含鹽廢水生化處理耐鹽污泥馴化的研究

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通常認為，含鹽質量分數(shù)>1％ 的廢水會對生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生影響¨圳，因為高含量無機鹽會對微生物產(chǎn)生明顯的毒害抑制作用。因此，通過培養(yǎng)馴化，提高微生物對鹽度的適應能力和抗沖擊性能，是含鹽廢水生化處理的重要前提。在接種污泥的選擇上。目前大多數(shù)研究者選擇對普通淡水污泥進行馴化[ ）。也有少數(shù)學者選擇對高濃度含鹽廢水排放口處的污泥進行馴化?；蛘咄ㄟ^在普通污泥中加入嗜鹽菌進行馴化[ ，但卻很少有對不同接種污泥進行對比馴化的研究。筆者通過對普通污泥和海邊污泥的對比馴化，研究了兩種污泥在馴化過程中不同的生物學變化，以及馴化后對含鹽廢水的處理效果，比較了兩種馴化后污泥的不同特點。

　　1 試驗部分

　　1.1 試驗材料試驗

　　廢水為人工配制廢水。廢水鹽度以NaCI計，根據(jù)試驗進程添加粗鹽，葡萄糖提供碳源。并按／rt（C）：m（N）：IT／，（P）：m（K）=100：5：l：2投加硫酸銨（N源）、磷酸二氫鉀（P和K源）、氯化鉀（K源），并以NaOH調節(jié)廢水pH為7.5左右。

　　試驗選擇兩種接種污泥。一為普通污水處理廠二沉池中污泥，污泥質量濃度為4 000 mg／L左右；

　　另一接種污泥為海邊養(yǎng)殖場中的天然污泥。經(jīng)數(shù)次洗滌后棄去沙石。取上層懸浮液。其質量濃度約為4 000 mg／L.

　　1.2 試驗裝置試驗反應裝置如圖1所示。

　　生化反應器為有機玻璃制作的SBR反應器。有效高度為70 cm，內徑為19 cm.有效容積為1O L。

　　圖1所示的反應器有兩套，1號、2號SBR反應器分別進行普通污泥與海邊污泥的馴化試驗。

　　馴化試驗的一個周期分為五個階段，即進水、曝氣、沉淀、排水（排泥）及閑置階段，時間為24 h。

　　進水采用順時進水方式，初次進水l0 L.以后每次進水3 L以補充前一天的排水，并根據(jù)馴化進水中NaC1和有機物的濃度，用充氧泵曝氣，曝氣時間為8 h，經(jīng)過4 h充分沉淀，排水3 L（視馴化過程中污泥的增長情況。定期進行排泥）。此后SBR反應器進入閑置期。

　　1.3 試驗方法

　　1.3.1 污泥的馴化方法

　　對普通污水處理廠二沉池中的污泥。為避免突然提高鹽和有機物濃度對污泥中微生物造成沖擊和毒害，試驗中采用交替逐漸增加鹽和有機物濃度的馴化方法。在馴化的過程中視出水中COD₀去除率和污泥馴化情況改變進水中鹽和有機物的濃度。

　　對海邊養(yǎng)殖場中的天然污泥，考慮到海水中NaCI質量濃度為35 000 mg／L左右。馴化過程中，將反應器進水中NaC1質量濃度固定為35 000 mg／L。

　　根據(jù)出水COD_o去除率及污泥馴化情況，逐漸增加進水有機物濃度。

　　1.3.2 分析項目和測試方法

　　采用文獻[7J的方法對污泥沉降比、SVI進行測定：采用JPB一607型溶解氧自動測定儀進行DO測定；采用重鉻酸鉀法，將水樣經(jīng)硫酸銀充分沉淀Cr以消除干擾后，進行COD cr測定 .

　　2 結果與討論

　　2.1 污泥馴化結果

　　按1.3.1污泥的馴化方法，進行兩種不同的接種污泥試驗， 考察2個反應器中COD.去除率和CODo容積負荷隨時間的變化，結果如圖2、圖3所示。

　　由圖2、圖3可知，經(jīng)過～ 段時間后，兩種污泥都可以馴化出耐高濃度鹽并對有機物具有良好降解性能的耐鹽污泥。在馴化普通污泥的1號反應器中。

　　在進水NaC1質量濃度為15 000 mg／L，CODQ容積負荷為1.55 kg／（m ·d）的條件下（馴化第72天至第79天），其COD0去除率在94％以上，最大值達到97％ ：在海邊污泥所處的2號反應器內。在進水NaC1質量濃度為35 000 mg／L，COD。容積負荷為1.8 kg／（m³-d）條件下（馴化第6l天到第69天），其COD0去除率穩(wěn)定在97％以上。在馴化的過程中，幾乎每次增加進水中鹽的濃度和有機物濃度時。反應器中的出水COD 去除率都會下降，但經(jīng)過幾天馴化穩(wěn)定后，出水COD.去除率又得到恢復。

　　由圖3可知，2號反應器內的整個馴化過程中。在馴化初期（前30天）COD。去除率較低，只有50％左右，這可能是因為2號反應器中的污泥取自海邊。污泥中能用于處理廢水的微生物較少。但隨著馴化的進行，反應器中污泥濃度上升，微生物種類增多，出水CODQ去除率也呈上升趨勢。到馴化試驗的后期，進水中有機物質量濃度提高到2 100 mg／L.出水CODD去除率下降，最后保持在73％左右。與1號反應器相比，當系統(tǒng)中有機物濃度都提高到2 100 mg／L時，經(jīng)過穩(wěn)定后，2號反應器出水中COD。

　　去除情況略好一些?？梢姟τ谳^高有機物濃度的含鹽廢水，在高鹽環(huán)境中馴化的2號反應器中的海邊污泥比低鹽環(huán)境中馴化的1號反應器中的普通污泥具有更高的降解能力。經(jīng)過馴化的海邊污泥更適用于處理此類含鹽廢水。

　　另外，研究結果還表明，在1號反應器中，提高鹽濃度比提高有機物濃度對出水COD 的影響更大。需要更長的恢復時間。例如，當鹽質量濃度在馴化的第2O天從3 000 mg／L增加到6 000 mg／L時（此時CODcr維持在600 mg／L左右不變），CODo去除率開始下降，12 d后恢復到原先水平；而在第45天（此時鹽質量濃度維持在9 000 mg／L不變），COD.

　　從600 mg／L增加到900 mg／L時，CODo去除率下降。但只經(jīng)6 d便恢復到原來水平。此外在馴化初期時（前50天），提高進水中鹽和有機物濃度對污泥的沖擊影響比較明顯，隨著馴化時間增加，這種影響減弱，表現(xiàn)為出水COD.去除率波動變小，且恢復的時間變短。說明一段時間的馴化已使微生物的耐鹽性增強，能夠適應廢水中鹽濃度的變化，馴化的耐鹽污泥趨于成熟。但在馴化的后期，逐漸增加進水中COD.至2 100 mg／L，NaCI質量濃度為18 000 mg／L，反應器出水CODo去除率明顯下降，穩(wěn)定后僅達到53％左右，說明這一進水條件已對反應器造成了很大沖擊。

　　2.2 污泥馴化過程中的理化性質變化

　　2.2.1 污泥形態(tài)結構的變化

　　在普通污泥所在的l號反應器中，由于污泥放置時間長，發(fā)生了厭氧反應，接種污泥呈黑色。為了使其轉化為好氧活性污泥，在馴化的第1天連續(xù)曝氣24 h，此后每天曝氣8 h.馴化第1天，污泥顏色由黑轉灰。到馴化的第4天，污泥顏色為灰褐色，能形成較小的絮狀結構，相互間可聚合而沉降。到馴化的第9天，污泥顏色變?yōu)榈S褐色，形成較大的絮狀結構，能很快地相互聚合，沉降性能良好。2號反應器中取白海邊的接種污泥為黑色細沙狀，經(jīng)數(shù)次洗滌，取上層懸浮液，經(jīng)24 h曝氣（此后每天曝氣8 h），反應器中上部泥水混合液顏色變淺。污泥有酸味和少量白色泡沫，沉降物呈細沙狀。到曝氣的第5天，活性污泥酸味變淡。到第l5天，污泥顏色變?yōu)榛液稚?，沉降時仍為小顆粒，不易發(fā)生絮凝。到馴化的第25天，污泥形成較小的絮體。至第38天，污泥變?yōu)樽厣?，形成良好的絮狀結構，能迅速聚合沉降。從馴化的第60天起，污泥顏色轉變?yōu)樽攸S色。直到馴化結束。

　　2.2.2 污泥量和污泥濃度的變化

　　反應器中污泥濃度隨馴化時間的變化見圖4。

　　由圖4可知，在1號反應器的馴化前期，提高進水中鹽和有機物濃度時，污泥濃度呈先下降后升高的趨勢。而后期的馴化中雖然繼續(xù)提高進水鹽濃度和有機物濃度，污泥濃度未見降低而是呈升高趨勢。

　　說明在馴化初期，微生物還沒有適應高鹽環(huán)境。提高進水中鹽的濃度和有機物濃度，對微生物造成了沖擊，使污泥中原有的不適應鹽濃度的微生物發(fā)生死亡，而使污泥濃度下降。到馴化后期。污泥中對鹽有一定適應能力的微生物開始大量繁殖。污泥濃度升高。2號反應器的污泥濃度基本呈增長趨勢。說明從海邊養(yǎng)殖場中篩選出的污泥因為已適應高鹽環(huán)境，在投加微生物生長所需的無機營養(yǎng)后，污泥中的微生物迅速大量繁殖，于是污泥量迅速增長。