國外學者從蔬菜腌制廢水(含鹽量7.2%)中分離獲得耐鹽微生物Staphylococcusxylosus,運用序批式活性污泥反應(yīng)器合成NaCl濃度為0.5%~3%的含鹽廢水,并對單獨的活性污泥、活性污泥與耐鹽菌1∶1調(diào)和,單獨使用耐鹽菌的3種模式下進行對比試驗。
結(jié)果表明,當含鹽量為1%時,在3種模式下COD去除率都可達到80%~90%;當含鹽量為2%時,耐鹽菌與活性污泥的混合菌以及單獨使用耐鹽菌的COD減除效率分別可以達到91%和93.4%,而單獨使用活性污泥的時候COD減除效率僅可達到74%,當鹽度為3%時,耐鹽菌與活性污泥的混合菌以及單獨耐鹽菌對COD的去除率分別可以達到93%和94%,而僅使用耐鹽菌處理鹽度為7.2%的實際腌制蔬菜廢水,COD去除率卻可以達到88%。
李彬等研究膜-生物反應(yīng)器處理高鹽廢水結(jié)果表明,污泥中無機成分含量增加,絮體更為緊密,沉降性能變好,膜面污染物的成分為蛋白質(zhì)、糖類和腐殖酸等。
Morsyleide等使用淹沒方式的好氧生物濾池,在鹽度為50g/L的廢水硝化中,觀察了生物膜的生長狀況以及它的控制參數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在無鹽的情況下對氨氮的去除效率可以達到94%,而當在有鹽分的條件下,鹽分的存在嚴重影響到了生物的活性。
張延青等通過A/0工藝研究了直接利用排放后的城市海水對污水處理廠中生物處理系統(tǒng)造成的影響。證明當海水含有的鹽濃度過高時,生物處理體系嚴重受到高鹽度水平的影響限制,并且生物的活性很難再次恢復到正常水平,氨氮和COD的減除效率顯著降低很多,并且出水質(zhì)量完全達不到城市污水廠二級出水排放水質(zhì)的國家規(guī)定。
2.3人工濕地處理高鹽廢水
人工濕地是為了處理污水而人為設(shè)計的污水處理技術(shù)。由水———土壤———植物———微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)。在物理、化學、生物的協(xié)同作用下滿足污水的有效處理。
Sansanayuth等研究了潛流人工濕地對養(yǎng)蝦廢水的凈化能力,實驗表明,種植了耐鹽植物的濕地系統(tǒng)對BOD的凈化能力可以達到91%,明顯高于普通濕地。
Nitisoravut等研究了在人工濕地中種植香蒲后對BOD去除率的鹽抑制系數(shù)。國內(nèi)學者研究了海水鹽度對人工濕地污水凈化效果的影響,結(jié)果表明,當海水比例小于40%時,人工濕地的污水凈化效果幾乎不受鹽度的影響。
劉佳寧[35]在人工濕地中同時應(yīng)用厭氧氨氧化細菌及鹽生植物處理含鹽廢水,獲得良好的實驗效果,不但提高了濕地的凈化能力,同時節(jié)約了成本,對增加濕地的附加利用值、提高經(jīng)濟效益具有重要的經(jīng)營意義。
3高鹽廢水研究存在的問題
由于廢水的來源和鹽含量都不同,處理技術(shù)以及結(jié)果都不盡相同。使用物理-化學的方法處理高鹽度的廢水,這種方法一般面臨比較高昂的資金,例如在蒸發(fā)技術(shù)的過程中一般都需要破費很多的能量,而單獨使用離子交換技術(shù)后期卻需要較高的后處理再生資金費用,又容易產(chǎn)生廢水的二次污染。
如對水質(zhì)要求較高的反滲透技術(shù),需要再進行復雜的預(yù)處理技術(shù),過程中反滲透膜被污染后又要利用價格昂貴的化學藥品對其進行清洗處理,從而導致了處理費用額外的增加。因此在處理高鹽廢水的應(yīng)用中,物理-化學方法受到了一定限制。
微生物處理高鹽廢水可以一定程度滿足低成本,幾乎無污染的要求。但是鹽度變化大以及高鹽度都會一定程度上抑制未馴化的微生物以及破壞代謝功能,導致微生物的降解能力減弱,顯著降低高鹽度廢水中有機物以及氮的去除效率,從而使得微生物的絮凝效果明顯變差。
適當濃度的含鹽量在加入經(jīng)過高鹽馴化后的微生物后可以一定程度增加污泥的絮凝性,過程中也不會降低處理廢水有機物的效率以及脫氮的效率并且可以一定程度提高污泥的絮凝性。
宋晶等研究發(fā)現(xiàn),污泥馴化后的嗜鹽菌具有較高的活性,表明處理高鹽廢水時分離篩選嗜鹽菌技術(shù)是可行的。在濕地處理系統(tǒng)中高鹽份的土壤以及水會抑制普通植物的生長,影響植物根系吸水,同時過量Na+和Cl-會抑制其他微量元素的吸收,并且影響植物體內(nèi)酶的特性,抑制葉綠素的合成,影響光合作用等。
如今,人工濕地以低投資、低運行費用和美觀以及其高污染物去除效率等特點被廣泛應(yīng)用于污水的二級和三級處理。
生物脫氮法是一種通過硝化—反硝化作用進行
面,幾乎不對環(huán)境造成二次污染。王淑瑩等分別在5、7.5和10g/LNaCl鹽度下,研究了不同鹽度水平下對反硝化過程以及硝化過程的影響。
結(jié)果證明反硝化菌的鹽度耐受力比硝化菌強,鹽度越高,活性污泥的比反硝化速率越低,在NaCl鹽度為5,7.5g/L經(jīng)過一段時間后,比反硝化速率首先增加而后趨于穩(wěn)定,10g/LNaCl的鹽度比反硝化速率更趨于穩(wěn)定在特殊廢水處理中引入特殊微生物可以有效的增加污水處理效率。
如耐鹽菌株在進行海上油污治理過程中的優(yōu)勢十分明顯,自然菌株需要花費至少1年的時間才能把油污分解處理點,而經(jīng)過幾個h的分解處理耐鹽菌就可以完成油污的處理,處理成本較低,且?guī)缀醪粫矶挝廴尽?/div>
由于人工濕地可以有效的去除氮磷污染物,耐污染以及維護管理成本低等優(yōu)點,已被應(yīng)用于深度處理多種高鹽廢水。研究表明城市污水處理廠處理后的再生水含鹽量為5~7g·L-1,含鹽量比較高,人工濕地可以去除再生水中約30%的有機污染物。沿海高鹽度地區(qū)的微咸水含鹽量為4~8g·L-1,人工濕地最高可以分別去除50%和37%的總氮和總磷。
同時,研究表明,人工濕地也可以有效去除水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中含鹽量較高的廢水中的氮和磷。Sheng等以新品種水稻為濕地植物建立了表面流人工濕地,研究結(jié)果表明,該人工濕地可以去除被營養(yǎng)鹽污染河水中約1/3的總氮量。好文閱讀:MBR膜對洗車廢水的處理!
5結(jié)語
污水生態(tài)處理技術(shù)以土地處理系統(tǒng)作為基礎(chǔ),是污水土地處理系統(tǒng)的進一步發(fā)展,它利用土壤基質(zhì)的凈化作用,同時在處理廢水過程中要特別注意植物—微生物的共存體系,處理環(huán)境和基質(zhì)的相互關(guān)系,以及對生態(tài)因子的優(yōu)化和調(diào)控作用。
植物的根系可以為土壤中的微生物提供棲息的環(huán)境并且可以吸收、利用和吸附富集的重金屬等有害物質(zhì)。因此在高鹽度環(huán)境中鹽生植物和耐鹽微生物共存體對實際應(yīng)用以及理論研究都具有極其重要的意義和廣闊的應(yīng)用前景。
研究發(fā)現(xiàn),當鹽濃度超過70mmol/L時鹽生植物仍然可以正常生長,這為利用人工濕地技術(shù)處理高鹽度廢水提供了新的理論基礎(chǔ)。
4生態(tài)處理技術(shù)與傳統(tǒng)處理技術(shù)的比較
生態(tài)處理技術(shù)是由水、植物、土壤、微生物和陽光等組成的污水自然凈化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的廢水處理相比較具有低成本、低耗能、幾乎無再生污染等優(yōu)點。