高浓度含盐废水处理的生物流程

Posted 2023-01-12 水处理

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高含盐废水生物处理流程的选择：高含盐废水生物处理流程与普通生物处理流程基本一样,主要包括调节池、曝气池、二沉池、污泥回流、剩余污泥脱水、投加营养盐等。

(1)调节池。含盐废水调节池考虑的主要因素是废水盐浓度的变化,除生产波动周期、冲击因素外,应重点考虑水中盐浓度的变化和如何进行调整,如低含盐水量的减少或过高含盐来水的冲击。

(2)曝气池。根据废水中含盐类型不同,曝气池选择也应有所不同。生物处理含CaCL2较高的废水,应采用传统曝气方式。钙离子能增加活性污泥的絮体强度,高CaCL2可使污泥中灰分达到40%～50%,污泥密度增加,曝气池中的污泥浓度可在5000mg/L以上。因此,应采用提升力较大的传统曝气、深井曝气、流化床曝气等曝气方法。曝气也应选用气泡较大、提升力较强的散流曝气器等曝气方式。不可采用气泡较小的微孔曝气器和可变孔曝气器,防止曝气孔被无机盐堵塞,不利于曝气池的搅动。在水量小于1000m3条件下也可以采用射流曝气，射流曝气氧的传递效率高，而且不易堵塞曝气设备。曝气强度也应大于普通生物处理,在10m3/(m2•h)左右,或用中心管来增加提升和搅拌能力。高含盐情况下氧的传递速度增加对高污泥浓度有利,只要菌胶团不解体,既使产生丝状菌,污泥也不会上浮流失。含磷营养盐应注意投加位置,以免产生的磷酸钙盐沉淀不仅影响使用效果,而且产生结垢易堵塞管线。

在用SBR工艺处理高盐废水时，由于SBR是瀑气，沉淀一体，所以在设计的时候要充分考虑到沉淀时间，尤其是在处理含高浓度的钠盐的废水，含钠盐的废水沉淀效果差，故沉淀时间应该相应延长，再就是在为了减少滗水器对沉淀的污泥的干扰，滗水的深度也应该相应减小。在处理盐度波动较大的废水的时候，仍然需要设置调节池。有高浓度含盐废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。

生物膜工艺是处理高盐度废水的理想工艺，如瀑气生物滤池工艺，接触氧化工艺曝气等，在处理钙盐含量高的废水时，要注意填料或者滤料的选择，在瀑气生物滤池中要设计较大的反冲洗强度和时间。接触氧化池的填料也宜采用空隙率较高的类型，填料的安装要考虑到易于拆卸和冲洗，防止废水处理过程中形成的碳酸钙堵塞填料。含ＮａＣｌ较高的废水生物处理时,污泥灰分含量低于含CaCL2废水,而含盐废水密度大,在污泥膨胀或曝气池受到冲击污泥解体时,菌胶团比含CaCL2废水容易上浮流失,因此含NaCl较高的废水生物处理最好采用生物膜法。

(3)二沉池。二沉池表面负荷应有一定的余量,主要是考虑废水密度增加,不利于污泥沉淀,尤其是含NaCl废水。处理水量较大时,特别是含CaCL2废水,最好采用周边传动式刮泥机,以适应污泥浓度高、密度大的特点。在采用传统活性污泥法处理高CaCL2废水时,应适当加大污泥回流量,以减少废水波动造成的冲击,提高系统的稳定性。

(4)污泥脱水。由于含CaCL2废水生物处理的剩余污泥含钙盐多,有利于脱水,可不用加絮凝剂。经浓缩后的污泥浓度可大于50g/L。剩余污泥量与普通废水处理的剩余污泥类似,设计参数可参考普通污泥脱水。

在处理钙离子浓度高的废水时，由于活性污泥中的无机成分高，有机物去除能力较低，较低的负荷情况下运行，污染物的去除率要高于高负荷条件下，但是延时曝气又不太适合处理高盐废水，因为污泥龄长，水力停留时间长，活性污泥容易老化，絮凝性能变差，最终影响出水效果。

此过程需要培养性能很好的适盐微生物，适盐微生物的研究属于极端分子生物学研究范畴，由于研究起步较晚，目前对适盐微生物的分类和新种发现有限。适盐机理的研究主要依靠适盐生理特异结构和特性生理特性两方面进行。在此我简要介绍四种。

一紫膜原理（光能质子泵）

嗜盐菌多是好气化能异养类型,一些盐杆菌的种可进行厌氧呼吸.细胞含类胡萝卜素,菌体呈红色、桃红、紫色,大多数不运动,只有少数种靠丛生鞭毛缓慢运动,采用二分分裂法进行繁殖,无休眠状态,不产生孢子.极端嗜盐菌的细胞膜上具有呈六面格子状的紫色斑块，称为紫膜。它是个巧妙的光能转换器。在光能驱动下将光能转化为ATP。某些嗜盐菌会产生大量的胞外多聚物（PGA、PHA）和胞内多聚物（PHB），在不同条件下的研究发现，其多聚物的产生受环境条件很大，C、N、P等抑制了多聚物的产量。

二嗜盐菌的Ｎａ依存性　　

嗜盐菌要在高盐环境下生存,Ｎａ对维持细胞膜、细胞壁构造和功能有特别重要的作用.Ｎａ与细胞膜成分发生特异作用而增强了膜的机械强度,有利于细胞膜结构的稳定.若把嗜盐菌的细胞放在蒸馏水中,便会立即发生溶菌,要维持细胞膜的构造,盐类的存在是必不可少的,尤其是Ｎａ+的存在对阻止嗜盐菌的溶菌起着重要作用；在细胞膜的功能方面,嗜盐菌中氨基酸和糖的能动运输系统内必需有Ｎａ存在,而且Ｎａ作为产能的呼吸反应中一个必需因子起着作用；Ｎａ被束缚在嗜盐菌细胞壁的外表面,起着维持细胞完整性的重要作用.

三吸钾排钠作用　　

嗜盐菌的生长虽然需要高钠的环境,细胞内的Ｎａ浓度并不高,如盐杆菌光介导的Ｈ+质子泵具有Ｎａ+/Ｋ+反向转运功能,即具有吸收和浓缩Ｋ+和向胞外排放Ｎａ+的能力.Ｋ+作为一种相容性溶质,可以调节渗透压达到细胞内外平衡,其浓度高达7ｍｏｌ/Ｌ,以维持内外同样的水活度.例如嗜盐厌氧菌、嗜盐硫还原菌及嗜盐古菌是采用细胞内积累高浓度Ｋ+来对抗胞外的高渗环境.例酵母中的Ｎａ+/Ｈ+反向载体可以将多余的盐分排出体外,提高酵母的耐盐性.

四积累相容物质

中度嗜盐菌是通过在细胞内积累一些被称为相容性溶质(Compatible solutes) 的物质来抵抗细胞外的高渗透压。任何处于高渗环境中的生物其细胞内必须含有一定浓度的溶质以保持细胞内外渗透压的平衡,维持细胞的形态、结构和生理功能。通常细胞内积累的溶质不同于细胞外的主要溶质,同时这些细胞内溶质不能妨碍细胞的其它代谢途径,因此被称为相容性溶质。相容性溶质是一些高度水溶性的小分子物质,如糖,糖醇,其它的醇类,氨基酸,及氨基酸的衍生物。它们可以在高NaCl 浓度中保持细胞内的低水活度,从而保持细胞内酶的活性。不同的生物各自积累不同的相容性溶质。