高盐度有机废水对生物处理系统的影响研究进展

作者简介:李耀辰(1980-),男,在读硕士,研究方向为水污染控制及治理,(电话)027-61380096(电子信箱)yaochen-li@163.com。高盐度有机废水对生物处理系统的影响研究进展李耀辰,鲍建国,周旋,信欣,万红霞(中国地质大学环境学院,武汉430074)摘要:高盐度有机废水是一种难处理的废水,如皂素废水、石油开采废水以及海水直接利用后排放出的废水,主要是因为高含盐量对微生物的生长有很强的抑制作用,严重抑制了生物法在高盐度废水处理中的应用。讨论了国内外对含高盐有机废水生化处理技术的研究进展以及盐对生物处理系统的影响,并全面分析了高盐度有机废水生物处理的可行性。关键词:高盐度有机废水;生物处理;生物驯化中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)06-0109-03高含盐量有机废水是指含有机物和至少3.5%的总溶解性固体物(TDS)的废水[1],如皂素废水、石油开采废水、染料加工废水以及海水直接利用后排放的废水。在这些废水中除了含有有机污染物外,还含有大量的无机盐,如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等离子,虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素,在微生物的生长过程中起着促进酶反应,维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但是若这些离子浓度过高,会对微生物产生毒性,从而严重影响生物工艺在高盐度有机废水处理中应用。其主要原因在于:高盐度环境下由于盐析作用致使微生物的脱氢酶活性降低;盐浓度升高时,水的渗透压也会随之升高,使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离,从而导致微生物细胞破裂而死亡[2]。生物处理技术因其经济、高效,而得到人们的青睐,被广泛应用于污水净化上。但是普通生物法中的微生物大多适宜于含盐量低于3.5%的环境,而高含盐量废水的含盐量通常在5%以上,甚至达到20%(燃料化工废水、石油加工废水等),普通生物难以适应这样的高盐环境,严重影响了生物法在高含盐类废水净化中的应用。国外对高盐有机废水生化处理的研究起步较早,但是并没有得到一致的结论,其主要分歧在于微生物对高盐度环境适应能力的强弱以及不同浓度不同种类的盐份对生物处理系统的影响也不一样。若采用生物法处理高含盐有机废水,首先应解决微生物能够适应高盐度环境的问题,并最终实现去除废水中有机污染物的目的。1高盐度有机废水生物处理的研究现状1.1高盐度对生物处理系统有机污染物的降解效率的影响多数人认为,高盐环境对生化处理有抑制作用,在高盐度环境下,微生物代谢酶活性受阻,生物增长缓慢,产率系数低。Ingram通过对杆菌的研究发现,当NaCl浓度>10g/L时,微生物呼吸速率降低[3]。LawtonGW的研究表明,当NaCl浓度>20g/L时,会导致滴滤池BOD去除率降低,在此浓度下,采用活性污泥法BOD去除率降低,同时污泥的絮凝性变坏,出水SS升高,硝化细菌受到抑制,以含高浓度卤代有机物废水进行的实验表明,BOD的去除率随着盐浓度的增加而降低[4]。Davis.E.M报告,使用活性污泥系统,对含盐浓度高达12%的废水进行中试处理实验,实验结果证明,废水中的TOC去除率仅为28%～43%,而且试验运行困难[5]。但是也有一些学者研究竟得出截然相反的结论。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。Woolard等把嗜盐微生物在序批式生物膜反应器(SBR)中培养,处理含盐量1%～15%的合成含酚废水,即使含盐量高达15%(150g/L),对酚的去除率依然在99%左右[6]。M.F.Hamoda等采用活性污泥法处理含盐废水(10g/L和30g/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,TOC去除率在NaCl为0g/L、10g/L、30g/L时分别为96.3%、98.9%、99.2%,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[7]。由此可见,嗜盐微生物比普通微生物对高盐度环境有更强的适应能力,以嗜盐微生物为主的生物处理系统更具稳定性。1.2盐浓度的变化对生物处理系统以及生物活性冲击的影响许多学者发现盐浓度的变化对生物处理系统存在影响,高含盐有机废水对生物处理不利,盐浓度的波动对生物处理影响更大。文湘华等认为盐浓度的变化过大会导致细胞组分的分解[8],在延时曝气工艺中,急剧的盐度增高导致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,高盐度有机废水对生物处理系统的影响研究进展李耀辰,等109··第29卷第6期2006年6月当无盐系统突然加入30g/LNaCl时,系统BOD去除率降低了30%,