高鹽度難降解工業廢水的生化處理

陳慧慧

（上海恒奕環境科技有限公司，上海 201100）

在現代社會中，高鹽度廢水一般為生活高鹽度廢水和生產高鹽度廢水，產生該類廢水的主要原因包括：直接將海水用于生產和生活中，具有較高的含鹽量，比如我國香港地區早就使用海水沖廁，目前為止，其沖廁海水的用量已經達到35萬m3/d；工業生產過程中排放的廢水含鹽度較高，比如造紙、化工等行業中，其排放的廢水鹽含量通常在25%左右。隨著我國社會經濟的發展，人們的環保意識不斷提高，加強對含鹽廢水的處理勢在必行，因此對其進行研究具有十分重要的意義。

1 實驗材料與實驗相關概述

1.1 實驗材料

本文使用的廢水樣品為某化工廠苯乙酸車間的生產廢水，其廢水的主要水質特性如表1所示。

表1 實驗材料

1.2 實驗相關概述

1.2.1 實驗所用裝備

為了對鹽度含量為2.68×104～4.72×104mg/L的高鹽度條件馴化和小于1×104mg/L低鹽度條件馴化兩種方法進行對比，采用的裝置由進水池、充氧泵、蠕動泵、曝氣池、污泥回流、沉淀池等組成，其中進水裝置為工業蠕動泵，能夠對流量進行調節，生化反應器的材質為有機玻璃柱，其內徑為15cm，可容10.9L的廢水。

1.2.2 活化和馴化污泥

取用某車間內含水量為87%的污泥，在水中進行攪拌，將污泥中的渣子去除后將其制成污泥懸浮液，在葡萄糖溶液中加入一定量的污泥懸浮液，使用充氧泵進行連續的曝氣工作，到去除70%廢水中的COD之后，再使用蠕動泵進行進水（使用稀釋后的苯乙酸廢水，并加入500mg/L的葡萄糖與無機營養元素液），并逐步將葡萄糖用量減少，將有機負荷和反應器中的NaCl濃度有效減少。

1.2.3 對不同的污泥濃度進行實驗

為了對高鹽度濃度條件以及低鹽度濃度條件下的污泥濃度以及COD的去除率關系進行研究和明確，本文主要對其進行了系列污泥濃度的實驗，取不同濃度的污泥，將污泥洗滌兩次，其中進入1號反應器中的進水NaCl濃度為4.28×104mg，2號反應器內的濃度為7600～9300mg/L，進水的有機負荷會根據每個系列的污泥濃度逐漸升高，直到出水的水質中COD的濃度出現急速上升時停止進水工作，整個實驗過程中使用的pH值以及溫度等都一致。

1.2.4 對耐瞬時鹽濃度變化能力的相關試驗

為了讓鹽濃度改變的過程中的苯乙酸的濃度保持不變，在進水時主要采用人工配水，添加濃度一定量的苯乙酸，保證其濃度達到1700mg/L，再添加食鹽，最后對NaCl不同濃度下的苯乙酸的降解率進行測定。

1.3 實驗的相關方法

在實驗過程中分析pH值、VSS等項目一般都按照國家頒布的廢水監測方法進行監測，對COD進行測試主要采用經過改進后的重鉻酸鉀法進行；測定苯乙酸主要采用三氧甲烷進行萃取。

2 試驗的相關結果研究

2.1 馴化結果研究

在整個試驗的過程中，1號反應器內，因為海水中含有的NaCl濃度一般為2.5×104～3.5×104mg/L，所以其進水的NaCl濃度選擇為（2.68-4.72）×104mg/L之間，而工廠生產排放出的高鹽度廢水與生活污水、地面沖洗廢水等混合之后，其含有的NaCl濃度一般低于5×104mg/L。所以實驗中選取的NaCl濃度的上限和下限分別為2.68×104mg/L、4.72×104。其與大部分含鹽廢水相符。

當進水條件不同的情況下進行正常的運行，其馴化出的污泥活性效果較高，且污泥呈現灰褐色，不再進行曝氣攪拌工作之后，污泥都能夠形成較為肥厚的絮狀物，觀察其外表并不能看出不同反應器中污泥存在的差別，但是如果對其進行仔細觀察可以知道，1號反應器內的污泥沉降性相對較低。

使用完全培養基將污泥中的生物相分離，能夠發現在不同的反應器內的單位污泥含有的微生物的數量沒有較大差別，但是其種類卻有較大的不同，在1號反應器中的污泥中含有的原生動物相對較少，其細菌的種類單一，2號反應器內的原生動物相對較多，擁有的細菌種類較多，主要含有鐘蟲等細菌，由此可以看出，當進水條件不同時，馴化出的污泥種類也存在一定的差別。

1號反應器中污泥馴化的時間比較長，2號反應器中的污泥會經過7d左右的延滯期，然后就會進入污泥增長的快速期，但是1號反應器中的污泥會經過14d的延滯期，其與2號反應器相比，延滯期延長了一倍，并且在延滯期內的污泥增長速度相對較慢，直到反應了45d之后才與2號反應器擁有相同的負荷和去除率，由此可以知道，鹽的濃度嚴重影響了污泥的馴化時間。

2.2 苯乙酸的去除效果研究

經過測試結果可以知道，當苯乙酸處于258nm時，其會擁有吸收峰，并且該特征吸收峰的大小與苯乙酸的濃度呈現正相關的關系。在進行處理之前，使用紫外對其進行掃描可以觀察到具有非常明顯的苯乙酸吸收峰，但是經過處理之后可以發現掃描的曲線變得非常平滑。實驗后2號反應器內的進水苯乙酸的濃度為346mg/L，出水時其濃度降低為21mg/L，去除率高達90%以上；1號反應器內進水苯乙酸去除率高達95%。

2.3 COD的去除效果研究

經過相關的實驗可以知道，在1號和2號的反應器內，COD的去除效果都非常明顯，2號反應器內在進水時，其容積的負荷為1.6kg，進水的COD濃度為550mg/L，當水力停留的時間達到15h時，出水的COD達到了95mg/L；1號反應器內的NaCl濃度在（2.68-4.72）×104mg/L的范圍內，進水的容積為1.55kg，且水力停留的時間為60h時，出水COD則為100mg·L-1。將在進行測定時Cl-對COD帶來的影響，可以發現兩個反應器中的處理效果一致，由此可以知道，當鹽濃度相對較高的情況下，一般都能保證馴化污泥的良好活性。

2.4 污泥的濃度影響

當污泥的濃度處于一定的范圍內時，且COD的去除率高達95%時，2號反應器中的極限容積負荷會因為污泥濃度的增加而出現增加的態勢，由實驗結果可知，污泥的濃度為1180mg/L時，其極限容積負荷為0.6kg/·m-3，如果極限容積負荷超過了0.6kg/·m-3時，就說明水質出現了惡化情況，而當污泥的濃度為3530mg/L 時，其極限濃度為1180mg/L污泥濃度的3倍，并呈現線性的關系，而如果污泥的濃度超過了3530mg/L時，整個系統的極限容積負荷就不會呈現線性關系。通過實驗可以了解到，對COD去除效果進行限制的因素為污泥量，如果污泥量較多，則進入COD降解中的微生物數量和種類就相對較多，如果容積的負荷增加到一定量時，曝氣的充氧量就無法與耗氧量相符合，所以此時，氧氣就稱為限制COD去除效率的因素，持續增加污泥量也不能將容積負荷進一步提高。但是當處于高鹽濃度的條件下時，可以通過將反應器中的污泥濃度提高，有效將容積的負荷提高。

3 結束語

綜上所述，當鹽濃度稀釋到5×104時，BOD/COD為0.3左右的含鹽工業廢水使用好氧生活法進行處理具有一定的可行性；高鹽生化處理系統中的活性污泥相對較低，但是可以通過對反應器內的高水平污泥濃度進行保持，就可以提高單位的容積負荷。