朱伟
辽宁山水清环保科技有限公司 辽宁 沈阳 110000
摘要：大量研究表明，耐盐菌或嗜盐菌强化技术是提高生物处理技术对高含盐废水处理效率的有效途径。探讨耐盐菌强化MBR工艺在高含盐渗滤液处理中的应用，考察耐盐菌强化前后MBR工艺对进水盐含量的耐受性能，研究进水COD及其组成、污泥质量浓度（MLSS）和水力停留时间（HRT）等参数对高含盐模拟渗滤液处理效果的影响，旨在探索出一种高效、稳定的垃圾渗滤液处理工艺。
关键词：耐盐菌；强化；MBR；渗滤液
引言
垃圾渗滤液是一种含盐量高、氨氮高、污染物浓度高、成分复杂且可生化性差的有机废水，该类废水的有效处理是目前水处理行业公认的难题。膜生物反应器（MBR）是一种结合生物处理技术和膜分离技术的新型处理工艺。它以超滤或微滤膜组件代替传统生物处理系统的二沉池，利用膜对微生物的高效分离从而实现水力停留时间（HRT）和污泥龄的完全分离，在处理难降解有机废水和高浓度氨氮废水方面具有广阔的应用前景。MBR工艺是处理难降解有机废水和高浓度氨氮废水的有效方法，但当其用于处理高含盐渗滤液时，因无机盐对微生物的抑制作用，很难达到预期效果。耐盐微生物和嗜盐微生物在高含盐废水处理中可发挥积极的作用，利用耐盐菌或嗜盐菌接种是改进好氧活性污泥处理含盐废水的最佳方法。
1实验部分
1.1污泥和菌种来源
实验用好氧污泥取自杭州市七格污水处理厂二沉池进水端。蜡状芽孢杆菌由合作单位沧州绿源水处理有限公司提供。
1.2实验药品
葡萄糖（分析纯）、氯化铵（质量分数＞99.5%）、磷酸二氢钾（质量分数＞99.5%）、苯胺（质量分数＞99.5%）、乙酸钙（质量分数＞99.5%）、无水硫酸锰（质量分数>99%）、五水硫酸铜（质量分数>99%）、六水合氯化钴（质量分数>97%）、二水钼酸钠（质量分数>99%）、七水硫酸锌（质量分数>99%）、七水硫酸镁（质量分数>99%）、重铬酸钾（质量分数>99.8%）、硫酸汞（质量分数>98.5%）、浓硫酸（质量分数>98%）、硫酸银（质量分数>99%）、六水合硫酸亚铁铵（质量分数>99.5%）和试亚铁灵（分析纯）购自国药集团化学试剂有限公司，苯磺酸钠（质量分数>97%）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，酵母粉购自OXOID公司。
1.3 实验装置
实验所用MBR装置为自行设计的小型一体式膜生物反应器。膜生物反应池材质为聚丙烯，尺寸为直径130mm、高450mm，有效容积3.6L。膜组件为中空纤维超滤膜组件，超滤膜由北京中环膜材料科技有限公司提供，材质PVDF（聚偏氟乙烯），孔径20nm，有效长度230mm，有效过滤面积0.96m2。
1.4实验方法
1.4.1污泥驯化
将采自七格污水处理厂的活性污泥接种到MBR中，闷曝24h，静置30min，排出上清液后，采用w（盐）0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%和1.1%的进水对其进行驯化使其适应高盐度渗滤液的进水条件。进水采用葡萄糖（Glu）、NH4Cl和KH2PO4分别作为碳源、氮源和磷源，m（C）∶m（N）∶m（P）为100∶5∶1，ρ（COD）为500mg/L，pH范围7.0~7.5（NaHCO3调节），温度30℃，同时加入微量元素促进微生物生长。采用蠕动泵间歇式进水，进水周期10min，抽停时间比8∶2。
1.4.2耐盐菌强化
将驯化好的活性污泥置入3个相同的膜生物反应器中进行培养，并编号MBR-1、MBR-2、MBR-3。当MLSS达到4g/L时，开始往MBR-2和MBR-3中接种蜡状芽孢杆菌耐盐菌，接种量为4g/L（湿重）。MBR-1、MBR-2和MBR-3的进水分别为w（盐）0.0040%的高盐度苯胺模拟液、w（盐）0.0080%的高盐度苯胺模拟液和w（盐）0.0080%的高盐度苯磺酸钠模拟液，模拟液ρ（COD）均为500mg/L。
1.4.3 MBR运行
MBR采用不间断曝气，水体溶解氧维持在5~6mg/L，水力停留时间为12h，温度为30℃，起始出水跨膜压差为0kPa，容积负荷为0.5kg/（m·3d），污泥负荷（单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的COD）为0.327g/（g·d）。
1.5检测方法
苯胺、苯磺酸钠浓度的测定采用紫外分光光度法，检测波长分别为280nm和263nm。COD采用重铬酸钾法检测。
2结果与讨论
2.1活性污泥驯化
耐盐菌强化前，笔者对常规活性污泥进行驯化，使其适应高盐度渗滤液的进水条件。采用逐步提高进水盐浓度的方法，逐步地强化驯化条件，直至活性污泥完全适应起始w（盐）为1.1%的渗滤液水质要求。以COD去除率为指标，当COD去除率达到90%以上时，判定活性污泥已适应该盐度。活性污泥能快速适应较低的盐度（w（盐）<0.4%），驯化时间为4~5d；当进水盐度w（盐）为0.8%时，驯化时间为7d；当进水盐度进一步增加，驯化时间呈现出相反的变化趋势，从7d减少到4~5d。主要原因如下：废水水质是活性污泥直接接触的外部环境，当其盐度变化幅度较小时，原有活性污泥微生物群落可以适应这一变化，驯化时间较短；当进水盐度进一步提高，活性污泥中耐盐菌群增长，但这一过程需要较长时间；当耐盐菌群成为活性污泥中的优势种群后，可以较快适应高盐度进水条件，表现为驯化时间的缩短。
2.2耐盐菌强化
活性污泥驯化后，可以有效适应高盐度水质。为了进一步提高活性污泥对盐度的耐受性，采用接种驯化的方法在活性污泥中引入蜡状芽孢杆菌耐盐菌落，强化MBR系统对盐度的耐受性。实验中考察不同盐度下耐盐菌强化前后MBR出水COD的变化。耐盐菌强化后，在高盐度进水条件下，MBR出水水质得到显著提高。随着盐度的增加，MBR-2和MBR-3的COD去除率虽有降低，但仍然保持在较高的水平（70%~80%）；相较于耐盐菌强化后MBR系统的高COD去除率，MBR-1的COD去除率仅有40%左右。
如前所述，笔者采用高盐度苯胺溶液模拟渗滤液高盐高氨氮的水质特点，考察不同进水盐度下，耐盐菌强化前后MBR系统的氨氮去除率。当进水w（盐）由1.0%增加到2.0%时，MBR-1的氨氮去除率从90%下降至70%左右；进水盐度进一步增加，氨氮去除率明显降低，当进水w（盐）为5%时，氨氮去除率<45%。相比于MBR-1，耐盐菌强化后的MBR-2系统具有较高的氨氮去除率，当进水w（盐）高达5%时，MBR-2系统的氨氮去除率仍>70%。
2.3模拟污染物（SP）及COD组成对出水水质的影响
渗滤液因受降水、场龄等因素影响，水质水量变化较大，为了提高该系统在实际体系中的可应用性，笔者研究了高负荷条件下MBR系统的出水水质情况。具有生物毒性，随着其浓度的增加对活性污泥生化过程的抑制作用增加，导致出水COD值增加、COD去除率下降和模拟物含量增加。虽然出水模拟物含量有所增加，但由于进水COD增加了2倍，模拟物去除率无明显变化。
2.4 MLSS对出水水质的影响
MLSS是MBR系统的一个关键因素，为了确定最佳MLSS，采用添加酵母粉和不排泥的方式使MLSS快速增加，考察不同MLSS条件下，出水水质的变化。该实验中采用的进水w（盐）为5%、ρ（COD）为1000mg/L。随着MLSS的增加，MBR出水COD先降低后基本保持不变。MLSS对氨氮与有机酸去除率的影响较小。虽然污泥浓度升高对出水水质无显著改善，但在一定MLSS范围内，污泥浓度越高，MBR的污泥负荷越低，耐有机负荷冲击能力越强，因此在本节实验探究的污泥浓度中，最佳MLSS为12g/L。
结论
采用耐盐菌强化MBR工艺处理模拟渗滤液，强化前对普通活性污泥进行耐盐度的驯化，使其适应高含盐的进水条件。随着MLSS的增加，MBR出水COD先降低后基本保持不变；MLSS对氨氮与有机酸去除率的影响较小。当HRT增加时，MBR系统的出水水质基本不变。相同COD占比、MLSS、HRT条件下，耐盐菌强化MBR工艺的出水水质均优于常规MBR工艺。
参考文献
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