直接馴化嗜鹽菌處理高鹽廢水的研究

水處理網(wǎng)訊:摘要：從大連旅順鹽場底泥中篩選出適合高鹽度的嗜鹽菌， 在序批式間歇反應器（SBR）中對其進行3 .5 %（質(zhì)量分數(shù)）鹽度的馴化， 污泥混合液懸浮固體（MLSS）平均質(zhì)量濃度達600 m g/ L 。污泥比耗氧速率（SO UR）測量結果顯示， 內(nèi)源呼吸階段污泥SOU R為10 .36 m g/（g · h）， 外源呼吸階段污泥SO UR 達到29 .09 m g/（g · h）， 表明所篩選的嗜鹽菌培養(yǎng)的污泥具有較高活性。利用培養(yǎng)的污泥進行高鹽模擬廢水處理試驗， 結果表明， 對鹽度為3 .5 %、COD 為240 ～ 340 mg/ L的高鹽廢水， 在每周期12 h 、曝氣量0 .6L/ min 、污泥M LS S 為600 mg/ L、污泥齡為18 d 條件下， COD 去除率達95 %以上， NH +4 -N去除率達61 %， T P 去除率達55 %。改變進水有機負荷對出水C OD 去除影響不大， 該系統(tǒng)耐有機負荷沖擊能力較強；鹽度負荷的改變對COD 的去除影響不大， 而NH + 4 -N去除率有明顯變化， 在3 .5 %和5 .0 %的鹽度下， NH +4 -N去除率分別為61 %和31 %。

關鍵詞：嗜鹽菌 高鹽廢水 SBRSOUR

高鹽廢水是指鹽度（以NaCl 計）至少為1 .0 %（質(zhì)量分數(shù)， 下同）的廢水， 主要包括含鹽工業(yè)廢水、含鹽生活污水和其他含鹽廢水[ 1] 。這些廢水中除了含有有機污染物外， 還含有大量的無機鹽， 如Cl- 、SO2 -4 、Na + 、Ca2 +等， 這些鹽的存在對常規(guī)生物處理有明顯的抑制作用[ 2-4] 。

目前對于高鹽廢水的處理有多種方法， 如生物法、物理法、化學法[ 5 ， 6] 等。由于物理、化學法運行費用高、處理效果欠佳、容易造成二次污染而難以在實際中推廣；生物法因經(jīng)濟、高效而被廣泛用于高鹽廢水的處理。因此， 有必要研究在高鹽環(huán)境中仍能降解污染物的特殊微生物， 即嗜鹽微生物。國內(nèi)近年來也開展了這方面的研究， 菌種大部分來自常規(guī)活性污泥， 通過科學馴化獲得， 然而直接分離自高鹽環(huán)境的嗜鹽菌種用于處理高鹽廢水的報道卻很少[ 7] 。

目前， 傳統(tǒng)生物法在處理低鹽廢水時具有很大的優(yōu)勢， 但當鹽度超過3 .5 %時， 會造成微生物代謝的中度抑制和毒害， 使其失去降解能力。WOO LARD等[ 8] 將一株從美國大鹽湖（Great Sal t Lake）中分離的中度嗜鹽菌用于處理苯酚廢水。耐鹽菌和嗜鹽菌的存在， 為生物法處理高鹽廢水提供了理論上的可能。本試驗從大連旅順鹽場底泥中篩選出適合高鹽度的嗜鹽菌， 在序批式間歇反應器（SBR）中對其進行馴化， 研究分離篩選的嗜鹽菌對高鹽模擬廢水的處理效果。

1 材料與方法

1 .1 樣品來源

菌種取自大連旅順鹽場底泥， 將污泥打碎蘸取上清液接種到鹽度為3 .5 %的固體培養(yǎng)基上， 直至長出耐鹽菌落， 然后采用接種環(huán)挑取一個菌落移入裝有相同鹽度液體培養(yǎng)基的錐形瓶中， 在水浴搖床中于30 ℃下進行富集。

1 .2 試驗方法

試驗采用的SBR 有效容積為1 .8 L ， 底部裝有微孔曝氣器， 采用鼓風曝氣方式， 供氣量用轉(zhuǎn)子流量計計量。每天2 個周期穩(wěn)定運行， 每周期12 h ， 曝氣量為0 .6 L/min ， 污泥混合液懸浮固體（MLSS）平均質(zhì)量濃度為600 mg/L ， 每周期進水0 .6 L ， 控制污泥齡為18 d ， 外加碳源為葡萄糖。

試驗污泥采用篩選的嗜鹽菌將其直接馴化成活性污泥， 從液體培養(yǎng)基中取20 mL 菌液加入到SBR中， 進行馴化培養(yǎng)。廢水采用鹽度為3 .5 %的自配模擬廢水。

1 .3 測定方法

NH +4 -N采用水楊酸-次氯酸鹽光度法；NO -3 -N采用酚二璜酸光度法；NO-2 -N 采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法；TN 采用過硫酸鉀氧化—紫外分光光度法；TP 采用鉬銻抗分光光度法[ 9] ；COD 采用碘化鉀堿性高錳酸鉀法[ 10] ；DO 采用JPB-607 便攜式溶解氧儀測定；MLSS 采用重量法測定， 為防止高濃度的NaCl 在濾紙上結晶影響M LSS 的測定結果， 在污泥過濾結束后用100 mL 的蒸餾水沖洗濾紙， 然后烘干至恒質(zhì)量。

污泥比耗氧速率（SO UR）測定方法如下[ 11] ：將活性污泥置于錐形瓶中， 將錐形瓶置于20 ℃恒溫水浴中， 充氧飽和后， 插入溶解氧測定儀電極探頭， 并將錐形瓶密封。打開攪拌器和溶解氧儀， 待讀數(shù)穩(wěn)定后每隔1 min 測1 次DO 。以DO 為縱軸、時間為橫軸， 利用最小二乘法作直線， 直線斜率即為單位時間耗氧量（單位為mg/（L ·min））， 再除以污泥混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）質(zhì)量濃度（g/L）， 即為污泥的SOU R（單位為mg/（g ·h））。

2 結果與討論

2 .1 穩(wěn)定期內(nèi)COD 和NH+4 -N 去除變化情況

取鹽度為3 .5 %液體培養(yǎng)基中的菌液20 mL 加入到SBR 中， 在3 .5 %鹽度下馴化半個月， 系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。此時污泥MLSS 為600 mg/L ， 系統(tǒng)進水COD 為240 ～ 340 mg/L ， 進水NH +4 -N為25 ～28 mg/ L 。從圖1 、圖2 可以看出， 該系統(tǒng)對COD 有較好的去除效果， 出水COD 在10 mg/ L左右， 去除率達95 %以上， 有機物的去除率受到很小的鹽度抑制， 而N H+4 -N 的去除率在53 %～ 64 %， 表明污水的高鹽度影響到所馴化培養(yǎng)的嗜鹽菌污泥硝化能力。

2 .2 馴化活性污泥的SOUR

對嗜鹽菌馴化成的活性污泥的SOU R 進行測量， 考察其活性， 結果見圖3 。由圖3 可見， 19 min以內(nèi)DO 基本呈直線變化趨勢， 此時處于內(nèi)源呼吸階段；19 ～ 36 min 為加入有機物后DO 隨時間的變化曲線， 此時處于外源呼吸階段。由于有機物被微生物分解需要消耗DO ， 加入有機物后DO 消耗速率增大。一般污泥SO UR 為20 ～ 40 mg/（g · h）時， 表明污泥具有比較高的活性；如果SOU R 低（5 ～ 10mg/（g ·h））， 則表明己受到毒物的抑制或缺乏易降解有機物[ 12] 。系統(tǒng)處于內(nèi)源呼吸階段時， 污泥SOU R 為10 .36 mg/（g ·h）， 處于外源呼吸階段時，污泥SO UR 達到29 .09 mg/（g ·h）， 表明該污泥具有較高的活性。