高鹽度廢水中由于含有大量的溶解性物質,無機鹽類在微生物生長過程中起著促進酶反應、維持膜平衡和調節滲透壓的重要作用,但鹽濃度過高,離子強度大,會造成質壁分離、細胞失活,使一般微生物難以在其中生長、繁殖,所以傳統的生物法難以處理高鹽度廢水。
適應于生活在淡水生物處理設施中的微生物在進入一定濃度的含鹽環境內,會通過自身的滲透壓調節機制來平衡細胞內的滲透壓或保護細胞內的原生質,這些調節機制包括聚集低分子量物質來形成新的胞外保護層,調節自身的代謝途徑,改變基因組成等,因此,正常活性污泥可以在一定鹽度范圍內通過一定時間的馴化處理含鹽廢水。
雖然污泥通過馴化可以提高系統耐鹽范圍,提高系統的處理效率,但是,馴化污泥中的微生物對鹽度的耐受范圍有限,而且對環境的變化敏感。當鹽度環境變化時,微生物的適應性會立刻消失。馴化只是微生物適應環境的暫時生理調整,不具有遺傳特性。這種適應性的敏感對污水處理工程的實施很不利。
研究認為,在鹽度小于20g/L條件下,高濃度鹽水的處理可以通過鹽度馴化。但是馴化鹽度濃度必須逐漸提高,分階段的將系統馴化到要求鹽度水平。突然高鹽環境會造成馴化的失敗和啟動的延遲。
高濃度鹽水的處理對策有以下幾種:
(1)利用適鹽微生物
高濃度含鹽廢水的處理方法:接種或者基因固定化適鹽微生物處理是高濃度含鹽廢水處理的有效方法。此種方法可以處理超過3%的高鹽污水,這是不同馴化法無法實現的。其篩選出的某些具有特定污染物去除的適鹽菌可以具有高的專性降解能力,大大提高處理效果。篩選接種物來源于海洋或者河口底泥、曬鹽場底物和其他高鹽環境下的活性物質。篩選往往有一定的程序和基因化措施。
這種方法的缺點是啟動時間長,前期啟動費用高。但是對于高鹽污水生物處理而言,是可行的方法。
(2) 稀釋進水鹽度
高濃度含鹽廢水的處理方法:既然高鹽成為微生物的抑制和毒害劑,那么將進水進行稀釋,使鹽度低于毒域值,生物處理就不會收到抑制。這種方法簡單,易于操作和管理;其缺點就是增加處理規模,增加基建投資,增加運行費用,浪費水資源。
(3)添加拮抗劑
高濃度含鹽廢水的處理方法:拮抗作用是指一種毒物的毒害作用因另一種物質的存在或者增加而降低的情況。可以看出一種毒物的毒害作用隨著另一種物質的低濃度增加而減少,并在最佳狀態后,隨拮抗劑濃度的進一步增加而反應速率下降。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
目前研究,發現K會對Na產生拮抗作用,減少Na鹽對微生物的毒害作用。吸鉀排鈉作用 主要原理可能是Na+/K+反向轉運功能。細菌的生長雖然需要高鈉的環境,細胞內的Na濃度并不高,如鹽桿菌光介導的H+質子泵具有Na+/K+反向轉運功能,即具有吸收和濃縮K+和向胞外排放Na+的能力. K+作為一種相容性溶質,可以調節滲透壓達到細胞內外平衡,其濃度高達7mol/L,以維持內外同樣的水活度.例如嗜鹽厭氧菌、嗜鹽硫還原菌及嗜鹽古菌是采用細胞內積累高濃度K+來對抗胞外的高滲環境.例酵母中的Na+/K+反向載體可以將多余的鹽分排出體外,提高酵母的耐鹽性。
(4)SBR工藝處理含鹽廢水
高濃度含鹽廢水的處理方法:通過逐步提高鹽度的方法馴化出耐高鹽的活性污泥,采用序批式生物膜法(SBBR)進行模擬高鹽廢水的處理試驗,對鹽度為0和2%,COD為300 mg/L的高鹽廢水進行研究。結果表明,在每周期12 h、曝氣量0.6 L/min、平均污泥質量濃度2 000~3 500 mg/L、污泥齡為18 d條件下,出水COD去除率變化不大,分別為97%和93%,而相應的出水NH4+-N去除率從93%降低到72%,表明廢水鹽度增大,對系統的硝化能力有較大影響。改變進水有機負荷對出水COD去除影響不大,該系統耐有機負荷沖擊能力較強。