高盐度有机废水处理技术研究进展.pdf

1、第 26 卷 第 3 期 河 北 工 业 科 技 Vol. 26 ,No. 32009 年 5 月 Hebei Journal of Industrial Science and Technology May 2009文 章 编 号 :100821534 (2009) 0320195205高 盐 度 有 机 废 水 处 理 技 术 研 究 进 展边 蔚 1 ,2 ,王 路 光 2 ,李 洪 波 2(1. 河 北 科 技 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 ,河 北 石 家 庄 050018 ;2. 河 北 省 环 境 科 学 研 究 院 ,河 北 石 家庄 050051)摘 要 :就

2、高 盐 度 有 机 废 水 的 物 理 化 学 及 生 物 处 理 技 术 进 行 了 综 述 ,并 简 述 了 生 物 法 与 其 他 方 法 组合 工 艺 处 理 高 盐 度 有 机 废 水 的 研 究 进 展 ,指 出 嗜 盐 菌 和 耐 盐 酵 母 菌 在 处 理 高 含 盐 废 水 方 面 的 广 阔应 用 前 景 。关 键 词 :高 盐 度 有 机 废 水 ;物 理 化 学 法 ;生 物 法 ;组 合 工 艺 ;嗜 盐 菌 ;耐 盐 酵 母 菌中 图 分 类 号 :X703. 1 文 献 标 识 码 :AReview of high salinity organic wastewa

3、ter treat mentBIAN Wei1 ,2 , WAN G L u2guang2 ,L I Hong2bo2(1. College of Environmental Science and Engineering , Hebei University of Science and Technology , Shijiazhuang Hebei050018 ,China ;2. Hebei Provincial Academy of Environmental Science , Shijiazhuang Hebei 050051 ,China)Abstract : This arti

4、cle summarized the physical chemistry and biological treatment technologies of high salinity organicwastewater and introduced combined processes of biological and other treatments. Halophilic bacteria and salt2tolerant micro2zyme have wide practicability in the treatment of highsalinity wastewater.K

5、ey words :high salinity organic wastewater ; physical chemistry ; biological method ; combined processes ; halophilic bacteria ;salt2tolerant microzyme收 稿 日 期 :2008210223 ;修 回 日 期 :2008212229责 任 编 辑 :王 海 云作 者 简 介 :边 蔚 (19832) ,女 ,河 北 石 家 庄 人 ,硕 士 研 究 生 ,主 要从 事 生 态 规 划 与 评 价 方 面 的 研 究 。高 盐 度 有 机 废 水

6、是 指 含 有 机 物 和 至 少 3. 5 %(质 量 分 数 )的 总 溶 解 性 固 体 物 ( TDS)的 废 水 1 。 此类 废 水 主 要 有 2 个 来 源 :1) 海 水 直 接 用 于 工 业 生 产和 生 活 后 排 放 的 废 水 ,如 工 业 上 ,海 水 可 以 广 泛 地 用作 锅 炉 冷 却 水 ,城 市 生 活 中 ,海 水 可 以 替 代 淡 水 作 为冲 厕 水 ,此 类 废 水 的 含 盐 量 一 般 为 2. 50 104 3. 50 104 mg/ L (质 量 浓 度 ,下 同 ) ;2) 某 些 工 业 行业 生 产 过 程 中 排 放 的 废

7、水 ,如 皂 素 废 水 、 石 油 开 采 废水 以 及 印 染 、 造 纸 、 制 药 、 化 工 、 奶 制 品 加 工 和 农 药 行业 排 放 的 废 水 ,含 盐 量 一 般 在 15 % 25 %左 右 2 。高 盐 度 有 机 废 水 带 来 的 环 境 污 染 十 分 严 重 ,特 别 是含 盐 工 业 废 水 , 往 往 含 有 高 浓 度 的 可 溶 性 无 机 盐Cl - ,SO2 -4 ,Na + ,Ca2 + 以 及 难 降 解 或 有 毒 的 有 机 物 ,且 其 排 放 量 呈 急 剧 增 长 的 趋 势 。 因 此 ,探 索 行 之 有效 的 高 盐 度 有

8、机 废 水 处 理 技 术 已 经 成 为 目 前 废 水 处理 的 热 点 之 一 。1 物 理 化 学 法 处 理 高 盐 度 有 机 废 水1. 1 电 化 学 法在 高 盐 度 条 件 下 ,废 水 具 有 较 高 的 导 电 性 ,这 一特 点 为 电 化 学 法 在 高 盐 度 有 机 废 水 处 理 方 面 提 供 了良 好 的 发 展 空 间 。 紫 胶 合 成 树 脂 生 产 过 程 中 排 放 的高 盐 度 有 机 废 水 Cl - 的 质 量 浓 度 高 达 1. 23 105mg/ L ,王 宏 等 应 用 电 解 絮 凝 法 处 理 该 废 水 的 实 验 结果 表

9、明 ,该 方 法 能 够 有 效 地 去 除 废 水 中 的 有 机 污 染物 ,提 高 透 明 度 ,COD 去 除 率 达 94 % ,BOD5 去 除 率达 90 %以 上 ,并 且 设 备 简 单 、 耐 冲 击 性 好 、 操 作 方便 、 不 需 要 投 加 化 学 药 剂 ,易 实 现 现 代 化 管 理 3 。 黄瑾 等 用 铁 碳 微 电 解 法 处 理 高 盐 度 有 机 废 水 ,废 水 中有 苯 胺 、 硫 化 物 等 多 种 难 降 解 有 机 化 合 物 ,COD 的质 量 浓 度 为 4 000 7 000 mg/ L ,苯 胺 的 质 量 浓 度 为40 100

10、 mg/ L ,盐 度 为 20 40 g/ L , p H 值 为 5 9 ,BOD5 / COD 小 于 0. 24 。 实 验 结 果 表 明 :在 反 应 初始 p H 值 为 4. 0 ,铁 碳 质 量 比 为 1 ,反 应 时 间 为 60min ,过 氧 化 氢 加 入 量 为 0. 10 % (体 积 分 数 ) ,曝 气 条件 下 ,COD 去 除 率 为 57. 6 % ;处 理 后 废 水 的 可 生 化性 有 明 显 的 改 善 ,BOD5 / COD 可 达 0. 65 ;对 COD的 去 除 基 本 符 合 一 级 动 力 学 规 律 。 刘 占 孟 应 用 电 化

11、学 法 处 理 染 料 中 间 体 生 产 排 放 的 高 盐 度 有 机 废 水 ,实 验 结 果 表 明 ,该 法 能 够 有 效 地 去 除 废 水 中 的 有 机物 ,提 高 透 明 度 ,在 电 流 密 度 为 0. 015 A/ cm2 ,槽 电压 为 8. 4 V ,电 解 90 min 时 ,COD 和 色 度 的 去 除 率分 别 为 65 %和 70 % 5 。 实 验 亦 发 现 电 介 质 的 存 在能 有 效 提 高 溶 液 的 电 导 率 ,从 而 提 高 电 解 的 处 理 效果 ,电 解 中 产 生 的 游 离 氯 和 Fe2 + 对 有 机 物 降 解 起 重

12、要 作 用 。1. 2 反 渗 透 法应 用 于 海 水 和 苦 咸 水 淡 化 的 反 渗 透 淡 化 技 术 已相 当 成 熟 ,也 可 用 于 高 浓 度 废 水 的 脱 盐 工 艺 。 卢 彦越 等 将 反 渗 透 过 程 进 行 了 优 化 设 计 应 用 于 某 化 工 厂的 废 水 处 理 ,该 厂 废 水 中 含 大 量 的 Ca2 + 和 Cl - ,排放 量 为 450 m3 / h ,Cl - 的 质 量 浓 度 为 13 000 mg/ L ,采 用 该 工 艺 脱 盐 后 ,质 量 浓 度 降 至 4 000 mg/ L ,表明 此 种 方 法 是 比 较 有 效 的

13、 6 。 但 当 给 水 浓 度 较 高时 ,反 渗 透 系 统 需 要 更 高 的 操 作 压 力 ,能 量 消 耗 大 。1. 3 渗 透 法受 渗 透 基 本 原 理 的 启 发 ,付 守 琪 等 提 出 了 渗 透法 处 理 高 盐 度 废 水 的 新 工 艺 7 。 渗 透 压 的 数 学 表 达式 为 = i R Tc。 式 中 为 渗 透 压 , Pa ; R 为 理 想 气体 常 数 , Pa L/ (mol K) ; c 为 溶 质 的 浓 度 , mol/ L ;T 为 绝 对 温 度 , K; i 为 范 特 霍 夫 系 数 。 由 此 可 见 ,温度 相 同 ,渗 透

14、压 与 范 特 霍 夫 系 数 i 和 溶 质 的 浓 度 c成 正 比 。 综 合 分 析 各 种 电 解 质 :不 饱 和 强 电 解 质 溶液 的 i 值 均 不 会 大 于 4 ;弱 电 解 质 不 饱 和 溶 液 的 i 值大 于 1 ;而 不 饱 和 非 电 解 质 的 i 值 为 1。 即 相 同 温 度下 ,强 电 解 质 溶 液 的 i 值 是 弱 电 解 质 的 1 4倍 。 受此 启 发 ,即 可 设 计 出 一 种 新 的 水 溶 液 ,该 水 溶 液 具 有如 下 特 征 :1) 在 一 定 条 件 下 ,浓 度 比 较 高 ; 2) 在 外 部条 件 改 变 的 情

15、 况 下 ,水 和 溶 质 较 易 分 离 。 作 者 以 溶质 氨 的 设 计 溶 液 为 例 分 析 了 该 工 艺 的 可 行 性 ,认 为在 约 100 kPa 和 20 时 ,1 体 积 水 可 以 溶 解 700 体积 氨 气 ,则 1 mol 水 至 少 可 以 溶 解 30 mol 氨 气 。 氨水 为 非 电 解 质 ,近 似 饱 和 的 氨 水 溶 液 的 渗 透 压 约 等于 30 R T。 在 相 同 的 温 度 下 ,假 设 强 电 解 质 溶 液 的 i值 是 氨 水 的 4 倍 ,则 近 似 饱 和 的 氨 水 溶 液 的 渗 透 压至 少 大 于 7 mol/

16、L 的 强 电 解 质 溶 液 ,故 理 论 上 用 氨水 作 为 设 计 溶 液 是 符 合 要 求 的 。 作 者 进 一 步 分 析 了该 工 艺 的 流 程 ,认 为 在 自 然 条 件 下 使 高 含 盐 废 水 浓缩 ,同 时 通 过 半 透 膜 使 水 进 入 到 氨 的 设 计 溶 液 (氨 水溶 液 )中 。 由 于 氨 具 有 较 强 的 挥 发 性 ,可 采 用 气 提 法来 分 离 氨 和 水 ,将 排 出 的 氨 水 溶 液 中 的 氨 气 提 出 回用 ,补 充 膜 反 应 器 中 的 氨 水 溶 液 。 并 对 比 反 渗 透 工艺 ,该 新 工 艺 的 优 点

17、是 去 掉 了 高 压 泵 和 增 压 泵 这 2个 主 要 耗 能 设 备 ,代 之 为 氨 水 的 气 提 处 理 ,可 降 低 成本 ,是 高 含 盐 废 水 处 理 方 法 的 一 个 新 的 研 究 方 向 。但 作 者 仅 从 理 论 上 探 讨 了 设 计 溶 液 溶 质 为 氨 时 的 工艺 ,须 进 行 相 应 的 实 验 以 确 定 此 工 艺 具 体 的 应 用 参数 ,比 如 合 适 的 氨 浓 度 等 。 新 工 艺 的 关 键 是 设 计 理想 的 溶 液 配 制 ,以 氨 为 溶 质 进 行 溶 液 的 配 置 是 今 后重 要 的 研 究 方 向 。1. 4 蒸

18、 馏 法油 田 废 水 量 很 大 ,含 盐 量 很 高 ,将 膜 蒸 馏 技 术 用于 油 田 废 水 脱 盐 ,在 节 能 上 更 具 优 势 。 因 为 ,含 水 原油 在 电 化 学 脱 水 之 前 ,一 般 都 要 升 至 较 高 温 度 ,故 排出 的 废 水 温 度 也 比 较 高 ,多 数 油 田 废 水 温 度 为 4050 ,有 的 甚 至 更 高 ,如 华 北 油 田 废 水 温 度 为 6070 8 。 而 膜 蒸 馏 的 突 出 优 点 是 操 作 温 度 低 ,热 侧水 溶 液 一 般 在 40 50 ,甚 至 可 以 在 40 下 操作 9 。 由 此 可 见 ,

19、膜 蒸 馏 淡 化 油 田 废 水 基 本 上 无 需额 外 加 热 即 可 满 足 工 艺 要 求 。 王 车 礼 等 采 用 聚 丙 烯中 空 纤 维 膜 ,在 较 低 真 空 度 下 采 取 减 压 膜 蒸 馏 技 术浓 缩 油 田 高 含 盐 废 水 , 实 验 结 果 表 明 :随 着 膜 下 游真 空 度 增 加 ,膜 通 量 先 缓 慢 增 大 ,当 真 空 度 超 过 某 一临 界 值 后 ,膜 通 量 急 剧 增 加 ;废 水 温 度 增 加 ,膜 通 量增 大 ,且 真 空 度 越 高 ,膜 通 量 随 温 度 变 化 的 曲 线 越陡 ;提 高 废 水 流 量 可 增 大

20、 膜 通 量 ;随 着 废 水 含 盐 量 增加 ,膜 通 量 减 小 ,当 废 水 含 盐 量 大 于 220 g/ L (质 量浓 度 )时 ,馏 出 液 电 导 率 明 显 增 加 ,但 各 次 实 验 的 截留 率 仍 然 接 近 100 % ,表 明 实 验 用 聚 丙 烯 中 空 纤 维膜 具 有 很 好 的 疏 水 性 10 。1. 5 焚 烧 法焚 烧 技 术 已 经 越 来 越 多 地 使 用 于 高 浓 度 有 机 废水 的 处 理 。 为 提 高 有 机 废 水 的 热 值 ,降 低 焚 烧 的 处理 成 本 ,预 处 理 在 整 个 焚 烧 工 艺 中 是 必 不 可

21、少 的 。对 于 挥 发 性 有 机 物 和 半 挥 发 性 有 机 物 ,蒸 发 工 艺 可以 将 含 盐 有 机 废 水 转 化 成 不 含 盐 的 有 机 废 水 蒸 气 ,但 少 量 的 蒸 发 残 液 含 有 饱 和 浓 度 的 无 机 盐 和 高 沸 点的 有 机 物 11 。 对 于 富 含 高 沸 点 有 机 物 的 含 盐 废 水 ,单 独 的 蒸 发 预 处 理 不 能 完 全 分 离 有 机 物 和 碱 金 属 盐类 等 无 机 物 。 为 此 ,马 静 颖 等 提 出 了 采 用 萃 取 技 术691 河 北 工 业 科 技 第 26 卷 对 蒸 发 残 液 进 行 预

22、 处 理 ,将 脱 盐 后 的 有 机 物 再 进 行焚 烧 处 理 的 工 艺 12 。 通 过 萃 取 ,可 以 实 现 高 沸 点 有机 物 和 无 机 盐 的 分 离 ,使 焚 烧 对 象 彻 底 脱 盐 。2 生 物 化 学 法 处 理 高 盐 度 有 机 废 水 的 研 究无 机 盐 类 在 微 生 物 生 长 过 程 中 起 着 促 进 酶 反应 、 维 持 膜 平 衡 和 调 节 渗 透 压 的 重 要 作 用 ,但 盐 浓 度过 高 ,会 对 微 生 物 的 生 长 产 生 抑 制 。 为 此 ,高 含 盐 废水 的 生 物 处 理 需 要 对 废 水 进 行 稀 释 ,使

23、盐 的 质 量 分数 小 于 1 % ,但 这 又 会 造 成 水 资 源 的 浪 费 ,使 处 理 设施 庞 大 ,投 资 增 加 ,运 行 费 用 提 高 。 目 前 高 盐 度 废 水处 理 主 要 偏 向 于 不 脱 盐 、 不 稀 释 ,直 接 进 行 生 物 处理 。 因 此 ,研 究 生 物 处 理 的 可 行 性 、 反 应 机 理 和 处 理条 件 ,设 计 合 适 的 生 物 反 应 器 是 目 前 处 理 高 盐 度 废水 的 一 个 热 点 。2. 1 耐 盐 微 生 物 的 研 究2. 1. 1 嗜 盐 菌 13 根 据 细 菌 最 佳 生 长 所 需 的 盐 浓 度

24、 (一 般 以 NaCl计 ) ,细 菌 可 分 为 非 嗜 盐 菌 、 海 洋 细 菌 和 嗜 盐 细 菌 。海 洋 细 菌 ,也 称 弱 嗜 盐 菌 ,适 于 生 长 在 含 盐 量 为1 % 3 % (质 量 分 数 ,下 同 ) 的 介 质 中 。 嗜 盐 细 菌 只有 在 含 盐 的 环 境 中 才 能 生 长 ,按 最 适 宜 生 长 所 需 的盐 量 又 分 为 中 度 嗜 盐 菌 和 极 端 嗜 盐 菌 。 中 度 嗜 盐 菌在 含 盐 量 为 3 % 15 %的 环 境 中 能 良 好 生 长 。 极 端嗜 盐 菌 最 适 宜 生 长 含 盐 量 为 20 % 25 % ,甚

25、 至 在 饱和 浓 度 中 也 能 生 长 。 嗜 盐 菌 为 革 兰 氏 阴 性 菌 ,能 利用 的 碳 源 十 分 广 泛 ,适 宜 于 偏 碱 性 的 环 境 (p H 值 为9 10) 。 嗜 盐 菌 中 大 多 数 酶 的 活 性 和 稳 定 性 、 核 蛋白 的 稳 定 性 和 功 能 的 发 挥 以 及 细 胞 的 生 长 都 需 要 一定 含 量 的 NaCl 和 KCl 来 维 持 。2. 1. 2 其 他 耐 盐 微 生 物在 高 盐 度 环 境 中 也 存 在 着 一 些 原 生 动 物 ,如 轮虫 、 游 泳 性 纤 毛 虫 、 有 柄 纤 毛 虫 、 展 现 突 口

26、虫 ,红 色 角毛 虫 ,绿 模 瘦 尾 虫 和 扇 状 游 仕 虫 等 14 。 还 有 一 些 浮游 生 物 ,如 嗜 盐 舟 形 藻 、 衣 藻 、 光 甲 藻 、 绿 裸 藻 、 啮 蚀隐 藻 、 尖 尾 蓝 隐 藻 等 。 它 们 的 种 类 随 含 盐 量 的 不 同而 有 所 变 化 15 。有 研 究 表 明 ,耐 盐 酵 母 也 可 以 用 来 处 理 高 有 机物 、 高 含 盐 废 水 ,但 其 耐 盐 机 理 还 没 有 彻 底 弄 清 16 。SHIN 等 用 酵 母 菌 R hodotorul a rubra 处 理 泡 菜 生产 废 水 ,48 h 后 废 水 的

27、 BOD5 由 11 000 mg/ L (质 量浓 度 ,下 同 )降 到 3 200 mg/ L 以 下 ,去 除 率 为 70 %。OSWAL 等 用 海 生 酵 母 Yarrow i a li pol y tica NCIM3589 处 理 棕 榈 油 废 水 ,该 废 水 COD 为 250 g/ L (质量 浓 度 ,下 同 ) ,BOD5 为 11 g/ L , TDS 为 65 mg/ L ,氯 仿 为 9 g/ L ,当 停 留 时 间 为 2 d 时 ,COD 的 去 除 率为 95 % , 再 加 絮 凝 剂 , COD 去 除 率 可 达 99 %。CHOL 等 用 耐

28、 盐 高 渗 透 压 酵 母 菌 Pichi a g uillier2mondii A9 处 理 泡 菜 生 产 废 水 , 24 h 后 BOD5 由1 210 mg/ L 降 到 120 mg/ L , 去 除 率 达 到 90 % ,NaCl 质 量 分 数 为 10 %时 , A9 的 生 长 没 有 受 到 抑制 ,NaCl 质 量 分 数 大 于 12 %时 ,A9 的 生 长 速 率 减慢 。 可 见 ,耐 盐 酵 母 菌 在 处 理 高 含 盐 废 水 方 面 有 广阔 的 应 用 前 景 。2. 1. 3 嗜 盐 微 生 物 的 培 养 、 驯 化嗜 盐 菌 的 分 离 筛

29、选 比 较 简 单 ,目 前 国 内 外 已 有许 多 学 者 培 养 出 了 各 种 嗜 盐 菌 种 ,如 BIR GIT TE 和N YGAA RD 研 究 了 嗜 盐 菌 的 抗 嘌 呤 突 变 体 ;周 培 瑾等 人 从 新 疆 吐 鲁 番 艾 丁 湖 分 离 一 株 嗜 盐 小 盒 菌( H aloarcu l a ai d2i nensis s p . nov. ) ;徐 德 强 等 从 江苏 黄 海 盐 场 分 离 一 株 盐 单 胞 菌 ( H alomonas huan g2haiensis s p . nov. ) ;田 新 玉 等 从 内 蒙 古 察 汗 淖 碱 湖分 离

30、 到 一 株 极 端 嗜 盐 嗜 碱 杆 菌 ( N at ronobacteri ums p . ) ;李 卫 等 从 青 岛 附 近 海 产 品 盐 渍 中 分 离 得 到 2个 菌 株 符 合 盐 单 胞 菌 特 征 属 CM1 ,CM4。 他 们的 方 法 虽 然 不 尽 相 同 ,但 原 理 相 似 ,都 是 利 用 微 生 物对 环 境 的 逐 渐 适 应 ,优 胜 劣 汰 ,最 终 获 得 高 效 、 优 质的 菌 种 17 。环 境 从 低 盐 到 高 盐 时 ,微 生 物 有 一 个 适 应 期 ,含盐 量 的 变 化 可 能 引 起 微 生 物 代 谢 途 径 的 改 变

31、。 细 菌驯 化 过 程 就 是 使 代 谢 方 式 逐 渐 适 应 高 盐 环 境 ,并 使耐 盐 菌 大 量 增 殖 的 过 程 ,但 这 需 要 一 定 的 时 间 ,急 剧地 变 化 盐 量 或 驯 化 时 间 过 短 都 会 使 细 菌 受 到 抑 制 。因 此 ,把 握 含 盐 量 的 变 化 程 度 和 驯 化 时 间 是 十 分 重要 的 18 。 袁 红 兵 等 在 低 温 高 盐 条 件 下 成 功 驯 化 出了 适 应 此 类 环 境 的 微 生 物 菌 群 ,证 明 在 寒 冷 地 区 高含 盐 条 件 可 以 实 现 对 污 水 中 COD 的 有 效 去 除 19

32、。2. 2 生 物 反 应 器 的 研 究刘 峰 利 用 上 流 式 厌 氧 生 物 滤 池 处 理 高 盐 度 有 机废 水 ,在 容 积 负 荷 为 4 kg/ ( m3 d) ,进 水 氯 离 子 质量 浓 度 在 3 000 mg/ L ,水 力 停 留 时 间 24 h 时 ,COD去 除 率 达 到 85 %左 右 20 。MILlS 利 用 煤 渣 作 填 料 的 滴 滤 器 处 理 含 盐 量 为6 000 mg/ L 的 间 歇 排 放 废 水 ,取 得 了 较 好 的 出 水 效果 21 。YAN G和 L A I 用 生 物 滤 塔 处 理 高 含 盐 度 石 油废 水

33、,在 含 盐 量 达 到 40 g/ L 时 , TOC 的 去 除 率 达 到95 %21 。张 学 洪 等 利 用 厌 氧 折 板 反 应 器 (ABR + SBR) 活性 污 泥 法 联 合 工 艺 处 理 高 含 盐 含 氯 采 油 废 水 ,出 水各 项 指 标 均 能 达 到 污 水 综 合 排 放 标 准 ( GB791 第 3 期 边 蔚 等 高 盐 度 有 机 废 水 处 理 技 术 研 究 进 展8978 1996)一 级 标 准 ,且 试 验 成 果 已 用 于 涠 洲 终 端处 理 厂 采 油 废 水 处 理 系 统 22 。王 发 珍 等 通 过 试 验 研 究 了

34、A/ DA T2IA T 生 物膜 法 处 理 高 含 盐 废 水 的 新 工 艺 23 。 他 们 以 含 盐 量为 60 000 mg/ L (以 NaCl 的 质 量 浓 度 计 ) 的 模 拟 工业 废 水 为 研 究 对 象 ,利 用 A/ DA T2IA T 生 物 膜 反 应器 ,研 究 了 A/ DA T2IA T 工 艺 对 投 加 悬 浮 填 料 后 高含 盐 废 水 的 处 理 ,并 以 COD ,N H +4 2N , PO3 -4 2P 等 作为 评 价 指 标 。 试 验 结 果 表 明 , A/ DA T2IA T 生 物 膜法 较 其 他 活 性 污 泥 法 有

35、 了 较 大 的 提 高 。齐 鲁 石 化 公 司 氯 碱 厂 的 氯 乙 烯 、 聚 氯 乙 烯 和 环氧 氯 丙 烯 三 套 生 产 装 置 排 出 的 高 含 盐 污 水 ,进 水COD 为 2 370 mg/ L ,含 盐 量 (以 Cl 的 质 量 分 数 计 )为 1. 2 % 1. 7 % ,采 用 纯 氧 曝 气 和 生 物 接 触 氧 化 两段 生 化 方 式 ,处 理 后 出 水 BOD5 小 于 30 mg/ L ,COD小 于 100 mg/ L ,COD 总 去 除 率 达 96 %14 。3 生 物 法 与 其 他 方 法 组 合 工 艺 处 理 高 盐 度有 机

36、废 水 的 研 究最 近 ,生 物 法 与 其 他 方 法 组 合 工 艺 在 含 盐 有 机废 水 治 理 方 面 ,成 为 一 个 研 究 亮 点 。3. 1 液 / 液 萃 取 2膜 生 物 反 应 器 组 合 工 艺 24 液 / 液 萃 取 2膜 生 物 反 应 器 组 合 工 艺 (combinedliquid2liquid extraction and a membrane bioreactor)又 称 萃 取 膜 生 物 反 应 器 (extraction membrane bio2reactor , EMBR)工 艺 ,该 工 艺 主 要 包 括 萃 取 、 剥 离 、油 /

37、 水 乳 状 液 分 离 和 生 物 量 分 离 膜 与 生 物 反 应 器 4个 单 元 。1)萃 取 单 元 酸 性 废 水 中 的 有 机 污 染 物 通 过 不溶 于 水 的 有 机 溶 剂 萃 取 。 经 萃 取 处 理 后 的 废 水 经 亲水 性 微 滤 膜 过 滤 后 排 放 , 此 时 绝 大 多 数 无 机 盐 存 在于 这 部 分 废 水 中 ,通 过 萃 取 单 元 ,实 现 了 有 机 污 染 物与 高 浓 度 无 机 盐 的 分 离 。2)剥 离 单 元 有 机 污 染 物 在 剥 离 单 元 内 转 变 为碱 性 液 相 物 质 从 有 机 溶 剂 中 分 离 出

38、 来 。 在 此 过 程中 ,p H 值 变 化 是 至 关 重 要 的 因 素 。3) 油 / 水 乳 状 液 分 离 和 生 物 量 分 离 膜 剥 离 单元 剩 余 液 中 的 有 机 液 滴 经 亲 水 性 微 滤 膜 过 滤 ,实 现有 机 污 染 物 与 残 余 有 机 溶 剂 的 分 离 ,有 机 污 染 物 进入 生 物 反 应 器 。 同 理 ,膜 也 可 保 持 生 物 反 应 器 中 的微 生 物 浓 度 。4)生 物 反 应 器 有 机 污 染 物 在 生 物 反 应 器 内 作为 微 生 物 的 碳 源 和 能 源 被 氧 化 分 解 。3. 2 活 性 污 泥 法

39、和 颗 粒 活 性 炭 组 合 工 艺L IU 等 采 用 活 性 污 泥 法 和 颗 粒 活 性 炭 组 合 工艺 处 理 高 盐 度 废 水 ,即 在 反 应 器 内 加 入 活 性 炭 颗 粒 ,利 用 活 性 炭 的 吸 附 性 能 和 以 生 物 膜 形 式 固 定 于 活 性炭 表 面 的 微 生 物 氧 化 能 力 降 解 废 水 中 的 有 机 污 染物 25 。 安 立 超 等 对 活 性 炭 生 物 强 化 技 术 处 理 高 含盐 实 际 工 业 废 水 的 工 艺 条 件 和 参 数 进 行 了 研 究 ,活性 炭 强 化 工 艺 的 饱 和 常 数 ( Ks ) 为

40、25. 17 mg/ L (质量 浓 度 ) ,COD 的 去 除 率 为 80 %左 右 ,最 佳 操 作 参数 分 别 为 有 机 负 荷 ( N s ) 为 0. 28 0. 35kg/ (kg d) ,容 积 负 荷 ( N v ) 为 0. 45 0. 64 kg/(kg d) ,为 该 技 术 的 实 际 应 用 提 供 了 理 论 依 据 26 。4 结 语目 前 ,高 盐 度 有 机 废 水 的 处 理 方 法 主 要 分 为 物理 化 学 法 和 生 物 化 学 法 。 物 理 化 学 法 一 般 包 括 电 解法 、 反 渗 透 法 、 渗 透 法 、 蒸 馏 法 、 焚

41、烧 法 等 ,但 费 用 较高 ,还 可 能 带 来 二 次 污 染 。 而 生 物 处 理 由 于 具 有 独特 的 优 势 而 备 受 青 睐 ,是 目 前 公 认 的 较 好 的 方 法 。嗜 盐 菌 价 廉 ,来 源 广 ,可 以 利 用 许 多 有 机 物 (包 括 难降 解 和 有 毒 物 质 )作 为 碳 源 ,因 此 利 用 嗜 盐 细 菌 处 理高 含 盐 有 机 废 水 具 有 广 阔 的 应 用 前 景 ,其 中 快 捷 的嗜 盐 菌 选 择 驯 化 方 法 及 嗜 盐 菌 的 降 盐 机 理 是 研 究 热点 。 目 前 国 内 外 已 有 许 多 学 者 筛 选 、

42、培 养 出 了 各 种嗜 盐 菌 种 ,但 大 多 数 研 究 尚 处 在 实 验 的 配 水 阶 段 ,如何 利 用 嗜 盐 菌 的 降 盐 机 理 ,并 结 合 合 适 的 构 筑 物 处理 实 际 的 工 业 废 水 ,还 有 待 于 进 一 步 地 研 究 和 探 讨 。耐 盐 酵 母 菌 的 耐 盐 机 理 还 没 有 彻 底 弄 清 ,目 前 应 用实 例 较 少 ,但 已 有 学 者 研 究 表 明 酵 母 基 因 组 中 约 有200 个 基 因 与 盐 有 关 ,在 高 盐 条 件 下 ,酵 母 菌 的 基 质利 用 率 、 污 泥 最 大 比 增 长 率 、 半 速 率 常

43、 数 以 及 营 养 物去 除 能 力 更 高 , 比 普 通 的 好 氧 或 厌 氧 细 菌 处 理 效 果更 好 。 将 嗜 盐 菌 和 耐 盐 酵 母 菌 结 合 处 理 高 盐 废 水 ,充 分 发 挥 它 们 在 实 际 废 水 中 的 处 理 作 用 ,对 实 际 应用 和 理 论 研 究 均 具 有 重 要 意 义 。参 考 文 献 : 1 BINDER. Use of SBR S to treat pesticide wastewater A .Presented at t he Notre Dame/ Mile Hazardous Waste Confer2ence C .

44、Sout h Bend :University of Notre Dame ,1992. 2 何 建 ,陈 立 伟 ,李 顺 鹏 . 高 盐 度 难 降 解 工 业 废 水 生 化 处 理 的 研究 J . 中 国 沼 气 ,2000 ,18 (2) :12216. 3 王 宏 ,郑 一 新 ,钱 彪 ,等 . 电 解 凝 絮 法 处 理 高 盐 度 有 机 废 水的 实 验 研 究 J . 环 境 科 学 研 究 ,2001 ,14 (2) :51253. 4 黄 瑾 ,胡 翔 ,李 毅 ,等 . 铁 碳 微 电 解 法 处 理 高 盐 度 有 机 废水 J . 化 工 环 保 ,2007

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