第6卷第8期环境污染治理技术与设备
Vol.6,No.82005年8月Techniques and Equi pment for Envir on mental Polluti on Contr ol
Aug.2005
康 1
马文臣2
许建民2
刘光全3
付方伟
2
(1.湖北大学资源环境学院，武汉430062;2.北京晓清环保集团公司，北京100101;
3.中国石油天然气集团公司环境工程技术中心，北京100724)
摘 要 研究了生物制药废水的不同含盐量对生化处理系统效果的影响，以及对该系统中的生物学变化规律的影响。
在含盐量低于215×104
mg/L 时，废水生化处理系统COD 去除率可稳定在92%左右，污泥活性良好；随着进水盐浓度的增 加，含盐量达到215×104mg/L 时，污泥活性开始受到抑制,C OD 去除率急剧下降至80%左右；当废水含盐量达到315×10
4
mg/L 时，污泥活性明显受到抑制，污泥絮体开始部分解体,C OD 去除率下降到60%左右；当废水含盐量达到610×104
mg/L 时，污泥活性系统趋于崩溃，原生动物近乎绝迹，污泥絮体细碎分散，可见少量球形游离细菌,C OD 去除率仅有45%左右。
关键词 高盐浓度 工业废水 生化处理 生物学变化规律 C OD 去除率 活性污泥
中图分类号 X70311 文献标识码 A 文章编号 100829241(2005)0820042204
Effect of hyper 2s a li n e concen tra ti on on the
b i ochem i ca l trea t m en t of i n dustr i a l wa stewa ter
Kang Qun 1
Ma W enchen 2
Xu J ianm in 2
L iu Guangquan 3
Fu Fang wei
2
(11School of Res ources and Envir onment,Hubei University,W uhan 430062; 2.Beijing Xiaoqing Envir onmental Pr otecti on Cor porati on,Beijing 100101; 3.Envir onmental Engineering Technol ogy Center,China Nati onal Petr oleum Cor porati on,Beijing 100724)
Abstract The effects of hyper 2saline concentrati on on the bi oche m ical treat m ent efficiency and on la ws of
bi ol ogic changes of activated sludge in the phar macy industrial waste water treat m ent syste m were studied .W hen
the salt concentrati on was less than 2.5×104
mg/L,COD re moval rate of the phar macy treat m ent syste m was a 2
bout 92%,and the sludge was in active conditi on;when the salt concentrati on reached t o 2.5×104
mg/L,the sludge active conditi on began t o be restrained,and the rate shar p ly descended t o about 80%;when it raised t o
3.5×104
mg/L,the rate declined t o 60%,and the sludge active conditi on was restrained clearly;when it
cli m bed up t o 6.0×104
mg/L,and activated sludge syste m began t o be br oken,p r ot oz oa disappeared al m ost,the sludge fl oc was m inute and dis persed and the rate was only 45%.
Key words hyper 2saline concentrati on;industrial waste water;bi oche m ical treat m ent of waste water;la ws of bi ol ogic changes;COD re moval rate;activated sludge
收稿日期:2004-09-25；修订日期:2005-03-10
作者简介：康(1972～)，女，讲师，硕士研究生，研究方向：环境微生
物学与水污染控制。E 2mail:kangqun720@hubu .edu
高盐浓度废水包括高盐生活废水和高盐工业废水。其主要来源有2个方面，一是海水直接利用于工业生产和生活用水，我国海水年利用量约为60亿m 3，且逐年增长[1]
；二是有些工业行业生产过程中排放的高盐浓度废水。Fikret Kargi 等[2]
利用间歇
生物反应器研究了盐的抑制作用及动力学常数;
Ha moda 等
[3]
利用完全混和式反应器研究了NaCl (10g/L 和30g/L )对活性污泥工艺处理效率的影
响;Shi m 等[4]
研究了高盐环境下化工废水的生物处理;An L i 等[5]
讨论了盐度对二阶段接触氧化法处理含盐废水的影响。但废水中盐浓度对生化处理系统处理效果以及生物变化规律的影响究竟如何却未见系统的研究报道。本文作者就生物制药废水中的
盐浓度对生化处理系统的影响及生化处理系统中活性污泥的生物学变化规律进行了试验研究，对高含盐工业废水的生化处理工程设计和工程调试具有相当重要的理论意义和应用价值。1 试验方法与装置
1.1
废水水质试验废水取自哈尔滨制药总厂污水处理车间水解酸化处理后出水，废水的水质如下:C OD 2826～6201
mg/L,BOD 1469～3350mg/L,SS 908～1350mg/L，含
第8期康 等：高盐浓度对工业废水生化处理的影响研究
盐量2587mg/L,pH615～715，水温26～28℃。
1.2 试验装置与方法
试验采用自制的8L S BR池，运行周期为24h,
其中进水2h，曝气19h，沉淀1h，滗水2h。S BR生
化池滗水率25%。
试验研究采用生物制药厂污水处理车间水解酸
化池出水，溶入一定量的NaCl配成不同含盐量的原
(废)水，通过S BR池，研究含盐量对废水生化处理
系统COD去除率及活性污泥的生物学变化规律的
影响。
1.3 接种污泥
接种污泥为取自制药厂污水处理车间推流曝气
池中活性污泥，加入S BR池中污泥的平均浓度为
315g TSS/L，活性污泥的VSS/TSS=0167。
含盐废水处理
1.4 分析项目和测定方法
试验中的分析项目有pH、温度、MLSS、S V I、
COD及生物相等，测定方法采用文献[6]的方法。
2 结果与讨论
2.1 耐盐活性污泥的培养与驯化
使用8L S BR反应器，接种活性污泥后用一定量
的NaCl配制成含盐量为5000mg/L的原(废)水，在
试验前进行了4周耐盐活性污泥的培养与驯化。驯
化过程中活性污泥性状变化的镜检结果见表1。
表1 耐盐活性污泥驯化情况
Table1 Sa lt2resist an t acti va ted sludge’s
change dur i n g do m esti ca ti on
接种污泥驯化时间活性污泥的性状变化
第1d 有污泥膨胀现象，其中含有大量的丝状菌，丝状菌呈散布形式，为数不多的絮状泥团零星附着在丝状菌上。微生动物数量不多，有部分盾纤虫，少量游朴虫、豆形虫及轮虫等
第7d 污泥整体形状未发生变化，菌胶团难辩有何区别，原生动物数量减少，轮虫绝迹
第14d污泥整体形状未发生变化，有少量鞭毛虫出现
第21d 污泥整体形状未发生变化，鞭毛虫数量有所增加，有少量盾纤虫出现
第28d 污泥中丝状菌明显受抑制，原生动物种类丰富，不仅有鞭毛虫，还有部分盾纤虫及游朴虫
生化处理系统经过4周的驯化，在含盐量为5000mg/L条件下,S BR池进水COD平均浓度为3124mg/L时，出水COD平均浓度为265mg/L,COD平均去除率为9115%。
试验结果初步表明：对于较高含盐量(5000 mg/L)的生物制药废水，大多数微生物能在废水中存活和繁殖，并能形成菌胶团，保证了废水生化处理系统的良好活性，废水的处理效率较高,COD去除率稳定在91%以上。
这是因为微生物在受到高含盐的冲击时，会通过自身的渗透压调节机制来平衡细胞内的渗透压来保护细胞内的蛋白质[7,8]，这也说明含盐废水的生物处理具有一定的可行性。
2.2 活性污泥系统耐盐性能试验研究
本试验采用逐步提高废水含盐量的方法，研究含盐量对废水生化处理系统活性污泥的形态、污泥浓度、沉降性能和系统处理效果的影响。试验周期为40d，试验期间废水中含盐量的变化见图1，在此期间测定污泥浓度和污泥沉降性能和COD去除率
的变化情况，并观察活性污泥形态结构的变化。
图1 试验期间废水含盐量的变化
Fig.1 The change of saline2concentrati on
of wastewater during test
2.2.1 活性污泥形态结构的变化
试验结果表明，当废水含盐量低于2×104mg/L 时，活性污泥呈淡黄褐，活性良好(见图2A)，原生动物种类较丰富，数量上以鞭毛虫居多，另有部分盾纤虫和游朴虫，随着驯化的进行，出现大量十分微小但游动非常迅速的豆形虫类；随着废水含盐量的增加，当含盐量达到215×104mg/L时，豆形虫迅速减少，出现少量活动比较迅速的盾形虫和鞭毛虫，同时出现游泳型纤毛虫类；当含盐量达到315×104mg/L时，原生动物大量减少，絮状污泥开始出现解体(见图2B)，活性污泥开始变碎；当含盐量达到6×104mg/L时，原生动物难以发现，仅可见少量球形的游离菌类，活性污泥系统趋于崩溃。微生物种
34
环境污染治理技术与设备第6卷
类和数量的变化是因为低等生物对环境适应性强，对环境因素改变不甚敏感，而较高等生物则相反[9]
，当含盐量逐渐升高，原生动物由于不能适应环境变化数量迅速减少，种类也由较高等向较低等转变，直至消失，最后只有少量菌类存在
。图2 活性污泥形态结构的变化
Fig .2 Change of activated sludge configurati on
2.2.2 生化处理系统污泥浓度和污泥沉降性能的
变化
废水中含盐量对生化处理系统污泥浓度的影响见图3，对生化处理系统污泥指数(S V I )的影响见图4
。
图3 废水含盐量对活性污泥浓度的影响
Fig .3 Effect of saline concentrati on on activated sludge concentrati
on
图4 废水含盐量对活性污泥S V I 的影响
Fig .4 Effect of saline concentrati on
on activated sludge S V I
由图3和图4可知：废水中的含盐量对污泥浓度有较大影响，特别是当含盐量大于4×104
mg/L 时，污泥浓度迅速下降，这是因为高盐浓度通过大幅度改变了环境渗透压使微生物代谢功能受到严重损害，甚至丧失，活性污泥失去净化活性和絮凝活性,
原有絮体解体，所以污泥浓度迅速下降[10]
。但含盐量对生化处理系统的污泥指数影响不大，仅有十分小的下降趋势。这可能是由于此时絮体解体后污泥颗粒较前密实细小造成的。2.2.3 生化处理系统COD 去除效果的变化
废水中含盐量对生化处理系统COD 去除效果的影响见图5和图6
。
图5 废水含盐量对出水COD 浓度的影响
Fig .5 Effect of saline concentrati on on the C OD of discharge
water
图6 废水含盐量对COD 去除率的影响
Fig .6 Effect of saline concentrati on on C OD re moval rate
由图5和图6可知，在废水中含盐量低于215×104
mg/L 条件下，当生化处理系统进水COD 浓度为2826～6201mg/L 时，其出水COD 浓度为272～348mg/L,COD 平均去除率为92%，说明此时生化
处理系统污泥活性良好；当废水含盐量达到215×104
～315×104
mg/L 时，生化处理系统的COD 去除
率稍有下降，由92%左右下降到80%左右，其原因可能是，在此范围内的冲击负荷对污泥活性有抑制
作用，但对污泥中微生物的生理结构没有破坏，其呼
吸、合成等新陈代谢作用仍能够正常进行[11]，所以
4
4
第8期康 等：高盐浓度对工业废水生化处理的影响研究
COD去除率稍有下降但仍在80%以上；当废水含盐量达到315×104mg/L时，生化处理系统的COD去除率下降到60%左右，污泥活性明显受到影响；当废水含盐量大于6×104mg/L时，生化处理系统的COD去除率下降到45%左右，其原因可能是：污泥结构受破坏，本身活性受阻，新陈代谢作用减缓，对有机物去除率低，活性污泥系统趋于崩溃[12]。
3 结 论
(1)活性污泥系统中的大多数微生物，甚至是部分原生动物，能够在一定程度的高盐度条件下存活和繁殖。在含盐量低于215×104mg/L时，生化处理系统中的活性污泥可以保持良好的状态，对废水中的有机污染物有较高的去除率(平均在92%左右)，在工程设计和调试中可以不需要专门考虑含盐量对废水生化处理系统的影响。
(2)当废水中含盐量达到215×104mg/L时，生化处理系统的COD去除率由92%左右下降到80%左右，污泥活性受到抑制，在工程设计和调试需要增加一定的物化处理手段或投加微量元素提高污泥的活性；当废水中含盐量达到315×104mg/L时，生化处理系统的COD去除率下降到60%左右，生化处理系统的污泥活性明显受到影响，絮状污泥开始解体，原生动物难以存活，在工程设计和调试中需要驯化和培养专门的工程细菌。
(3)当废水中含盐量达到6×104mg/L时，生化处理系统的COD去除率下降到仅45%左右，活性污泥系统
趋于崩溃，原生动物近乎绝迹，仅可见少量球形的游离菌类，絮状污泥细碎分散。在工程设计中最好不采用以生化处理为主的工艺。
参考文献
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