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摘要：高盐度及盐度变化对微生物有抑制作用，破坏生物的代谢功能并降低生物的降解能力，高盐废水有机物去除率和脱氮效率会明显降低，微生物絮凝效果变差。通过对微生物的驯化和培养，高盐度不会降低废水生物处理的有机物去除率和脱氮效率，适当的含盐量还可以提高污泥絮凝性，对高盐废水生物处理系统起到稳定作用。
关键词：高盐浓度；工业废水；生化处理
引言
目前，海水直接利用己成为沿海城市解决淡水资源的一条有效途径。但海水的含盐量很高，含盐废水进入污水处理系统后必然会对污水生物处理系统带来影响。研究含盐废水己成为目前废水处理的研究热点之一。
一、高盐废水的产生
（1）海水直接利用过程中排放的废水
①海水作为工业冷却水，广泛适用于电力、钢铁、化工、机械、纺织、食品等行业。②用作工业生产用水。在建材、印染、化工、海产品加工等行业的某些工艺中，海水可以直接作为生产用水。③城市生活用水。用于冲洗道路和厕所，消防以及游泳娱乐等方面。
（2）工业废水
一些工业行业在生产过程中会排放出大量含盐有机废水，包括化学试剂的生产，石油、天然气的开采。化工生产在制造化学药剂，如杀虫剂、灭草剂等，印染，腌制和造纸过程中会产生大量的含盐废水。另外，开发石油、天然气也会产生高盐废水。这些废水中含有高浓度的盐，油，有机酸，重金属和放射性元素。
（3）其他含盐废水
大型船舰上的污水是高含盐生活污水。另外，废水最少化也产生大量含盐废水。虽然废水最少化主张从源头减少废物量，但其过程无法控制废物的产生。结果，废物总体积减少了，但其中的有机物和无机物浓度升高了。
二、高盐浓度对工业废水生化处理的影响
1、有机负荷对去除率的影响
为了考证50%海水高盐废水系统对高有机负荷的耐受性，在污泥驯化阶段完成后，维持原氨氮负荷、pH值等各条件不变，在低有机进水负荷（300mg/L）去除率稳定在85%的基础上，依次提高有机物进水负荷：600mg/L（中负荷）和1100mg/L（高负荷）。通过每天排泥保，持污泥浓度MLSS在3500-4000mg/L左右。控制氨氮为45mg/L左右，pH为7.3左右，溶解氧为3～4mg/L，温度28～30K3。每个负荷阶段稳定在7个周期内，待稳定后测定其一周期内的CODcr去除率变化，结果如下（图1）：随着进水CODcr浓度的升高，出水浓度也逐渐升高。当进水CODcr浓度为300rag/L左右时，经过7h降解出水低于50mg/L。当进水浓度提高到600mg/L左右时，出水接近100mg/L。最后进水CODcr达到1100mg/L時，出水高达184.1mg/L，去除率下降为82%，不能到达出水要求。可见有机物进水浓度的增加会导致有机物降解速率的下降。因此建议在在高盐废水处理过程中，要采用适宜的有机负荷。
2、盐度冲击对CODcr去除率的影响
在50%海水比例盐度下稳定运行的系统，将系统盐度升高到70%海水比例后，CODcr去除率由84.9%下降为61.2‰冲击两个周期恢复到50%海水比例，再经过3个周期后，CODer去除率恢复至82.9%。这是因为系统盐度升高，对系统内的微生物产生一定冲击，新陈代谢和活性受到影响，需要一定恢复时间。然后冲击30%海水比例的盐度，将系统内的盐度降低为30%，冲击第一周期，CODcr去除率下降为74.3‰冲击两个周期后，恢复到原状态。经过2个周期恢复，CODcr去除率上升至83%，恢复到冲击前水平。最后在稳定系统内冲击0%盐度，将50%海水比例盐度降为无盐环境，CODcr去除率骤降至42.6%，冲击两个周期后再到原状态，需要恢复5个周期，CODcr去除率才达到81.2%，这正说明由高盐向低盐转变时，已经适应高盐环境的微生物对无盐环境的强烈不适应。
总体来看，50%海水比例稳定系统受30%海水比例的盐度冲击时对有机物去除率影响较小，只需2个周期即可恢复到冲击前状态。对70%的高盐度冲击和无盐环境冲击，分别需要恢复3个周期和5个周期才能达到或接近未受冲击前原CODcr去除率水平。
3、pH值对氨氮去除率的影响
Anthonisen研究表明，亚硝酸菌以游离态的氨为底物，而不是NH4+，硝酸菌以亚硝酸为基质。所以pH的影响主要是影响了亚硝酸菌的底物分子态游离氨（FA）进而影响了硝化作用，尽管当前对影响硝化的分子态游离氨（FA）的浓度界限有着不同的见解，研究结论各不相同，但是有一个观点己经达到共识，即分子态游离氮对硝化作用有明显的抑制作用，硝化杆菌属比亚硝化单胞菌属（硝化过程中常见的两个菌属）更易受到FA的抑制。较高的队可以抑制硝酸细菌的活性，从而使HNO2氧化受阻，出现HNO2积累。
因此游离氨浓度和pH对硝化过程的影响归结为对硝化菌和亚硝化菌两种菌的影响，通过一定浓度的游离氨抑制了硝酸菌的生长及活性，使亚硝酸菌成为优势菌，从而造成亚硝态氮的积累，提高脱氮效率，从而使氨氮去除率升高。在本试验中，当pH值提高到8.3时，游离氨浓度达到13.1mg/L，亚硝酸氮则增长到61.7mg/La
试验表明，当pH值升高至9左右时，氨氮去除率有所下降，这是因为pH值的增大会造成游离氨浓度同时升高，而过高的游离氨浓度也会对亚硝酸菌产生抑制作用，致使氨氮去除率下降。另外，提高pH值必将要使用大量药剂，这在实际工程中会增加处理污水的成本，所以pH值不宜过高。
4、不同温度对氨氮去除率的影响
随着温度的升高，单位体积的亚硝酸菌耗氧量也在增大，说明它的比增长速率在升高，在40℃时达到最高。因此，当温度在20-30℃之间时，亚硝酸菌增长速率逐步增长。而此时，由于硝酸菌对温度的敏感性，硝化菌的生长速度和活性明显受到抑制，从而使亚硝酸菌具有较高的浓度而硝酸菌被自然淘汰，出现亚硝态氮积累。
另外，温度不仅影响细菌的比增长速率，而且会影响细菌的活性。一般认为，氨氧化细菌的最大比增长速率与温度之间遵循Arrhenius方程，温度每升高10℃，最大比增长速率增加1倍。在5-30℃随着温度的升高，硝化反应速率也增加。30℃的细菌的活性是20℃细菌的活性的2倍，也有利于硝化的进行。
因此，根据以上分析可以说明，在20-30℃范围内，温度越高亚硝态氮浓度积累越高，氨氮去除率也就越高。
结语
目前在盐度的引入对生物处理系统影响的利弊论以及高盐度下的处理效果的研究结论还很不统一。主要是由于所处理的污水水质不同，盐度环境有差别，以及嗜盐菌菌属不同而造成的。因此针对高盐度的废水进行研究，对实际污水处理工程具有非常重要的意义。
关键词：高盐浓度；工业废水；生化处理
引言
目前，海水直接利用己成为沿海城市解决淡水资源的一条有效途径。但海水的含盐量很高，含盐废水进入污水处理系统后必然会对污水生物处理系统带来影响。研究含盐废水己成为目前废水处理的研究热点之一。
一、高盐废水的产生
（1）海水直接利用过程中排放的废水
①海水作为工业冷却水，广泛适用于电力、钢铁、化工、机械、纺织、食品等行业。②用作工业生产用水。在建材、印染、化工、海产品加工等行业的某些工艺中，海水可以直接作为生产用水。③城市生活用水。用于冲洗道路和厕所，消防以及游泳娱乐等方面。
（2）工业废水
一些工业行业在生产过程中会排放出大量含盐有机废水，包括化学试剂的生产，石油、天然气的开采。化工生产在制造化学药剂，如杀虫剂、灭草剂等，印染，腌制和造纸过程中会产生大量的含盐废水。另外，开发石油、天然气也会产生高盐废水。这些废水中含有高浓度的盐，油，有机酸，重金属和放射性元素。
（3）其他含盐废水
大型船舰上的污水是高含盐生活污水。另外，废水最少化也产生大量含盐废水。虽然废水最少化主张从源头减少废物量，但其过程无法控制废物的产生。结果，废物总体积减少了，但其中的有机物和无机物浓度升高了。
二、高盐浓度对工业废水生化处理的影响
1、有机负荷对去除率的影响
为了考证50%海水高盐废水系统对高有机负荷的耐受性，在污泥驯化阶段完成后，维持原氨氮负荷、pH值等各条件不变，在低有机进水负荷（300mg/L）去除率稳定在85%的基础上，依次提高有机物进水负荷：600mg/L（中负荷）和1100mg/L（高负荷）。通过每天排泥保，持污泥浓度MLSS在3500-4000mg/L左右。控制氨氮为45mg/L左右，pH为7.3左右，溶解氧为3～4mg/L，温度28～30K3。每个负荷阶段稳定在7个周期内，待稳定后测定其一周期内的CODcr去除率变化，结果如下（图1）：随着进水CODcr浓度的升高，出水浓度也逐渐升高。当进水CODcr浓度为300rag/L左右时，经过7h降解出水低于50mg/L。当进水浓度提高到600mg/L左右时，出水接近100mg/L。最后进水CODcr达到1100mg/L時，出水高达184.1mg/L，去除率下降为82%，不能到达出水要求。可见有机物进水浓度的增加会导致有机物降解速率的下降。因此建议在在高盐废水处理过程中，要采用适宜的有机负荷。
2、盐度冲击对CODcr去除率的影响
在50%海水比例盐度下稳定运行的系统，将系统盐度升高到70%海水比例后，CODcr去除率由84.9%下降为61.2‰冲击两个周期恢复到50%海水比例，再经过3个周期后，CODer去除率恢复至82.9%。这是因为系统盐度升高，对系统内的微生物产生一定冲击，新陈代谢和活性受到影响，需要一定恢复时间。然后冲击30%海水比例的盐度，将系统内的盐度降低为30%，冲击第一周期，CODcr去除率下降为74.3‰冲击两个周期后，恢复到原状态。经过2个周期恢复，CODcr去除率上升至83%，恢复到冲击前水平。最后在稳定系统内冲击0%盐度，将50%海水比例盐度降为无盐环境，CODcr去除率骤降至42.6%，冲击两个周期后再到原状态，需要恢复5个周期，CODcr去除率才达到81.2%，这正说明由高盐向低盐转变时，已经适应高盐环境的微生物对无盐环境的强烈不适应。
总体来看，50%海水比例稳定系统受30%海水比例的盐度冲击时对有机物去除率影响较小，只需2个周期即可恢复到冲击前状态。对70%的高盐度冲击和无盐环境冲击，分别需要恢复3个周期和5个周期才能达到或接近未受冲击前原CODcr去除率水平。
3、pH值对氨氮去除率的影响
Anthonisen研究表明，亚硝酸菌以游离态的氨为底物，而不是NH4+，硝酸菌以亚硝酸为基质。所以pH的影响主要是影响了亚硝酸菌的底物分子态游离氨（FA）进而影响了硝化作用，尽管当前对影响硝化的分子态游离氨（FA）的浓度界限有着不同的见解，研究结论各不相同，但是有一个观点己经达到共识，即分子态游离氮对硝化作用有明显的抑制作用，硝化杆菌属比亚硝化单胞菌属（硝化过程中常见的两个菌属）更易受到FA的抑制。较高的队可以抑制硝酸细菌的活性，从而使HNO2氧化受阻，出现HNO2积累。
因此游离氨浓度和pH对硝化过程的影响归结为对硝化菌和亚硝化菌两种菌的影响，通过一定浓度的游离氨抑制了硝酸菌的生长及活性，使亚硝酸菌成为优势菌，从而造成亚硝态氮的积累，提高脱氮效率，从而使氨氮去除率升高。在本试验中，当pH值提高到8.3时，游离氨浓度达到13.1mg/L，亚硝酸氮则增长到61.7mg/La
试验表明，当pH值升高至9左右时，氨氮去除率有所下降，这是因为pH值的增大会造成游离氨浓度同时升高，而过高的游离氨浓度也会对亚硝酸菌产生抑制作用，致使氨氮去除率下降。另外，提高pH值必将要使用大量药剂，这在实际工程中会增加处理污水的成本，所以pH值不宜过高。
4、不同温度对氨氮去除率的影响
随着温度的升高，单位体积的亚硝酸菌耗氧量也在增大，说明它的比增长速率在升高，在40℃时达到最高。因此，当温度在20-30℃之间时，亚硝酸菌增长速率逐步增长。而此时，由于硝酸菌对温度的敏感性，硝化菌的生长速度和活性明显受到抑制，从而使亚硝酸菌具有较高的浓度而硝酸菌被自然淘汰，出现亚硝态氮积累。
另外，温度不仅影响细菌的比增长速率，而且会影响细菌的活性。一般认为，氨氧化细菌的最大比增长速率与温度之间遵循Arrhenius方程，温度每升高10℃，最大比增长速率增加1倍。在5-30℃随着温度的升高，硝化反应速率也增加。30℃的细菌的活性是20℃细菌的活性的2倍，也有利于硝化的进行。
因此，根据以上分析可以说明，在20-30℃范围内，温度越高亚硝态氮浓度积累越高，氨氮去除率也就越高。
结语
目前在盐度的引入对生物处理系统影响的利弊论以及高盐度下的处理效果的研究结论还很不统一。主要是由于所处理的污水水质不同，盐度环境有差别，以及嗜盐菌菌属不同而造成的。因此针对高盐度的废水进行研究，对实际污水处理工程具有非常重要的意义。