高盐废水生物处理综述

1、文献检索与案例研究课程论文高盐废水生物处理综述近年来,我国石油化工、冶金等行业发展迅速。但在创造巨大经济效益的同时这些行业每年也向环境排放了数亿吨的有机废水。这些废水不仅有机物浓度高，有些还含有有毒有害物质。若直接将废水排入水体中会对水体的生态环境和下游居民的生活带来极大的危害。据统计，造纸、食品等行业，近五年来每年从废液中直接排入水体的平均COD高达1364万t。因此,对高浓度有机废水的处理方法进行研究应用具有非常现实的意义。1.高盐废水的现状高盐废水是是指总含盐质量分数至少1混合液。以NaCl的含量来计的话，以含lOg/L以上浓度为高盐水，5g/L浓度含量以下的为淡水，5g/L-lOg/L

2、为苦咸水。通常高盐废水含有多种离子成分，目前较难处理。高盐废水来源广泛，主要有含盐工业废水、海水代用所排放的废水以及其他含盐废水。由含盐废水的来源将其分成如下几类心：(1)工业废水在工业生产中会有含盐废水的大量排放。在化工企业了生产中和制作腌渍食品的企业都会产生大量的含盐废水。同时能源开采即某些地下矿物资源的开发利用均会产生大量的废水，同时这种废水中含的盐度也较高。(2)沿海城市的海水利用后产生的废水在城市的发展中，沿海城市有着丰富的海水资源，用海水资源作为淡水资源的替代品已有一定的雏形，取得了很大的经济效益，但是在海水的利用过程中也出现了一些我们必须面对的问题，那就是由于海水的利用产生了部分

3、高盐废水，这部分高盐废水的治理成本较高。在城市中占据很大一部分的海水冲厕用：水，已经形成了较大规模，这类水含盐量也较高。(3)其他的高盐水产生方式除了化工企业和海水的直接利用产生高盐废水以外，像在航行的船舶也会产生高盐废水，同时在自然界中某些地下矿物造成的部分地下水的异常含盐量高，在我们国家多个省份都出现这种情况。2. 高盐废水生物处理的研究现状及进展为了避免对环境造成污染问题，对企业等产生污水需要进行处理。对高盐废水的处理，如采用传统的物理、化学的方式，虽然处理效果较好，但是处理成本过高。所以生物处理技术仍是高盐废水处理的一个主流方向。利用生物处理系统处理废水，主要是靠系统活性污泥的微生物来

4、对污染物进行降解，微生物的生长需要一定的条件，在正常情况下营养充足，微生物的生长很迅速，但在高盐浓度下，微生物的生长环境受到限制，主要是也是因为盐度高，渗透压发生改变，会造成细胞破裂，微生物不能正常生长，所以生物处理系统去除率不高，盐度会对系统造成什么样的损害，如何提高系统的去除率，如何充分发挥生物处理系统的经济性，国内外的专家学者纷纷就高盐废水处理进行研究。2.1 活性污泥法污水处理研究进展传统活性污泥法是最早应用在生物处理过程中，在污水处理中一直是主要采用的处理方法，通过培养活性污泥中微生物来去除系统中的污染物质，在高盐的环境下，同样要通过微生物的的培养即嗜盐菌的培养是决定生物处理的关键因

5、素之一，拥有性能良好嗜盐菌是系统有良好出水效果的保证，本文针对高盐废水的这个研究的基础上，对国内外在高盐废水的研究进行汇总，结果如下：早在20世纪60年代，Stewart，Ludwing和kearns研究了曝气法处理船舰产生的含盐废水，通过研究：对于处理船舰产生的含盐废水，利用生物处理是可行的，同时在利用延时曝气法处理能取得很好的效果。在一定条件下，保持系统正常水力负荷和有机负荷下，对系统进行盐度的冲击，系统出水水质仍保持较好的出水效果。20世纪60年代中期，Ludazkc和Norna等人研究盐度对生物处理系统的影响。结果表明：在随着盐度的增加，污泥的絮凝性能下降，出水开始变的浑浊，系统对有机

6、的去除率下降，同时研究了盐度和微生物的呼吸速率等关系，呼吸速率也随着盐度升高而加快怕。Boushy等对盐度对生物处理系统进行了研究，长时间的试验，比较系统和无盐运行条件下去除率的变化情况，当系统的盐度控制在259L情况下，系统的稳定性大为降低，COD的去除率降为无盐的情况10，而消化菌的的硝化率也降为无盐情况下的10。RYuCelTokuZ在研究盐度对活性污泥系统的影响，通过研究发现，在系统盐度在为359L时，盐度并未对生物处理系统造成太大的影响，在研究污泥性能时发现，盐度的增加是有利于提高污泥的浓度。MFHamoda等人研究了盐度对生物处理系统影响，通过控制系统的NaCl分别为Og/L、lO

7、g/L、309/L，来研究在不同的浓度下，系统的去除率和微生物的生长情况，通过研究发现，在随着盐度升高时TOC去除率反而在升高，分别为954、97、98.3，这也表明生物处理系统微生物的生长没有受到影响，反而盐度促进了嗜盐菌的生长，污泥的絮凝性也得到了提高，污泥量也在增高。祝贵兵、彭永臻、王淑莹等对海水冲厕产生的污水采用生物处理系统进行了研究，传统推流式活性污泥法在处理冲厕海水的污水时，在系统进水含30的海水时，去除率没有明显的变化，生物处理系统出水状况良好，达到国家出水标准，同时在处理系统面对盐度冲击时，通过短时间的驯化回复，7天系统恢复稳定出水。杨健1对含盐的生物处理中的活性污泥进行驯化，

8、通过比较经过驯化的活性污泥和直接取自无盐系统的城市污水处理厂的污泥，在一系列的盐度条件和逐渐提高系统有机负荷到1.0kg/kgvss.d，结果表明：生物处理系统经过活性污泥驯化后处理的效果远远好于未经过驯化的活性污泥，经过驯化的活性污泥处理系统的COD的去除率能达到903。张雨山、蒋立东、王静4等对城市污水处理系统加入不同海水比例去除效果精细了研究，通过大量的反复试验，对系统的COD的去除率、硝化菌硝化率、生物处理系统的稳定性等进行记录后得出结论：适当海水盐度对提高生物处理的污泥浓度具有一定正面意义，在海水0 30以下时，系统的COD去除率没有明显的变化，但系统面对盐度冲击时，需要一定时间的恢

9、复，海水比例越高即系统盐度越大时，需要恢复的时间越久，当系统中海水比例达到50时，生物处理系统的处理效果开始恶化，去除率也在明显下降，系统的出水COD也在50mgL以下。冯叶成、占新民等对盐度冲击对生物处理系统的影响进行了研究，在稳定的系统下，研究不同的盐度冲击下系统的稳定性、系统的氧摄入速率(OUR)、即系统总有机碳等的变化情况。通过研究发现在盐度冲击负荷小于5g/L，生物处理系统不会受到明显的影响，短暂的适应后系统即恢复原状，随着冲击盐度的增加，系统的稳定性开始下降，系统中活性污泥的氧摄入速率及TOC开始降低，当盐度冲击达到lOg/L，生物处理系统受到明显的影响，OUR下降35，TOC去除

10、率下降20。张雨山、王静、徐梅生对系统中的盐度对基质降解速率的影响进行了研究，在采用完全混合法处理的城市污水处理厂中投加不同比例的海水，通过技术系统中基质降解速率常数发现，通过逐渐投加海水比例10、20、30，海水的比例越大到及系统中的盐度越大，系统中基质的降解速率常数越小u引。何健对于在驯化耐高盐度的活性污泥上，则采用的是逐步提高有机负荷浓度的研究方法，通过提高盐度来驯化活性污泥，在系统中NaCl浓度达到26.847.2g/L时。驯化出嗜盐菌，保证系统有着较高的COD去除率，当系统中的容积负荷在0.6kg/(m3·d)，系统COD去除率在95以上。于德爽17等对生物处理系统受到盐度

11、冲击时去除率的变化情况进行了研究，在稳定运行的生物处理系统中，通过投加海水改变系统中盐度的变化，随着系统的海水不断提高，系统的去除率在不断的下降，当系统中含海水比例小于35时，系统中的COD去除率没有明显的变化，系统中的微生物生长保持良好，同时系统的COD去除率保持在90上。刘祥凤、李青山、乌锡康等高盐有机废水的生物处理进行了研究，主要的目的在对高盐有机废水采用生物处理方式是否可行，同时来记录生物处理系统对高盐废水处理时的去除率的变化情况，通过研究表明：高盐有机废水采用生物处理是可行的，生物处理系统中的活性污泥生长状况良好，经过一段时间的培养后，驯化后的活性污泥具有良好的耐盐性。浓度小于20g

12、/L时，系统中的苯酚去除率可以稳定在90以上，随着盐度的升高，系统的去除率也在明显下降H。顾晓梧等研究盐度的冲击对生物处理系统的影响，系统的盐度Nacl来调配，通过提高系统的盐度来记录系统COD去除率的变化、污泥的凝聚性能、系统的稳定性，通过研究发现，采用活性污泥法处理高含盐水，系统是具有一定的耐盐度冲击能力，但随着盐度的增加，系统的稳定开始降低、COD的去除率开始降低，当系统的盐度在20g/L时，系统的去除率大幅下降，达到50，活性污泥的凝聚性能也极度恶化18。刘正9等研究了盐度的变化对生物处理系统带来影响，通过在稳定系统中逐步提高盐度来记录微生物的生长状况，通过研究表明，在生物处理过程中，

13、适当的盐度对系统带来的影响不大，同时系统经过一段的时间驯化后，系统具有良好处理效果，当系统的盐度超过一定的限度后，系统出水效果变差，所以，在利用生物处理系统处理高盐水时，要控制好系统的盐度范围。2.2 SBR法及其变种工艺处理研究进展CRWoolard10研究了嗜盐菌的生长状况，通过在反应器中分离出嗜盐菌，对嗜盐菌的生存状况进行研究，通过研究发现：生物处理系统中的嗜盐菌很容易生存，在通常情况下即能培养成功，只要15(150g/L)的盐、氨、磷和铁即能维持降解酚。NIntrasungkha等研究了生物处理系统处理含盐废水时，系统的氨氮及磷的去除率的研究，试验是在SBR反应器中进行，通过逐渐改变系

14、统中的盐度，来探究系统中氮磷的去除，试验表明在系统中的盐度在320g/L范围内，生物处理系统中的氨氮去除率变化不大，而对于当系统中盐度大于5g/L时，磷的去除率：太幅度下降Charles Glass研究了高盐废水中的盐度对氨氮去除率的研究，试验是在SBR反应器中进行，控制系统的pH值、硝酸盐浓度及TDS浓度，来研究系统对氨氮的去除率情况，系统的pH值在759时，对系统中的硝酸盐浓度提高，当系统中的活性污泥没有经过驯化时，硝化和反硝化进行的不完全，当系统中pH为9，TDS在18的条件下，经过一段时间运行的活性污泥具有良好的脱氮效果，当系统中pH值为75时，硝酸盐浓度5400mg/L，系统对氨氮去

15、除效果非常恶劣，反硝化反应处于停止状态，盐度过高，系统的氨氮去除效果也会明显下降弛2I。MSMoussa13等研究了盐度在对硝酸菌、亚硝酸菌活性、污泥沉降性能影响，系统采用SBR工艺处理含盐废水，通过提高系统中的盐度，研究发现硝酸菌对系统盐度的变化最为敏感，在盐度未超过30g/L时，系统中氨氮的去除率变化差别不大，同时发现系统中的微生物受到了盐度抑制，通过对污泥情况进行培养发现，系统中的盐度会提高污泥沉降性能。Kargi F14研究了高盐废水中系统去除率、沉降性能等，通过一系列的试验研究，逐步提高系统中盐度的含量，控制好系统的其他条件，在水力停留时间保持不变的情况下，系统中在盐度由0升高到6，

16、比较系统中COD、氨氮、总磷的去除率的变化情况，发现系统中COD、氨氮、总磷均随着系统盐度的升高去除率下降，但系统盐度对三个指标的影响程度不同，总磷在系统中受到盐度影响最大，氨氮受盐度的影响不明显，同时通过研究发现，系统中污泥沉降性能随盐度的升高而逐步降低口。孔秀琴、兰建伟15等研究了活性污泥的培养过程，试验通过采用SBR工艺处理生活污水，通过控制最佳系统参数，投加合适的营养比，来培养系统中的活性污泥，通过培养过程中的镜检情况，也发现系统中的微生物从无到有，从低级到高级的一个生长过程，同时在不同培养阶段，系统中的占优势的微生物也是：不同的，随着培养的进行，最后系统中培养出适应高盐水的活性污泥系

17、统，占据优势的微生物也动物菌胶团，不同的处理效果也对应不同的指示生物。梁晨辉、吉风蓉、庞春霞16等采用SBR方式处理高盐浓度农药废水，试验是采用SBR工艺，对试验用水分别进行分流预处理，在控制一定的条件下，对系统中COD、TP、NHLN去除率进行研究，系统中通过控制系统参数，系统去除率总磷是最低的，为85左右，COD及氨氮的去除率均在95以上。于德爽、彭永臻、宋学起等研究了盐度对生物处理系统中短程硝化反硝化影响，在生活污水里引入海水，试验采用SBR工艺，控制好系统的其他参数，使稳定保持在常温状态下，系统的pH值在7.58.5之间，观察记录系统中的硝化反硝化，系统中的硝化反硝化进程能够进行，同时

18、较高的pH值有利于系统完成硝化反硝化。王志霞、武周虎、王娟对含有海水的生活污水进行研究，系统采用SBR工艺，研究在生物处理过程中的盐度对系统运行的稳定性、污泥的沉降性能、以及生物处理系统去除率的变化，在系统中盐度小于10.5g/L，系统运行较为稳定，盐度对系统不造成影响，污泥的沉降性能更好，系统的去除率变化不大。孙晓杰、周利、彭永臻19等研究了盐度对高盐废水的短程硝化反硝化影响，系统采用生活污水里投加不同比例的高盐水，研究系统中硝化菌和亚硝化菌的生长状况，高盐水通过投加不同比例的海水或是直接投配NaCl，通过实验发现，硝酸菌的生长受到海水的抑制更为明显，但亚硝酸受到的影响不大，而直接投加NaC

19、l对硝酸菌和亚硝酸菌也会有影响，但影响效果明显小于海水，所以这也说明海水中其他的离子也影响硝酸菌和亚硝酸菌的生长29。彭光霞、周岳溪、何绪文20等研究了盐度对生物处理系统的影响，系统采用MDAT-IAT生物的处理工艺，在不同的含盐量下，对生物处理系统的稳定性、污泥的沉降性能、污泥浓度进行了研究，试验结果表明，在系统中盐度发生变化，系统的稳定性、污泥沉降性能菌发生改变，系统的SVI值出现了逐渐增大的现象，同时污泥量也增加了，污泥沉降性能变差。叶柳、彭永臻、崔有为等在用MUCT工艺对淡水污泥驯化，而后对系统逐步提高盐度，来研究盐度对系统COD、氨氮、总磷去除率的影响，通过研究发现，当在稳定的含盐生

20、物处理系统中，发生盐度冲击时，系统中的磷的去除率受到的冲击最大，远远大于系统氨氮和COD的影响，同时在高盐度冲击远大于低盐度冲击对系统造成的影响。孙晓杰、徐迪民、于德爽20在研究了海水冲厕产生的污水，在系统采用SBR工艺处理，研究在外部条件如盐度、负荷、稳定、pH值变化时，系统中的短程硝化情况，通过研究表明在pH从65提高到9时亚硝酸累计率在逐步上升，温度的上升从20升高到25时，亚硝酸的累计率也从60上升到90。汪善全、原媛、孔云华等在高浓度含盐废水中运用序批式摇床反应器(SBR)，通过不同类型的接种污泥，来培养好氧颗粒，并取得丰硕成果。结果表明，好氧颗粒污泥具背良好的抗盐度冲击能力，对于高

21、含盐废水则能有效处理。2.3 生物及其变种工艺处理研究进展ALi等研究盐度对生物处理系统带来的影响，通过生物处理工艺来探究进水负荷对生物处理的效果的影响，采用的是两段接触氧化法有机负荷、进水盐度分别对系统造成的影响，在有机负荷一定范围内系统受到影响不大，当盐度在35gL以下时，系统的去除率不受到明显的影响。Lei Y等在采用生物处理系统处理含盐度对系统去除率的影响，试验采用生物处理工艺为好氧上流淹没式生物滤池工艺，控制系统的盐度在20g/L，研究系统总TOC的去除率问题，当其他系统条件不变的情况下，系统的进水在lg/L时，系统TOC的去除率达到90以上。Gu Guowei研究了接触氧化法处理高

22、盐废水时，系统的盐度对生物处理系统造成的影响，在试验过程中，废水是含盐的工业有机废水，在控制温度、pH值等条件下，研究盐度、有机负荷对系统的影响，采用的是两段式的接触氧化法。主要研究了影响处理效果的几个因素：盐度、有机负荷和，现随着盐度升高，有机负荷的加大，生物处理系统，于处理含盐的有机废水进水水须控制质等。结果表明，盐度和有机负荷对系统有明显的抑制作用，要保持较好的出水水质，必须控制好盐度和有机负荷。二段接触氧化法的去除率明显好于一段接触氧化法。LYang和CTLai用生物滤池和滴滤塔处理高盐度石油废水。原水TOC浓度逐渐增加到1000mg一7L，盐度逐步增加，即32、36、4(34g/L、

23、36g/L、40g/L)，水力的停留时间则为18h，其中TOC的容积负荷表现为15kg，去除率就可高达90。Dincer和Kargi采用了生物转盘系统来处理不同含盐浓度(0-10)的废水，对COD去除率与盐度的关系进行了探讨。结果发现：无机盐的浓度升高，则会带来COD去除率的降低，而无机盐浓度为5、10时，其COD去除率就分别降低至85、60。Dale等通过生物滤池，对含高盐度以及高有机浓度的石化废水，进行了小试试验。处于高盐度条件下，生物膜的生长比较缓慢，且对BODj的去除率也降低。刘洁玲在处理含盐浓度较高的环氧丙烷皂化废水的试验中，采用的是两段式的接触法。在实验过程中，A段的生物膜量288

24、33.3mg/L，B段钓生物膜量94482mg/L，两段的接触水力的停留时间是10小时。结果表明：当含盐量为2，其变化幅度不超过2.5时，COD的总去除率达80一86，专门的耐盐菌种也不需要，而处理后的出水能够达到GB89781996的排放标准。鲍鹰、相建海研究盐度对生物处理系统去除率的影响，通过控制系统的温度、盐度、pH对系统的的影响，通过研究发现，当系统的温度变化时，系统的硝化菌的变化是最为明显而当系统盐度变化和pH值变化时。对系统的硝化菌影响变化不明显。武周虎、王志霞18研究盐度对生物处理系统的影响，系统采用的方法是接触氧化法，通过添加不同海水比例的提高系统的盐度，研究系统的去除率的变化

25、情况，通过研究发现，当系统中的废水海水比例在30以下时，水力停留时间在5h时，系统的对污染物的去除率影响不大，系统仍然能保持较好出水效果。武桂芝、武周虎、沈晓南等研究了盐度对生物处理系统的影响，系统采用的工艺是生物接触氧化法，通过改变系统中海水的含量来改变系统的盐度，研究生物处理系统对COD和氨氮去除率的研究，通过研究也表明，当系统中的盐度逐渐增加时，在海水比例比较低的情况下，对生物处理系统的影响不大，当系统的盐度大范围增加时，影响也逐渐加大，系统去除率在变差，出水效果恶化。安丽等人研究了盐度对生物处理系统的研究，试验采用的工艺是生物接触氧化法，通过添加不同海水比例提高改变系统的盐度，通过研究

26、发现，对于含盐的废水生物处理，在盐度在比较低的范围内，系统采用生物处理能达到很好的效果，当系统的盐度比较高的情况下，需要专门培训耐盐菌来处理高盐废水，才能有较好的处理效果。王新刚等对高盐度含油废水的处理，采用了水解酸化一一生物接触氧化的试验方法。水解酸化可提高废水102的可生化性，当总停留时间在14h(水解8h好氧6h)时，系统整体运行稳定，且出水的水质良好，其COD、油去除率则分别保持在85、88，出水能够达到一级的排放标准。与此同时，还明确指出，进水中盐质量的浓度应保持小于20g/L，这样才能获得良好去除效果23。刘洪亮等研究盐度的冲击对生物处理系统的影响，试验采用生物滤池工艺，在盐度一定

27、情况下对系统采用盐度冲击来看系统的稳定性，当系统的盐度在25g/h时，在培养稳定后，对系统进行盐度冲击，在对系统进行盐度冲击时发现，盐度冲击小时系统恢复的快， 在系统盐度冲击大时，系统较难恢复，恢复时间长，同时去除率比较低24。综上所述，在高盐废水的生物处理的研究上有以下观点：(1)生物处理高盐废水是可行的，在一定的盐度范围内，通过对活性污泥的培养和驯化，对系统有机物和氨氮去除具有较好的效果，但是生物处理系统是有一定的耐盐极限。(2)在高盐环境下，微生物的生长受到抑制作用，同时微生物的代谢功能也受到影响，高盐环境下微生物絮凝效果变差，但是适当的含盐量可以提高污泥的絮凝效果的。(3)目前，对高盐

28、度废水处理效果的研究结论未有统一的意见，在驯化方式、温度、负荷、PH值等在不同的因素下处理效果不同。主要的原因也在于污水的水质、盐度、其他环境不同均有一定影响。(4)目前，国内外在在高盐废水的处理采用的工艺多为A/0工艺、SBR工艺、传统活性污泥法、生物滴滤池延时曝气活性污泥法上，采用膜生物反应器(MBR)工艺处理报道还不常见。参考文献1杨健驯化活性污泥处理高含盐量有机废水J上海环境科学，1998，17(9)：8-102张雨山，王静，蒋立东等利用海水冲厕对城市污水处理的影响研究J中国给水排水，1999，15(9)：4-63冯叶成，占新民活性污泥处理系统耐含盐废水冲击负性能，2000，2l(1)

29、：106-1084张雨山，王静，徐梅生完全活性污泥法处理含海水污水的基质降解动力学研究J工业水处理，2000，20(5)：16185何健高盐度难降解工业废水生化处理研究J中国沼气，2000，18(2)：12166于德爽，彭永臻，崔有为等高含盐量活性污泥系统启动方式比较J哈尔滨商业大学学报，2001，17(4)：76817刘祥凤，李青山，乌锡康驯化活性污泥处理高含盐量有机废水的研究J工业用水与废水，2002，33(4)：43-458顾晓梧高含盐废水生物处理技术研究工业用水与废水，1993，30(1)：689刘正高含盐废水生物处理技术探讨给水排水，2001，27(11)：545610Craig RWoolard et a1Biological treatment of hypersaline waste waterby a biofilm of halophiic bacteria!J!Water EnvionResearch，1994，66(3)：23023511NIntrasungka，et a1Biological nutrient removal efficiency in treatment ofSaliDewastewaterJWatSciTee