高盐废水处理工艺技术研究进展

第第页高盐废水处理工艺技术研究进展高盐废水处理工艺技术讨论进展

11，2121，2

晁雷，邵雪，胡成，王林山，刘馨

〔1．辽宁省环境科学讨论院，辽宁省流域污染掌握重点试验室，辽宁沈阳110031；2．东北高校理学院，辽宁沈阳110819〕

要问题是废水中的固体悬浮物会堵塞树脂而失去效果，还有就是离子交换树脂的再生需要激昂的费用且交换下来的废物很难处理2．3

［8］

程，讨论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。结果说明，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，他们在结论中提出，以盐分作为选择压力，在含盐量为4．5%环境中能够驯化出具有高降解活性的耐盐污泥2．5．2

［16］

。

膜分别技术是利用膜对混合物中各组

膜分别工艺

分选择透过性能的差异来分别、提纯和浓缩目标物质的新型分别技术。目前常用的膜技术有超滤、微滤、电渗析及反渗透。其中的超滤、微滤用于高盐废水的处理时，不能有效去除污水中的盐分，但可以有效截留悬浮固体〔SS〕及胶体COD；电渗析〔electrodialysis〕和反相渗透〔RO〕技术是最有效和最常用的脱盐技术，另外，反渗透技术还能去除部分溶解性有机物，这是其他脱盐技术不能够达到的，但是由于其处操作阅历不足，反渗透技术在城市污水处理及工理成本高、

业废水处理方面的应用受到了肯定限制

［9］

。

SBR及其改良工艺。序批式活性污泥法〔SBR〕及其

结构改良工艺是一种不同于传统活性污泥的废水处理工艺，形式简约，运行方式敏捷多变，有较强的抗冲击负荷技能，具有一系列连续流系统无法比拟的优点。

Glass利用SBR反应器讨论了高盐高氨氮污水的处理，试验结果说明，在pH值为9．0、硝酸氮质量浓度为0．8210

4

mg/L、TDS〔溶解性总固体〕为18%条下，污泥经过驯化能够

4

脱氮，而未经驯化的污泥在0．5410mg/L时，即完全停止

。膜技术法的缺

点是假设废水中有机物浓度高时，膜易被污染，从而导致操作过程难以正常运转。况且吨级废水进行膜处理成本高，企业难以承受。2．4之一

加热蒸发工艺

［10］

反硝化反应

［17］

。

杨健等采纳SBR法处理高含盐石油发酵工业废水，在

4

废水中TDS〔溶解性总固体〕为〔5．0～6．0〕10mg/L时，盐

蒸发工艺是现代化工单元操作方法COD度对驯化后的活性污泥处理系统没有明显的抑制作用，和BOD去除率分别在90%和95%以上。经过驯化的污泥主细菌群落形态相对要以菌胶团和少量原生动物为主，较少

［18］

，即用加热的方法，使溶液中的部分溶剂汽化并得以

以提高溶液的浓度，或为溶质析出制造条件。暴晒蒸去除，

发是种低成本的技术，通过浓缩含盐废水中的盐分和有机物来达到减小废水体积的目的，但是这种方法最终得到的固体无法重复利用。多效蒸发器虽在化工行业应用盐纯度不高，

较多，但对含盐废水处理的案例较少，没有胜利阅历可供参且各企业含盐废水的水质差异较大，蒸发处理效果和处考，

理费用亦有所不同。另因废水本身的非常性和成分的繁复

［11］

性，蒸出的氯化钠和混合盐的品质需待验证。物化方法由

。

生物接触氧化工艺。生物膜法具有较强的抗毒性和

2．5．3

可以维持较高的污泥龄，生物相相对稳定，耐冲击负荷技能，

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．An等采纳了两段式接触氧化法对含盐废水进行了试验讨论，考察了盐度、有机负荷和进水水质等因素对处理效果的影响，结果说明，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，需要掌握盐度和有机负荷。

4

同时也得出了污泥经过驯化后，当盐浓度为3．510mg/L，

于运行费用较高，还会带来二次污染，因此常被用于废水预处理阶段。2．5

生物处理工艺

废水的生物处理是指利用自然界广

泛存在的大量微生物氧化、分解、吸附废水中有机物从而净化废水的方法。生物降解不仅能氧化分解一般的有机物并将其转化为稳定的无机物，而且还具有转化有毒有害有机污是有机化合物在自然界中去除和再循环的重要染物的技能，途径和方式势

［13－14］

［12］

BOD负荷为0．95～2．80kg/〔m3d〕时，盐度对处理系统的

4

BOD负荷0．95～2．9影响很小，当污水盐度2．510mg/L，［19］

kg/〔m3d〕时，盐度几乎对处理效果不产生影响。

张明生等采纳生物接触氧化法处理高含盐废水，考察了盐浓度连续上升时系统对COD去除率的影响及抗冲击技能。结果说明，进水硫代硫酸钠的浓度在573～14812mg/LCOD去除率91%～95%；时，出水COD浓度小于500mg/L，当生物接触氧化系统受到冲击时，复原较快，一般3～5个周期后即可复原正常2．5．4

［20］

。微生物用于降解、转化物质有如下优

：个体小，比表面积大，代谢速率块；种类繁多，分布

广泛，代谢类型多样；降解酶专一性强，且许多酶是在污染物的诱导下产生的；微生物繁殖快，易变异，适应性强等。这些特点使得微生物在降解、转化物质方面有着巨大的潜力，因此生物技术成为了讨论重点，被国内外讨论者广泛应用于高盐有机废水处理工艺之中，并取得了很大的讨论进展。2．5．1

传统活性污泥工艺。传统活性污泥法是普遍采纳的

生物处理方法之一，通过活性污泥的驯化过程培育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。

Hamoda和A1-Adar采纳活性污泥法处理含盐废水〔10g/L和30g/L〕的讨论发觉，在高盐度环境中生物活性和有机物去除率均有提高污泥的絮凝性。

何健等通过比较在高盐和低盐条件下活性污泥驯化过

［15］

。

厌氧及其改良工艺。Thongchai等在厌氧/缺氧/有

氧反应系统里，试验中厌氧、兼氧、好氧的水力停留时间分别2h、12h，为2h、利用人工合成废水讨论了NaCl对该反应系统的影响，发觉在未驯化的污泥系统中当NaCl浓度从0上

4

COD和氮的去除率分别从97%降到升到3．010mg/L时，

60%和从88%降68%；而在驯化后的污泥系统中当NaCl浓

44

COD和氮的度从0．510mg/L上升到3．010mg/L时，

去除率为从90%降到71%和从85%降到70%，甚至其耐盐

4

最高可达到7．010mg/L。氧汲取率〔SOUR〕在稳定状态

，微生物生长没有受到抑制，相反促下，随盐度的增加而增加。且总氮的去除率减削较小，这说明硝化细菌比异养菌更能适应高盐环境

［21］

进了一些嗜盐菌的生长，使反应微生物浓度增加，也提高了。

4

周健等采纳ASBBR反应器作为高盐〔1．010

mgCl－/L〕、高有机物浓度〔COD为4000mg/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COD的影响。结果说明，当水温为30℃、挂膜密度为50%时，出水COD满意径直排放和后续脱氮工艺对碳源的要求。当水温为10℃时，反应器对COD的去除率较30℃时下降了32%，将挂膜密度提高到70%可使COD去除率增加约4．5%

［22］

目前，耐盐酵母菌处理含盐废水的实例还较少，其耐盐机理还没有彻底弄清，有待于进一步讨论。用酵母菌初步降是处理高有机物、高含盐废水的可行有效解再用细菌处理，的方法3．2．2

［32］

。

利用嗜盐菌〔耐盐菌〕强化处理高盐有机废水。嗜

。极具应用前景的微生物资源，近年来盐菌作为一类新型的、

它们具有极为非常的结构组成、生理受到人们的广泛关注，

使嗜盐菌能够在高盐环境下正常生存和生功能和代谢机制，

长。由于嗜盐菌可以减小甚至清除高盐浓度对有机废水生使其在高盐废水处理工艺中具有宽阔的物处理系统的冲击，

国内外学者对嗜盐菌在高盐有机废水处应用前景。近年来，

理上的应用讨论主要集中于其对高盐有机废水的强化处理，即通过投加优势菌来有效改善系统的处理效果，下面就对不

嗜盐菌之所以能

同处理工艺下不同学者利用嗜盐菌处理含盐有机废水的讨论进行比较：

C．R．Woolard等用从大盐湖分别出的一种中度嗜盐菌经过7个月的运行，处理含盐质量分数为15%的苯酚废水，

苯酚平均去除率达到99．5%。出水悬浮固体质量浓度约50

［33］

mg/L，低于一般污泥处理的含盐废水出水的悬浮固体。

由以上讨论可看出，对于盐度小于5%〔NaCl〕的含盐有利用经驯化后的污泥进行生化处理是可行的。机废水而言，

近年来，污泥驯化的讨论方向已由对传统活性污泥的驯化研这必将进一步提高究渐渐转移到结合更加有效的处理工艺，

提高反应器的容积负荷以生化处理工艺的抗盐度冲击技能，及对有机物的去除效率。33．1

生物处理工艺机理及其强化方法生物法处理含盐废水工艺的机理

够在高盐环境中良好生长，是由于嗜盐菌非常的生理结构和细胞中所含的物质使之需要盐才能得以生长。嗜盐菌能在这积累钾离子的嗜盐菌蛋白质中含有高比例的酸性氨基酸，些氨基酸残基在蛋白质的表面形成负电屏蔽，从而促进了蛋白质的稳定性；在嗜盐古细菌的细胞膜外有一个呈六角形排由于磺酸基团的存在使列的由磺化的糖蛋白组成的S单层，

S层呈负电性，因此使组成亚基的糖蛋白得到屏蔽爱护，在高盐环境中保持稳定

［23］

李维国等在SBR反应器中利用从某晒盐池盐水中分别获得的一株嗜盐菌对高盐制革废水进行处理试验。结果表在含盐9．3%时，该菌株具有强化高盐制革废水处理的功明，

可能。将分别筛选的嗜盐微生物与生物活性碳技术相结合，“嗜盐生物活性碳”构建技术，来强化高盐制革废水的处理

［34］

。嗜盐菌特别是极端嗜盐菌具有灵活

使得其能在高浓度的氯化钠环境中的排钠吸钾的生理特性，

生存。嗜盐菌是也可以通过在细胞内积累一些被称为相容性溶质〔compatiblesolutes〕的物质来反抗细胞外的高渗透压，维持细胞的形态、结构和生理功能，这些相容性溶质是一些如糖、糖醇、其他的醇类、氨基酸、高度水溶性的小分子物质，

氨基酸的衍生物，通常不阻碍细胞的其他代谢途径，它们可从而保持细胞以在高NaCI浓度中保持细胞内的低水活度，内酶的活性

［24］

。

由以上讨论可看出，高含盐废水不经稀释和预除盐就能嗜盐菌可用来处理含盐质量分数＞5%的径直被嗜盐菌降解，

对盐有非常的适应性和废水。嗜盐菌在高盐浓度下生长良好，

因此适合用来处理高含盐废水。近年来，随着讨论的不需要，

嗜盐菌强化对象渐渐多样化，涌现了嗜盐菌强化生物断深入，

活性碳、嗜盐菌强化好氧颗粒污泥等新技术，其与更加高效的必将具有宽阔的应用前景。污水处理工艺相结合，4

结语

综合上述国内外学者的讨论状况可以发觉，无论是采纳只要采纳工艺参数、接种嗜盐菌还是采纳驯化活性污泥法，

合适的掌握条件，是能够有效去除有机物的，同时也能够取得肯定的氮、磷的去除。不同的讨论者采纳不同的工艺，不不同的运行条件以及不同的驯化或接种方式，得同的水质，

这说明盐度对微生物系统的影响绝不是单出了不同的结论，

一的，而是与其他许多因素相关联，这些因素不同，盐度的影针对响也是不一样的。目前很多讨论者都局限在配水试验，某种特定的水质特征，这样得出的结果是没有普遍性的。因此针对不同的水质进行工艺讨论是很有须要的。

另外，驯化污泥处理高盐有机废水中对于如何进一步解驯化周期长、技术工程应用等难题，有待于进决工艺启动慢、

一步的讨论。现今的多数讨论中，优势菌的强化对象依旧是污泥，其在强化前仍需进行周期较长的驯化，而径直以从高尚未见诸报盐环境中取得的高盐污泥为强化对象的讨论，因此同样需要进一步的深入讨论。道，

〔下转第19404页〕

，由于嗜盐菌具有这些非常的生理功能，因此

决断了它在高盐废水处理工艺中的独特优势，被国内外学者广泛应用于高含盐有机废水处理中。3．23．2．1

生物处理工艺强化方法

投加酵母菌强化处理含盐废水。耐盐酵母菌已被应

高糖环用于如酱油生产的发酵行业。这些酵母菌能在高盐、境中生长良好。有些酵母菌甚至还能在饱和盐浓度下生长

［25］

。与嗜盐菌不同，酵母菌通常不依靠盐生存。当它们

［26］

细胞萎缩受到盐水冲击时，细胞体积复原强的耐盐性

［27－28］［29］

。一旦它们长时间地适应后，

。对数生长期细胞比稳定期细胞具有更

。耐盐酵母菌可以用来处理高有机物，高含

盐废水。它比一般的好氧或厌氧细菌处理效果更好。在高盐条件下，酵母菌的基质利用率，污泥最大比增长率，半速率常数以及营养物去除技能更高。

Shin等用酵母菌Rhodotorularubra处理泡菜生产废水，48h后可以完全除去废水的酸度，BOD5由11000mg/L降到

［30］

＜3200mg/L，去除率为70%。

Chio等用耐高渗透压酵母菌处理泡菜生产废水，废水BOD5由1210mg/L降到120mg/L，去除率达到了90%。NaCI浓度为10%时，酵母菌生长没有受到抑制；当NaCI＞

［31］12%时，生长速度减慢。

一步推动了苏州市农业面源污染治理，促进了生态农业的快

表1

Table1

采样点

Samplingsites

生态沟渠塘Ⅰ进水口Ⅰ生态沟渠塘Ⅰ出水口WateroutletofzoologychannelpondⅠ生态沟渠塘Ⅱ进水口WaterinletofzoologychannelpondⅡ生态沟渠塘Ⅱ出水口Wateroutletofzo