無機鹽對工業廢水常規活性污泥生化處理法的影響

時間：2006-11-03 來源： 作者：

　　0　引　言

　　海產品、奶制品加工、化工、制藥、食品罐裝以及石油發酵等工業部門排放有機工業廢水含有高濃度的無機鹽類(主要為氯化鈉和硫酸鈉)。此外，沿海地區海水滲入城市下水道也往往使城市污水中含有高濃度的氯化鈉[1-2]。由于此類廢水排放量大、污染嚴重，是屬于極難處理的廢水。目前，對這類廢水一般采用電解法、膜分離法、焚燒法或深井灌注法[3-6]進行處理，但電解法和焚燒法運行費較高，膜分離法存在廢水中ＳＳ和有機物對膜的堵塞問題、深井灌注法易產生二次污染等，故難以在實際中推廣。

　　常規活性污泥生化處理技術因其經濟、高效，而被廣泛地應用于污水凈化和處理上。但是，隨著鹽含量的增加，對微生物的生長和繁殖產生抑制，濃度太高甚至會殺死微生物。不同物質對生物處理的阻害或許是由于這些物質影響微生物的呼吸系統和酶系統，或許是破壞滲透壓平衡而引的。各種鹽類對生物處理的阻害性因其鹽分滲透壓的不同而不同；同一物質ｐＨ、溫度、污泥濃度等條件變化時，極限允許濃度也有所變化。本文通過研究廢水中一些常見的無機鹽(NaCl、Na₂SO₄)對常規活性污泥生化處理方法的阻害作用，找出一般性的規律，為常規活性污泥法處理含鹽工業廢水的工程應用提供參考依據。

　　1 實驗材料與方法

　　1.1 菌種的培養和馴化

　　試驗用的菌種取自某農藥廠污水處理站，根據常規活性污泥生化處理方式進行培養和馴化。培養用水按BOD₅：Ｎ：Ｐ=100：5：1的營養配比。采用葡萄糖、碳酸銨和磷酸二氫銨等配制成所對應的濃度。馴化用水取自某巢絲試樣廠，其COD為1500～1800mg/l，含NaCl為0.5%。

　　1.2 實驗方法

　　對常規活性污泥法處理巢絲廢水進行了實驗，鹽度分別為NaCl、Na₂SO₄的質量濃度。進水COD控制在1500～1800mg/ｌ之間。在常規活性污泥法Ａ池中分別加入1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%的NaCl；在常規活性污泥法Ｂ池中分別加入1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的Na₂SO₄進行實驗，分別測定在不同鹽分濃度下常規活性污泥生化系統的污泥質量和系統的COD去除效果。

　　1.3 監測方法

　　COD監測采用重鉻酸鉀法測定，NaCl濃度采用氯離子硝酸銀法測定。

　　2 結果與討論

　　2.1 鹽分對常規活性污泥法中活性污泥質量的影響

　　2.1.1 NaCl對常規活性污泥法中活性污泥質量的影響

　　隨著NaCl濃度的不斷增加，活性污泥的質量發生變化，初始污泥沉降比為21%見表1。從表1中可以看出每改變一種NaCl的濃度，污泥量先減少，后逐漸增長。說明隨著NaCl濃度的改變，一些不適應該濃度的微生物逐漸死亡，污泥量減少。隨著馴化的不斷進行，適應該濃度的微生物逐漸繁殖起來，污泥量增多。從實驗中可知，常規活性污泥法對NaCl濃度改變一般需711ｄ的馴化時間。同時從表1中可見隨著NaCl濃度的增加，體系中污泥SVI指數逐漸減少，這說明污泥的沉降性能逐漸變差。

　　表1　NaCl濃度對活性污泥質量的影響

　　2.1.2 Na₂SO₄對活性污泥質量的影響

　　在馴化期活性污泥質量的各項指數均隨鹽度和馴化時間的變化而變化，其變化情況如表2所示，初始污泥沉降比為19%。

　　表2　Na₂SO₄濃度對活性污泥質量的影響

　　從表2中，可看出在每次改變Na₂SO₄濃度初期，活性污泥的量減少，是由于Na₂SO₄量的增加對微生物產生毒害，使其死亡。在馴化后期，微生物適應該了鹽分，開始繁殖，故活性污泥量增多。從表2中還可知，隨著Na₂SO₄濃度的增加，體系中污泥沉降性能下降。從實驗中還可知，常規活性污泥法對Na2SO4鹽度的適應性要比NaCl的適應性強。微生物一般需7～10ｄ的馴化，系統才能趨向穩定。

　　2.2 鹽分對COD去除率的影響

　　2.2.1 同一鹽濃度在不同的馴化期對COD去除率的影響

　　選取1.5%、2.5%的氯化鈉和1.5%、3.0%硫酸鈉的生化系統進行實驗，隨著馴化時間的增加其COD去除率的變化見圖1和圖2所示。

　　從圖1和圖2中可知在同一NaCl和Na₂SO₄濃度下，COD的去除率隨著馴化時間的延長而提高。這說明常規活性污泥法對NaCl和Na₂SO₄濃度的改變有一適應期，隨著馴化的不斷進行，體系中的微生物發生更替，一些不適應該鹽度的微生物滅亡，被另外一些微生物代替，同時可以看出常規活性污泥法對低濃度NaCl和Na₂SO_4的適應性要強于對高濃度NaCl和Na₂SO₄的適應性，同時，從相同NaCl和Na₂SO₄的濃度下，COD的去除率不同，可以說明常規活性污泥法在Na2SO4環境中要比NaCl的環境中去除效率要高。

　　2.2.2 不同濃度不同鹽份對體系COD去除率的影響

　　隨著NaCl和Na₂SO₄濃度的不斷改變，體系COD去除率變化見圖3。從圖3中可看出，隨NaCl和Na₂SO₄濃度的增加，NaCl和Na₂SO₄對系統阻害性增加，使體系對COD的去除率降低。說明系統對NaCl和Na₂SO₄具有一定的容忍性，當NaCl和Na₂SO₄濃度超過一定值時，系統去除COD的能力下降，直至系統失去去除COD的意義，從實驗可知，系統對Na₂SO₄的適應性要比對NaCl的適應性要強，也可以說明常規活性污泥處理系統對NaCl比較敏感，耐NaCl性能較差。

　                                              　圖3　不同濃度的氯化鈉和硫酸鈉對COD去除率的影響

　　3　結　論

　　(1)在常規活性污泥法對NaCl的忍受程度的研究中，發現當該生化體系馴化到一定時間時，水體會變成淡紅色，這主要由于隨著馴化的不斷進行，生化池中的微生物不斷更新演變，最后嗜鹽細菌占了大多數，由于嗜鹽細菌通體為淡紅色，其游離在水中，故水體變為淡紅色。

　　(2)在常規活性污泥體系中，系統耐Na₂SO₄的能力高于NaCl，這說明氯離子比硫酸根離子對微生物體更易致細胞壁破裂和原生質解體，從而降低了活性污泥的活性，降低了其處理能力。

　　(3)經馴化后的微生物體系可以處理含有一定濃度鹽分的工業廢水。但是，隨著鹽濃度的增加體系的處理能力下降。建議在處理含高濃度鹽分的工業廢水時，因根據條件，將該工業廢水經行預處理將鹽濃度降到系統所允許的范圍內。