无机盐对工业废水常规活性污泥生化处理法的影响

无机盐对工业废水常规活性污泥生化处理法的影响0引言海产品、奶制品加工、化工、制药、食品罐装以及石油发酵等工业部门排放有机工业废水含有高浓度的无机盐类(主要为氯化钠和硫酸钠)。此外，沿海地区海水渗入城市下水道也往往使城市污水中含有高浓度的氯化钠[1-2]。由于此类废水排放量大、污染严重，是属于极难处理的废水。目前，对这类废水一般采用电解法、膜分离法、焚烧法或深井灌注法[3-6]进行处理，但电解法和焚烧法运行费较高，膜分离法存在废水中ＳＳ和有机物对膜的堵塞问题、深井灌注法易产生二次污染等，故难以在实际中推广。常规活性污泥生化处理技术因其经济、高效，而被广泛地应用于污水净化和处理上。但是，随着盐含量的增加，对微生物的生长和繁殖产生抑制，浓度太高甚至会杀死微生物。不同物质对生物处理的阻害或许是由于这些物质影响微生物的呼吸系统和酶系统，或许是破坏渗透压平衡而引的。各种盐类对生物处理的阻害性因其盐分渗透压的不同而不同；同一物质ｐＨ、温度、污泥浓度等条件变化时，极限允许浓度也有所变化。本文通过研究废水中一些常见的无机盐(NaCl、Na2SO4)对常规活性污泥生化处理方法的阻害作用，找出一般性的规律，为常规活性污泥法处理含盐工业废水的工程应用提供参考依据。1实验材料与方法1.1菌种的培养和驯化试验用的菌种取自某农药厂污水处理站，根据常规活性污泥生化处理方式进行培养和驯化。培养用水按BOD5：Ｎ：Ｐ=100：5：1的营养配比。采用葡萄糖、碳酸铵和磷酸二氢铵等配制成所对应的浓度。驯化用水取自某巢丝试样厂，其COD为1500～1800mg/l，含NaCl为0.5%。1.2实验方法对常规活性污泥法处理巢丝废水进行了实验，盐度分别为NaCl、Na2SO4的质量浓度。进水COD控制在1500～1800mg/ｌ之间。在常规活性污泥法Ａ池中分别加入1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%的NaCl；在常规活性污泥法Ｂ池中分别加入1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%的Na2SO4进行实验，分别测定在不同盐分浓度下常规活性污泥生化系统的污泥质量和系统的COD去除效果。1.3监测方法COD监测采用重铬酸钾法测定，NaCl浓度采用氯离子硝酸银法测定。2结果与讨论2.1盐分对常规活性污泥法中活性污泥质量的影响2.1.1NaCl对常规活性污泥法中活性污泥质量的影响随着NaCl浓度的不断增加，活性污泥的质量发生变化，初始污泥沉降比为21%见表1。从表1中可以看出每改变一种NaCl的浓度，污泥量先减少，后逐渐增长。说明随着NaCl浓度的改变，一些不适应该浓度的微生物逐渐死亡，污泥量减少。随着驯化的不断进行，适应该浓度的微生物逐渐繁殖起来，污泥量增多。从实验中可知，常规活性污泥法对NaCl浓度改变一般需711ｄ的驯化时间。同时从表1中可见随着NaCl浓度的增加，体系中污泥SVI指数逐渐减少，这说明污泥的沉降性能逐渐变差。表1NaCl浓度对活性污泥质量的影响质量浓度/%驯化时间/ｄ沉降比/%MLSS/g/lSVI/g/l1.51231.933119314.50.829175720.52.0929821181.324136415.50.8291877191.8811012.5118.51.3411384100.5191898171.17611931140.90915448.50.4291989151.1721383.51130.872149460.29320511150.9621562.1.2Na2SO4对活性污泥质量的影响在驯化期活性污泥质量的各项指数均随盐度和驯化时间的变化而变化，其变化情况如表2所示，初始污泥沉降比为19%。表2Na2SO4浓度对活性污泥质量的影响浓度/%驯化时间/ｄ污泥沉降比/%MLSS/g/lSVI/mg/l1.51181.406128317.51.122156720.52.2049321191.439132415.50.923168718.51.6971092.5116.51.241133316.50.9881679211.5221383120.51.3061573170.9041889241.6111493.51221.2721733211.0452019291.83515841261.469177524.51.1672109281.6371714.51251.2202053241.0212551027.51.5451785123.51.045223320.50.804255925.51.321193从表2中，可看出在每次改变Na2SO4浓度初期，活性污泥的量减少，是由于Na2SO4量的增加对微生物产生毒害，使其死亡。在驯化后期，微生物适应该了盐分，开始繁殖，故活性污泥量增多。从表2中还可知，随着Na2SO4浓度的增加，体系中污泥沉降性能下降。从实验中还可知，常规活性污泥法对Na2SO4盐度的适应性要比NaCl的适应性强。微生物一般需7～10ｄ的驯化，系统才能趋向稳定。2.2盐分对COD去除率的影响2.2.1同一盐浓度在不同的驯化期对COD去除率的影响选取1.5%、2.5%的氯化钠和1.5%、3.0%硫酸钠的生化系统进行实验，随着驯化时间的增加其COD去除率的变化见图1和图2所示。图11.5%和2.5%氯化钠下COD去除率的变化图21.5%和3.0%硫酸钠浓度下COD去除率的变化从图1和图2中可知在同一NaCl和Na2SO4浓度下，COD的去除率随着驯化时间的延长而提高。这说明常规活性污泥法对NaCl和Na2SO4浓度的改变有一适应期，随着驯化的不断进行，体系中的微生物发生更替，一些不适应该盐度的微生物灭亡，被另外一些微生物代替，同时可以看出常规活性污泥法对低浓度NaCl和Na2SO4的适应性要强于对高浓度NaCl和Na2SO4的适应性，同时，从相同NaCl和Na2SO4的浓度下，COD的去除率不同，可以说明常规活性污泥法在Na2SO4环境中要比NaCl的环境中去除效率要高。2.2.2不同浓度不同盐份对体系COD去除率的影响随着NaCl和Na2SO4浓度的不断改变，体系COD去除率变化见图3。从图3中可看出，随NaCl和Na2SO4浓度的增加，NaCl和Na2SO4对系统阻害性增加，使体系对COD的去除率降低。说明系统对NaCl和Na2SO4具有一定的容忍性，当NaCl和Na2SO4浓度超过一定值时，系统去除COD的能力下降，直至系统失去去除COD的意义，从实验可知，系统对Na2SO4的适应性要比对NaCl的适应性要强，也可以说明常规活性污泥处理系统对NaCl比较敏感，耐NaCl性能较差。图3不同浓度的氯化钠和硫酸钠对COD去除率的影响3结论(1)在常规活性污泥法对NaCl的忍受程度的研究中，发现当该生化体系驯化到一定时间时，水体会变成淡红色，这主要由于随着驯化的不断进行，生化池中的微生物不断更新演变，最后嗜盐细菌占了大多数，由于嗜盐细菌通体为淡红色，其游离在水中，故水体变为淡红色。(2)在常规活性污泥体系中，系统耐Na2SO4的能力高于NaCl，这说明氯离子比硫酸根离子对微生物体更易致细胞壁破裂和原生质解体，从而降低了活性污泥的活性，降低了其处理能力。(3)经驯化后的微生物体系可以处理含有一定浓度盐分的工业废水。但是，随着盐浓度的增加体系的处理能力下降。建议在处理含高浓度盐分的工业废水时，因根据条件，将该工业废水经行预处理将盐浓度降到系统所允许的范围内。