含鹽廢水生化處理耐鹽污泥馴化的研究

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通常認(rèn)為，含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)>1％ 的廢水會(huì)對(duì)生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生影響¨圳，因?yàn)楦吆繜o(wú)機(jī)鹽會(huì)對(duì)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(duì)鹽度的適應(yīng)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(duì)普通淡水污泥進(jìn)行馴化[ ）。也有少數(shù)學(xué)者選擇對(duì)高濃度含鹽廢水排放口處的污泥進(jìn)行馴化。或者通過在普通污泥中加入嗜鹽菌進(jìn)行馴化[ ，但卻很少有對(duì)不同接種污泥進(jìn)行對(duì)比馴化的研究。筆者通過對(duì)普通污泥和海邊污泥的對(duì)比馴化，研究了兩種污泥在馴化過程中不同的生物學(xué)變化，以及馴化后對(duì)含鹽廢水的處理效果，比較了兩種馴化后污泥的不同特點(diǎn)。

　　1 試驗(yàn)部分

　　1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)

　　廢水為人工配制廢水。廢水鹽度以NaCI計(jì)，根據(jù)試驗(yàn)進(jìn)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(diào)節(jié)廢水pH為7.5左右。

　　試驗(yàn)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(zhì)量濃度為4 000 mg／L左右；

　　另一接種污泥為海邊養(yǎng)殖場(chǎng)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(zhì)量濃度約為4 000 mg／L.

　　1.2 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)反應(yīng)裝置如圖1所示。

　　生化反應(yīng)器為有機(jī)玻璃制作的SBR反應(yīng)器。有效高度為70 cm，內(nèi)徑為19 cm.有效容積為1O L。

　　圖1所示的反應(yīng)器有兩套，1號(hào)、2號(hào)SBR反應(yīng)器分別進(jìn)行普通污泥與海邊污泥的馴化試驗(yàn)。

　　馴化試驗(yàn)的一個(gè)周期分為五個(gè)階段，即進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水（排泥）及閑置階段，時(shí)間為24 h。

　　進(jìn)水采用順時(shí)進(jìn)水方式，初次進(jìn)水l0 L.以后每次進(jìn)水3 L以補(bǔ)充前一天的排水，并根據(jù)馴化進(jìn)水中NaC1和有機(jī)物的濃度，用充氧泵曝氣，曝氣時(shí)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(zhǎng)情況。定期進(jìn)行排泥）。此后SBR反應(yīng)器進(jìn)入閑置期。

　　1.3 試驗(yàn)方法

　　1.3.1 污泥的馴化方法

　　對(duì)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(jī)物濃度對(duì)污泥中微生物造成沖擊和毒害，試驗(yàn)中采用交替逐漸增加鹽和有機(jī)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(jìn)水中鹽和有機(jī)物的濃度。

　　對(duì)海邊養(yǎng)殖場(chǎng)中的天然污泥，考慮到海水中NaCI質(zhì)量濃度為35 000 mg／L左右。馴化過程中，將反應(yīng)器進(jìn)水中NaC1質(zhì)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(jìn)水有機(jī)物濃度。

　　1.3.2 分析項(xiàng)目和測(cè)試方法

　　采用文獻(xiàn)[7J的方法對(duì)污泥沉降比、SVI進(jìn)行測(cè)定：采用JPB一607型溶解氧自動(dòng)測(cè)定儀進(jìn)行DO測(cè)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(jìn)行COD cr測(cè)定 .

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 污泥馴化結(jié)果

　　按1.3.1污泥的馴化方法，進(jìn)行兩種不同的接種污泥試驗(yàn)， 考察2個(gè)反應(yīng)器中COD.去除率和CODo容積負(fù)荷隨時(shí)間的變化，結(jié)果如圖2、圖3所示。

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

　　在進(jìn)水NaC1質(zhì)量濃度為15 000 mg／L，CODQ容積負(fù)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(dá)到97％ ：在海邊污泥所處的2號(hào)反應(yīng)器內(nèi)。在進(jìn)水NaC1質(zhì)量濃度為35 000 mg／L，COD。容積負(fù)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(jìn)水中鹽的濃度和有機(jī)物濃度時(shí)。反應(yīng)器中的出水COD 去除率都會(huì)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(fù)。

　　由圖3可知，2號(hào)反應(yīng)器內(nèi)的整個(gè)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?yàn)?號(hào)反應(yīng)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(jìn)行，反應(yīng)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(shì)。到馴化試驗(yàn)的后期，進(jìn)水中有機(jī)物質(zhì)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(hào)反應(yīng)器相比，當(dāng)系統(tǒng)中有機(jī)物濃度都提高到2 100 mg／L時(shí)，經(jīng)過穩(wěn)定后，2號(hào)反應(yīng)器出水中COD。

　　去除情況略好一些?？梢?。對(duì)于較高有機(jī)物濃度的含鹽廢水，在高鹽環(huán)境中馴化的2號(hào)反應(yīng)器中的海邊污泥比低鹽環(huán)境中馴化的1號(hào)反應(yīng)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(jié)果還表明，在1號(hào)反應(yīng)器中，提高鹽濃度比提高有機(jī)物濃度對(duì)出水COD 的影響更大。需要更長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。例如，當(dāng)鹽質(zhì)量濃度在馴化的第2O天從3 000 mg／L增加到6 000 mg／L時(shí)（此時(shí)CODcr維持在600 mg／L左右不變），CODo去除率開始下降，12 d后恢復(fù)到原先水平；而在第45天（此時(shí)鹽質(zhì)量濃度維持在9 000 mg／L不變），COD.

　　從600 mg／L增加到900 mg／L時(shí)，CODo去除率下降。但只經(jīng)6 d便恢復(fù)到原來(lái)水平。此外在馴化初期時(shí)（前50天），提高進(jìn)水中鹽和有機(jī)物濃度對(duì)污泥的沖擊影響比較明顯，隨著馴化時(shí)間增加，這種影響減弱，表現(xiàn)為出水COD.去除率波動(dòng)變小，且恢復(fù)的時(shí)間變短。說明一段時(shí)間的馴化已使微生物的耐鹽性增強(qiáng)，能夠適應(yīng)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(jìn)水中COD.至2 100 mg／L，NaCI質(zhì)量濃度為18 000 mg／L，反應(yīng)器出水CODo去除率明顯下降，穩(wěn)定后僅達(dá)到53％左右，說明這一進(jìn)水條件已對(duì)反應(yīng)器造成了很大沖擊。

　　2.2 污泥馴化過程中的理化性質(zhì)變化

　　2.2.1 污泥形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化

　　在普通污泥所在的l號(hào)反應(yīng)器中，由于污泥放置時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)生了厭氧反應(yīng)，接種污泥呈黑色。為了使其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，能很快地相互聚合，沉降性能良好。2號(hào)反應(yīng)器中取白海邊的接種污泥為黑色細(xì)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(yīng)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(xì)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两禃r(shí)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(jié)構(gòu)，能迅速聚合沉降。從馴化的第60天起，污泥顏色轉(zhuǎn)變?yōu)樽攸S色。直到馴化結(jié)束。

　　2.2.2 污泥量和污泥濃度的變化

　　反應(yīng)器中污泥濃度隨馴化時(shí)間的變化見圖4。

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

　　說明在馴化初期，微生物還沒有適應(yīng)高鹽環(huán)境。提高進(jìn)水中鹽的濃度和有機(jī)物濃度，對(duì)微生物造成了沖擊，使污泥中原有的不適應(yīng)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(duì)鹽有一定適應(yīng)能力的微生物開始大量繁殖。污泥濃度升高。2號(hào)反應(yīng)器的污泥濃度基本呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。說明從海邊養(yǎng)殖場(chǎng)中篩選出的污泥因?yàn)橐堰m應(yīng)高鹽環(huán)境，在投加微生物生長(zhǎng)所需的無(wú)機(jī)營(yíng)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(zhǎng)。