zhì)利用率，污泥最大比增長(zhǎng)率，半速率常數(shù)以及營(yíng)養(yǎng)物去除技能更高。

Shin等用酵母菌Rhodotorularubra處理泡菜生產(chǎn)廢水，48h后可以完全除去廢水的酸度，BOD5由11000mg/L降到

［30］

＜3200mg/L，去除率為70%。

Chio等用耐高滲透壓酵母菌處理泡菜生產(chǎn)廢水，廢水BOD5由1210mg/L降到120mg/L，去除率達(dá)到了90%。NaCI濃度為10%時(shí)，酵母菌生長(zhǎng)沒(méi)有受到抑制；當(dāng)NaCI＞

［31］12%時(shí)，生長(zhǎng)速度減慢。

一步推動(dòng)了蘇州市農(nóng)業(yè)面源污染治理，促進(jìn)了生態(tài)農(nóng)業(yè)的快

表1

Table1

采樣點(diǎn)

Samplingsites

生態(tài)溝渠塘Ⅰ進(jìn)水口Ⅰ生態(tài)溝渠塘Ⅰ出水口WateroutletofzoologychannelpondⅠ生態(tài)溝渠塘Ⅱ進(jìn)水口WaterinletofzoologychannelpondⅡ生態(tài)溝渠塘Ⅱ出水口Wateroutletofzo