高盐度、高浓度有机废水生化处理工艺研究摘要：为解决高盐度、高浓度有机废水的治理问题，采用“微电解-中和絮凝-水解酸化-SBR好氧”处理工艺，通过逐步提高有机负荷和盐浓度的方法，驯化出耐高盐度污泥。经运行检验出水达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。
关键词：高盐度废水
水解酸化 SBR 耐盐污泥驯化
某药剂厂生产过程产生高盐度、高浓度有机废水。废水pH小于1.0、CODcr10~15g/L、全盐量60~100g/L。每日产生废水约5吨，水量较少，但该废水若直接外排必将污染周边环境。因此，急需寻找一种切实可行、经济实用的处理技术。
受该厂委托，采用“隔油-pH调节-微电解-中和沉淀-水解酸化- SBR好氧”联合工艺对生产废水进行处理，使出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准，解决该厂生产废水处理问题，这对于保证该公司正常生产活动，保护周边环境具有重大意义。
1 废水水质废水取自某药剂厂。该废水水量小（5t/d）、水质波动大、含盐量高、色度深、污染物浓度高。废水水质见表1。
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| 60~100g/L， Cl-15~30g/L、Na+约10g/L、SO42-约25g/L
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2 废水处理工艺流程根据以上水质特点分析，该厂生产废水具有高浓度、高盐度的特点，加上废水间歇性排放、水质水量随时间变化较大，给废水处理工艺设计、运行管理增加许多困难。
目前，国内外处理该类废水的各种方法中，生化处理仍是首选，其中SBR、生物转盘及生物接触氧化法等都取得一定研究效果[1,2]。但因该废水盐度高、有机负荷高，难直接采用单一的生物处理，需多种处理技术联合使用[3~5]。针对这一现象，选用“物化预处理-水解酸化-SBR好氧”处理工艺，先经物化预处理，降低废水盐度和生化进水有机负荷、提高废水可生化性；再经水解酸化，有效降低污染负荷，并将大分子难降解有机物分解成小分子有机物，使废水可生化性更进一步提高，提高后续好氧处理效果。并利用水解段较强的抗冲击污染能力，减少好氧部分负荷的波动。好氧段则利用其中好氧生物的高效降解效率，将污染物进一步分解，确保出水水质。若生化出水未能达标排放，则再辅以深度处理，以做到最终达标排放。工艺流程示于图1：
3 试验部分3.1 物化预处理针对生产废水高浓度、高盐度特点，采用“隔油-铁炭微电解-中和絮凝”组合工艺对废水进行预处理。经机械隔油后，调节废水pH值至3.0，恒定铁炭质量比1:1、铁水质量1:10，搅拌反应80min，清液分离后石灰混凝中和沉降。主要考察预处理对废水可生化性的影响。
3.2 耐盐污泥培养和驯化常规活性污泥在受到高盐度高浓度废水冲击时，其对污染物的去除效果会明显下降，因此，需通过驯化，逐步提高盐浓度和有机物浓度使适应高浓度高盐环境，减轻瞬间高浓度盐分和有机物对污泥中微生物的冲击和毒害，获得对目标污染物具有较高耐受力和代谢活性的菌株[6,7]。本试验耐盐污泥驯化采用逐步增加预处理后废水的比例－逐步增加进水有机负荷和盐度负荷的方法。
水解池接种污泥取自某污水处理厂二沉池污泥，接种污泥浓度3000mg/L~4500mg/L，驯化期间按水力停留24h进行，根据镜检结果和出水水质情况逐渐增加进水盐浓度，直至进水为原水。
SBR好氧池接种污泥取自该污水处理厂氧化沟活性污泥，污泥浓度3000mg/L~4500mg/L。采用序批式进行驯化，进水为水解池出水，水力停留时间为24h（曝气21h，静置1h，排水、闲置、进水2h）。
4 结果与分析4.1物化预处理对可生化性的影响在优化工艺条件下对生产废水进行物化预处理，以考察其对废水可生化性的影响，结果如表2所示。
注：优化工艺为：铁炭初始pH=3.0、铁炭质量比1:1、铁水质量比1:10、反应时间80min
由表2可见，“铁炭微电解-石灰混凝中和”物化预处理降解COD效果明显，CODcr去除率达55％左右；且可以显著地改善废水的可生化性，经处理后，废水的BOD5/CODcr从0.24升高到0.52。
4.2 耐盐污泥驯化结果4.2.1
水解污泥驯化
耐盐水解污泥驯化历时3个多月时间，试验结果见表3。因该厂生产废水间歇性排放，日均排放量小，通过与该厂相关领导协商，废水处理前经厂生活污水调节稀释，控制一定的盐度，便于生化处理系统稳定运行。
从表3可看出，盐的加入对活性污泥具有一定的冲击。驯化初期，COD去除率由培养期70%左右下降至35.8%，而后逐步上升，表明经过几天驯化，水解污泥逐渐适应盐度冲击。从表3还可看出，随盐度的上升，COD去除率逐渐下降。这是因为盐的投加使淡水微生物细胞的渗透压变高，引起其细胞质壁分离，同时微生物代谢酶活性也因盐的影响受阻，从而降低了对有机物的降解能力。同时看到20~30g/L盐度区间COD去除率稳定在50%左右，是由于在盐的选择作用下，耐盐微生物大量增殖，并适应废水水质。30g/L盐度以后，微生物活性继续降低。
4.2.2
好氧污泥驯化
注：*代表好氧驯化进水为物化预处理后废水和水解出水按一定体积比混合；
好氧耐盐污泥驯化历时2个多月，试验结果见上表4。驯化初始，COD去除率较高，保持在90%以上。而当继续添加高盐度生产废水，COD去除率下降。且由表可看出，20~30g/L盐度区间，COD去除率稳定在65%左右。30g/L盐度以后，微生物活性却显著降低。
4.3 驯化过程微生物相变化4.3.1
盐度对出水浊度的影响
试验过程中发现，随盐度上升，驯化出水浊度随之上升。此现象当驯化进水废水体积比达50%，即进水盐度为30g/L时，尤为明显，驯化出水浑浊。
镜检发现随盐度上升，原生动物和丝状菌的数量减少，影响污泥絮凝和沉降作用，使出水浊度上升。且在高盐条件下，细胞容易水解，其组分的释放也将使出水悬浮固体浓度增高浊度上升。
4.3.2
盐度对污泥结构及生物相的影响
总体上随盐度升高，污泥总体积减少，污泥浓度增大，污泥容积指数降低，驯化后期SVI约20mL/g，远小于处理一般城市污水活性污泥的SVI值（50~150mL/g），且污泥的沉降速度明显加快。SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。
通过镜检发现，受盐度影响，驯化前后活性污泥的微生物结构发生改变。在无盐系统运行状态达到稳定后，镜检发现活性污泥中生物相丰富，存在大量丝状菌及原生动物，菌胶团结构松散；随盐度逐渐增加，絮状污泥个体愈趋紧密，微生物的种类和数量均在减少，组成变得单一，污泥中只剩下耐盐细菌存在。与文献报道含盐废水处理微生物结构变化相适应[8]。
5 污水联合处理耐盐污泥驯化好后，采用“隔油-微电解-中和沉淀-水解酸化-两级SBR-絮凝沉淀-碳吸附”联合处理工艺对生产废水进行处理。各单元优化工艺参数见表5，污水联合处理试验结果如图2所示：
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| 初始pH值：3.0、铁水质量比：1:10、铁炭质量比：1:1、反应时间：80min
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| 进水有机负荷：0.15~0.23kgCODcr/(kgMLSS.d)、进水pH：7.0~7.5、HRT：48h
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| 进水有机负荷：0.05~0.11kgCODcr/(kgMLSS.d)、运行周期：24h（进水2h、反应20h、沉淀1h、排水闲置1h）
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| 明矾用量：0.3g/L、PAM用量（0.2%）：1mL/L
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