论文部分内容阅读
含盐废水主要来源于海水直接利用后排放出的废水和许多工业废水，如化工废水、制药废水等，此类废水成份复杂、盐度和有机物浓度高，采用常规的生物处理法很难达到较好的处理效果。目前对此类废水的治理已成为废水处理领域中的研究热点，倍受众多学者和研究者的关注。此类废水直接排放，极大地破环了周围的生态环境。另外，有些含盐废水处理技术成本较高、产生二次污染等，解决这些问题具有很大的实际意义。
目前处理高盐废水的方法和技术很多，但是多数采用的是传统的生化法和嗜盐微生物法。在传统的生化法处理过程中盐度的突然变化会导致微生物新陈代谢减缓，COD去除率下降，出水SS升高，污泥流失等现象，严重时甚至会造成微生物细胞的质壁分离，造成反应器内微生物量减少，即传统的生化法无法耐受废水中盐度的急剧变化；而当采用嗜盐微生物处理时，其处理效果虽然比传统的生化要好，但其抗有机物容积负荷冲击和抗盐度冲击的能力是有限的，当盐度发生突然变化时，仍会出现出水水质差等现象。针对上述目前在高盐废水生物处理过程中存在的诸多问题，我们迫切需要采用一种新的生物处理技术对该废水进行处理。固定化微生物技术是一种新的废水处理方法，具有增加反应器内微生物含量、增强系统抗有机负荷和抗盐度负荷冲击能力、减少微生物与有毒物质的直接接触、易于实现固液分离等优点，正好可以有效地克服高盐废水处理过程中的不足。
本文对采用固定化微生物技术处理高盐高浓度有机废水(皂素废水)进行了较为系统的研究。实验采用聚乙烯醇(PVA)．硼酸法包埋驯化好的厌氧活性污泥，以COD去除率和机械强度为监测指标，确定固定化微生物处理皂素废水的最佳包埋条件，同时考察了最佳包埋条件下不同环境因素条件对固定化颗粒处理该废水的影响。实验以固定化小球(B组)为填料，并以游离活性污泥(A组)作对比，采用上流式厌氧污泥床反应器对该废水进行间歇式处理研究，考察该技术处理皂素废水的可行性，同时验证固定化微生物技术具有较强的降解能力和抗负荷冲击能力。
主要研究内容和研究成果如下：
(1)以PVA为主要的包埋载体，同时添加少量的海藻酸钠、二氧化硅、碳酸钙和铁粉，采用包埋法固定化厌氧污泥处理皂素废水。以COD去除率为主要指标，机械强度为辅助指标，采用正交实验分析方法优化包埋条件。试验结果表明，最佳包埋条件为PVA浓度为10％，包埋剂：包埋量为1:1，交联时间为24h。此时，COD去除率达到了73％，小球的机械强度良好。在上述三个包埋因子中对固定化小球处理皂素废水影响程度大小依次为交联时间>PVA浓度>包埋剂与包埋量的体积比。
(2)用最佳固定化条件下制得的固定化小球处理皂素废水，考察不同有机物浓度、不同Cl<->浓度及不同pH值和温度对固定化小球处理效果的影响。试验结果表明，固定化组具有较高的耐盐和耐有机物浓度的能力；不同温度和pH值条件下，固定化小球的处理效果要好于未固定化组，固定化组的适宜pH范围为5.0-9.0，适宜温度范围为20-35℃，而未固定化组最适宜pH为7.0，最适宜温度为35℃。固定化微生物对pH和温度的适应范围宽于非固定化微生物。
(3)将最优条件下制得的固定化小球投加到UASB反应器中，进行间歇性试验。同时以等生物量的游离活性污泥作对照，考察两个反应器的启动运行情况。试验结果表明，启动期间，固定化组在启动时间、COD去除率、产气量、碱度等方面均优于对照组。
(4)在反应器运行过程中，主要考察了固定化组和对照组的抗有机负荷冲击能力的差异。反应器运行初期，将有机物浓度由4603mg/L提高到5040mg/L，再降到4327mg/L，连续两次浓度突变使未固定化组厌氧出水COD去除率大幅度下降，而固定化组COD去除率稍有下降。固定化组具有较强的抗有机负荷冲击能力。当运行到86d时，将有机物浓度由7660mg/L提高到9475mg/L，两个反应器的COD去除率没有下降，固定化组有明显上升，即固定化组具有更强的抗有机负荷冲击能力。
(5)抗盐度冲击试验表明，未固定化组在盐度低于20000mg/L时，其COD去除率仍在45％以上，系统没有受到严重影响；盐度高于20000mg/L时，系统趋于崩溃。固定化组在盐度低于25000mg/L时，去除率均在70％以上，即固定化组具有较强的抗盐度冲击能力。
(6)在整个运行过程中固定化小球没有上浮粘连等现象。