爱我环保学社

标题: 高盐度废水的生物处理进展 [打印本页]

作者: dsvbb 时间: 2012-12-20 17:51
标题: 高盐度废水的生物处理进展
前　言
  高盐度有机废水,是指总含盐量(以NaCl含
  量计)至少为1%的废水,盐量主要来源于两个方
  面:一是海水直接利用于工业生产和生活用水,二
  是有些工业企业生产过程中排放的高盐度废
  水[ 1 ] 。目前,许多国家、特别是一些干旱地区和沿
  海地区,水资源短缺问题愈演愈烈,为了缓解淡水
  资源日益紧缺的局面,一些沿海地区已经推行海水
  直接利用于工业生产和生活用水,导致了排放废水
  中含有大量的无机盐。另外,一些工业品生产,如
  杀虫剂、除草剂、有机过氧化物、制药和染料等化学
  制造业,肉类加工厂和海产品加工厂等的生产废水
  中,也含有大量的无机盐。
  一般情况下,高盐度废水的有机物含量也很
  高,如果未经处理直接排放,会给生态环境带来极
  大的污染和危害,严重影响人们的生活质量和身体
  健康。因此,对含盐废水处理工艺的研究也越来越
  深入。通常情况下,过去都是采用物化法来处理此
  类废水,而不采用生物处理工艺,因为高盐度会对
  生物系统产生抑制作用,但物化方法却会消耗大量
  的能源,启动和运行的成本都非常高。目前,人们
  正在研究可以代替物化方法的处理工艺,这些工艺
  大部分都涉及到好氧或厌氧生物处理。文中综合
  了国内外的有关文献,综述了生物法处理高盐度有
  机废水的研究进展。
  1　好氧生物处理高盐度废水
  1. 1　盐度对好氧生物系统的影响
  尽管Ludzack和Noran[ 2 ]研究发现,当废水中
  的氯离子浓度大于5～8 g/L 时,就会对传统的好
  氧生物处理系统产生抑制作用。但实践证明,活性
  污泥只要经过适当驯化,利用微生物处理高盐分废
  水是可能的。通过逐步提高有机负荷和盐浓度的
  方法,可驯化出耐盐浓度3% ～5% (甚至更高)的
  污泥。一般情况下,盐度越高,污泥驯化的时间越
  长,经驯化的菌群发生变化,菌胶团以嗜盐菌为主。
  研究发现,盐浓度的变化对生物处理系统存在
  影响,高含盐有机废水不利于生物处理,盐浓度的
  波动对生物处理影响更大。文湘华等[ 3 ]认为,盐
  2008年6月刘克山1高盐度废水的生物处理进展·　59·
  浓度的变化过大,会导致细胞组分的分解,在延时
  曝气工艺中,盐度的急剧增高,导致BOD去除率降
  低;反之,当进水由含盐水换成一般废水时,曝气池
  中污泥浓度降低。降低含盐浓度比增加含盐浓度,
  对微生物的影响更大,当无盐系统突然加入30 g/L
  的NaCl时,系统的BOD去除率降低了30%。而当
  污泥经30 g/L的NaC1驯化后,当瞬间降低反应器
  内的盐浓度到2 g/L,系统的BOD去除率则降低了
  75%左右。刘洪亮[ 4 ] 利用生物滤池进行研究表
  明,在盐浓度为250 mg/L环境中,稳定运行的活性
  污泥系统受不同盐浓度的冲击,在系统恢复的过程
  中发现,冲击幅度小的则恢复较快,冲击幅度大的
  则恢复较慢,当系统恢复稳定后, BOD去除率比无
  盐时低10%。由此可见,高含盐废水的生物处理,
  盐浓度的大幅度变化,会影响高含盐废水生物处理
  系统的正常运行。盐浓度的改变,直接影响渗透压
  的变化,渗透压的急剧变化,会直接导致细胞活性
  降低,甚至死亡。所以在高含盐有机废水的生物处
  理系统中,应该加强对盐浓度的监测和控制,使盐
  浓度的波动控制在一定范围之内,从而使生物处理
  系统始终保持在稳定的运行状态。
  但是,也有一些学者得出了截然相反的结论。
  他们认为,高盐度不会降低废水生物处理的有机物
  去除率,适当的含盐量可以提高污泥絮凝性,还对
  生物处理系统起到稳定作用。例如Campos等[ 5 ]
  发现,盐度对污泥的沉降性能影响很轻微,并不会
  对污泥的物理性质产生长久的影响。实验表明,在
  活性污泥反应器中, VSS浓度达到20 g/L。Kargi
  和Uygur[ 6 ]用SBR处理含盐废水时发现,尽管盐度
  增加会导致SV I值增加,但在盐度为6%时, SV I值
  也只有97 mL /g,而且污泥的沉降性能很好。出现
  这些分歧,可能是由于盐分对污泥沉降性能的影
  响,不仅取决于盐分的浓度,还可能取决于废水中
  所含盐分的种类。盐分可以增加混合液的重量,这
  不利于污泥的沉降,同时盐分还可以增加电荷强
  度,这有利于污泥的沉降。
  1. 2　好氧处理高盐度废水的实践
  文守成等人[ 7 ]利用SBR 法,经过四周驯化培
  养耐盐活性污泥,来处理高含盐油田废水,实验结
  果表明,在较高含盐量(5 000 mg/L)的生物制药废
  水中,大多数微生物能在其中存活和繁殖,并能形
  成菌胶团,保证了废水生化处理系统的良好活性,
  废水的处理效率较高, SBR池进水COD平均浓度
  为3 124 mg/L 时, 出水COD 平均浓度为
  265 mg/L, COD平均去除率为91. 5%。
  杨健等[ 8 ]对处理高盐度废水的活性污泥驯化
  进行了研究。他们取城市污水处理厂的回流污泥,
  按一定步骤进行驯化,直到CODcr有机负荷VSS达
  到1. 0 kg/ ( kg·d)时,含盐量为35 000 mg/L。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, CODcr去除率可稳定在
  90%以上。未驯化的污泥,则出现明显的中毒现
  象。驯化污泥经4～6周的培养,逐渐成熟,外观颜
  色变为浅棕黄色, SV I值在55～80之间,污泥絮凝
  颗粒细小而紧密。尽管证明了活性污泥对盐度适
  应的可能性,但是,其中存在的最大问题,在于微生
  物对这种适应性,一般都被限制在盐分小于5%才
  具有可能性[ 9 ] ,否则,很容易出现污泥膨胀,污泥
  絮凝性能下降,出水SS升高,有机物和氨氮去除率
  降低。因此,最好采用特殊的微生物,来处理高盐
  度废水,目前研究最多的,就是接种嗜盐菌来处理
  高盐度废水。
  C. R. Woolard[ 10 ]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,实验结
  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15% (150 g/L)的盐、氨、磷和
  铁。含盐质量分数为1% ～15%的合成酚废水,经
  过12 h (反应时间7 h)处理后,酚的去除率为99%
  左右,出流悬浮物较高, SV I为100 mg/L 以上, SS
  为50 mg/L 左右。Kargi等[ 11 ]人在2000 年,利用
  含有嗜盐菌的系统,用活性污泥法成功的处理了油
  田废水, COD 去除率达到了95%。同样, Kubo
  等[ 12 ]利用序批式反应器处理盐度为15%的酸洗
  废水, COD去除率达到了90%。另外, Bozo等[ 13 ]
  在用活性污泥法净化高盐度油田废水时,研究了
  PAC对活性污泥系统的影响。实验结果发现,过
  高的水力负荷,会导致生物反应器的污泥流失,添
  加PAC后,其与废水表面混溶,能够增加反应器的
  污泥体积指数,降低出水的SS,并且能够促进污染
  物的降解。这是由于PAC的吸附以及起到了固定
  微生物的作用,微生物附着在PAC表面,可以防止
  因为水力负荷过高而导致生物量的流失。
  2　厌氧生物处理高盐度废水
  2. 1　盐度对厌氧生物系统的影响
  大量含盐有机废水,采用厌氧处理更具有实用
  性。经过连续驯化的厌氧污泥可以适应更高的盐
  ·6　0· 刘克山1高盐度废水的生物处理进展第21卷第3期
  度,对盐度的抗冲击性更强。厌氧条件下,甲烷菌
  活性会受到盐度的抑制,特别是当向厌氧反应器投
  加NaOH和Na2 CO3 调节pH值时,钠离子的影响
  就不容忽视。海产品加工的废水中,含高浓度的离
  子主要是Na+ 、Cl- 和SO2 -
  4 。Gumersindo Ferjoo[ 14 ]
  利用UASB研究了VFA的甲烷化反应,当钠离子
  质量浓度从3 g/L 增加到16 g/L,硝化作用减少
  50% ,厌氧污泥显示了较高的耐盐性。经过40 d
  的硝化反应,当钠离子质量浓度为21. 5 g/L时,甲
  烷菌活性增加了45%。当阴阳离子同时存在时,
  产生拮抗作用,从而影响了钠离子的毒性。所以,
  废水中含海水盐度较含钠盐度更好处理。温度也
  是重要的影响因素,高温细菌产生污泥聚集,而中
  温细菌没有污泥聚集或絮凝现象。
  2. 2　厌氧处理高盐度废水的实践
  近l0多年来,厌氧技术的发展,随着科研人员
  对厌氧反应机理的深入研究而有了长足的进步。
  各种厌氧反应器,如UASB、AF、EGSB、IC、厌氧水
  解等,已相继在国内外的生产中得到广泛的应用。
  厌氧技术处理的对象,不仅从高浓度有机废水向
  中、低浓度延伸,还从处理含低离子浓度的废水,向
  含中、高离子浓度的废水过渡。
  Arjen Rinzema[ 15 ]研究了UASB反应器中盐度
  对硝化的影响, pH值为6. 5～7. 2时,盐度分别为
  5 g/L、10 g/L和14 g/L 时,乙酸形成甲烷会减少
  10% 、50% 、100%。
  RamonMendez[ 16 ]利用中温和高温厌氧滤池
  (MAF和TAF) ,处理高浓度含盐工业废水,该废水
  含COD为10～50 g/L,含Cl- 为8～9 g/L,含Na+
  为5～12 g/L,实验分别采用MAF和TAF进行。
  经过9个月的启动期后,即使在COD有机负荷率
  高达9 kg/ (m3 · d ) ( TAF) 和24 kg/ (m3 · d )
  (MAF) ,氯离子质量浓度达到13 g/L,实验仍然运
  行平稳, COD 去除率高达73% ( TAF ) 和64%
  (MAF) ; COD 甲烷化达到69% ( TAF ) 和66%
  (MAF) 。硫酸根离子完全被去除, H2 S浓度在生
  物气中占3%～4%。
  P. Balslev. Olesen[ 17 ]对厌氧滤池(AF)和厌氧
  流化床(AFB)进行研究。对含盐量2% ～4%的废
  水, COD 有机负荷从2. 6 kg/ (m3 · d ) 增加到
  12. 5 kg/ (m3 ·d) (AF)和15 kg/ (m3 ·d) (AFB) ,
  实验未出现抑制现象,气体产量和污泥量均没有太
  大的变化。
  Rovirosa等[ 18 ]利用下流式厌氧混合床反应器
  (DFAFBR) ,处理含盐量为15 g/L的猪场废水时,
  发现水力停留时间对系统处理效果产生了影响:当
  水力停留时间为96 h, COD去除率超过90% ,当水
  力停留时间为12 h, COD去除率则降为68%。
  3　厌氧/好氧组合工艺处理高盐度废水
  虽然好氧法和厌氧法都能处理高盐度废水,但
  是有机物的去除效果并不是十分理想,因此,越来
  越多的研究者将两种方法组合起来,以提高高盐度
  废水的处理效果。厌氧阶段对于稳定有机物密度
  和种类,以及抗冲击负荷有非常重要的作用,还能
  为后续好氧段减少有机负荷,降低废水的毒性和提
  高降解率,降低好氧阶段的建设和运行费用。另
  外,通过厌氧阶段的反硝化反应和好氧阶段的硝化
  反应,还可以达到脱氮除磷的目的。
  刘洁玲[ 19 ]应用A - B 二段法,对处理高含盐
  量皂化废水进行了研究,试验结果表明:在含盐量
  为2% ,变化幅度小于2. 5%时,采用A - B二段接
  触氧化法处理环氧丙烷皂化废水,不需要专门的耐
  盐菌种, COD总去除率可达到80% ～86%,使处理
  后的水质达到一级排放标准。
  Tsuneda等[ 20 ]分别考察了单一的硝化、反硝化
  和厌氧- 好氧过程中,盐度与N的去除率之间的
  关系。实验表明,在硝化过程中,当盐度从1%提
  高到2%时,稳定期的N2O转化率增长了2. 2倍,
  从0. 22%提高到0. 48%;在反硝化过程中,盐度从
  3%提高到5%时,对N2O的转化率并没有明显的
  影响; 在厌氧- 好氧活性污泥系统中,当盐度为
  3%时,稳定期的N2O 转化率明显增长,当盐度从
  1. 6%提高到3%时, 其转化率从0. 7% 提高
  到13%。
  Panswad和Anan[ 21 ]研究了未经驯化和驯化的
  活性污泥,对厌氧/缺氧/好氧组合系统处理含盐废
  水的影响,水力停留时间为14 (2 + 2 + 12) h,泥龄
  为10 d,结果发现,未经驯化系统,当盐分从0 g/L
  上升到30 g/L 时, COD 去除率从90%下降到
  60% ,N的去除率从88%下降到68%。而经过驯
  化的系统,当盐分从0. 5%提高到3%时, COD 去
  除率则从90%下降到71% ,N的去除率从85%下
  降到70%。并且他认为,厌氧反硝化过程对高盐
  度有较强的抗冲击能力,在冲击期,两个系统对P
  的去除率都很低,经过驯化的系统,重新达到稳定
  状态,需要的时间比未经驯化的系统要少。
  (下转第115页)
  2008年6月张　泓1基层污染减排管理工作刍议·1　15　·
  核”以及“打和牌”的现象;对工作失职或故意为企
  业隐瞒超标数据的考核人员,要及时提出批评,责
  令整改;构成违纪的,纪检监察部门要根据情节,予
  以行政处分和经济处罚,对情节严重的,要移交司
  法机关处理。
  3　结　语
  污染减排是“十一五”期间的约束性指标,是
  推动生态文明建设的战略性措施和重要抓手。在
  具体操作时,应提升减排工作思维理念,摆脱传统
  的减排资料统计中出现的思维惯性,确立科学的减
  排指标体系、核算体系,杜绝数据填报过程中的闭
  门造车现象;要从“三大体系”入手,系统核查数据
  的真实性、方法之间的一致性、约束性指标的可达
  性;要确立全新的系统考核机制,强势推进污染减
  排工作的提升。
  (上接第60页)
  4　结　论
  介绍了好氧、厌氧和他们的组合工艺,生物法
  处理高盐度废水的研究进展情况。虽然生物法处
  理此类废水受到盐度的影响,但可以看出,当废水
  盐度小于5%时,利用传统的活性污泥法就可以驯
  化出耐盐菌,经过一段时间的适应后,就能有效地
  去除高盐废水中的有机物。而如果要处理更高盐
  度的废水,最好的方法就是接种嗜盐菌。此外,组
  合工艺比单一处理工艺,也显示出更大的优势

作者: xiaomi543 时间: 2014-5-10 12:49
哈哈，看的人多，回的人少

作者: obeckham 时间: 2015-4-21 21:41
不错不错.,..我喜欢

作者: ymwatcher 时间: 2015-4-25 15:51
谢谢楼主分享的好资料，赞！

欢迎光临爱我环保学社 (http://www.25hb.com/)