在國(guó)內(nèi)農(nóng)副食品加工行業(yè)中，醬腌制行業(yè)在最近幾年中快速發(fā)展，但是腌制廢水具有鹽度大、有機(jī)污染物濃度高等特點(diǎn)，以前，多采用物理化學(xué)工藝處理高鹽廢水。例如：電絮凝、吸附和反滲透，但由于投資成本高、運(yùn)行費(fèi)用高，還有二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，工程應(yīng)用困難較大。此外，新型耐鹽菌和嗜鹽菌的篩選、開發(fā)使之成為處理含鹽廢水的一種技術(shù)手段，但由于添加耐鹽菌后破壞原有的微生物群落結(jié)構(gòu)，不具備長(zhǎng)效的穩(wěn)定性，需要周期性添加，增加運(yùn)行成本。因此，結(jié)合目前先進(jìn)的耐鹽微生物馴化方法和生化處理工藝，建立穩(wěn)定高效的耐鹽微生物群落結(jié)構(gòu)的污水處理工藝是解決高鹽廢水污染的重點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者嘗試將SBR、生物濾池、UASB等成熟的污水處理工藝應(yīng)用到高鹽廢水處理領(lǐng)域，獲得了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和研究成果，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。
經(jīng)調(diào)查分析，蔬菜腌制廢水中的主要污染物分為兩大類：水溶性和非水溶性成分。水溶性成分主要包括糖類、果膠、有機(jī)酸、水溶性纖維素、水溶性色素、酶、部分含氮物質(zhì)和礦物質(zhì)；非水溶性物質(zhì)主要包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、原果膠、淀粉、色素、礦物質(zhì)和有機(jī)酸鹽等。除部分色素和纖維素屬于難降解成分外，其他污染物都具有較好的可生化性。
生物接觸氧化法兼有活性污泥法及生物膜法的特點(diǎn)，池內(nèi)具有較高的容積負(fù)荷〔可達(dá)2.0 ～3.0kg/（m3·d）〕，另外接觸氧化工藝不需要污泥回流，無污泥膨脹問題，運(yùn)行管理較活性污泥法簡(jiǎn)單，對(duì)水量水質(zhì)的波動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，適用于含鹽有機(jī)廢水的處理。
筆者采用厭氧—生物接觸氧化復(fù)合工藝處理成分復(fù)雜的實(shí)際腌制廢水�？疾觳煌�、溶解氧、鹽度等因素對(duì)COD 處理效果的影響。研究工藝的可行性及存在的問題，為工藝的進(jìn)一步改進(jìn)和耐鹽微生物的群落結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)建提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
腌制廢水來源于某腌制食品加工有限公司的排污口，其主要水質(zhì)指標(biāo)為：COD 4 200～6 250 mg/L、NH3-N 30～50 mg/L、鹽度（NaCl） 20 000～27 000 mg/L、pH 4.5～5。
初始菌源：A—某制藥廠提供的耐鹽污泥（鹽度為3 000 mg/L）；B—遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院生活污水實(shí)驗(yàn)處理裝置中的活性污泥。
處理裝置：由遼寧省環(huán)境科學(xué)研究院自行設(shè)計(jì)加工，工藝流程如圖1 所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要結(jié)構(gòu)如圖2 所示，工藝參數(shù)如表1 所示。
注：處理規(guī)模為18 L/d；采用組合式軟性填料。
1.2 分析方法
COD：取水樣，離心去除懸浮物，用稀釋法和HgSO4隱蔽排除Cl-干擾，再用重鉻酸鉀法（GB/T11914—1989）分析COD 指標(biāo)。
鹽度（NaCl）：取水樣，離心去除懸浮物，使用美國(guó)哈希公司HQ40d 系列多參數(shù)數(shù)字化分析儀測(cè)試水中鹽度。
pH：取水樣，離心分離，取上清液，用美國(guó)哈希公司HQ40d 系列多參數(shù)數(shù)字化分析儀得水的酸堿度。
BOD5：取水樣后離心，取上清液過濾，用稀釋與接種法（GB/T 7488—1987）分析濾液的BOD5。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1鹽度梯度逐級(jí)馴化
馴化采用逐級(jí)提升鹽度的馴化方法。廢水取自某腌制食品加工廠的生產(chǎn)廢水，初始污泥分別選擇用某制藥廠耐鹽污泥和一般活性污泥。
分別通過稀釋原水的方法配制成不同鹽度的多個(gè)等級(jí)的進(jìn)水。相應(yīng)的水中COD 也發(fā)生變化。
每一級(jí)馴化采用連續(xù)進(jìn)水方式，初始時(shí)各單元中廢水水質(zhì)相同，每天監(jiān)測(cè)一次缺氧池和二級(jí)接觸氧化池出水的COD，直至COD 穩(wěn)定（COD 的變化小于100 mg/L）。
1.3.2 pH 的單因素考察
在保持進(jìn)水水質(zhì)和水量不變的情況下，調(diào)整進(jìn)水pH 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，每隔24 h 取樣分析，待運(yùn)行穩(wěn)定后，選取水質(zhì)參數(shù)作為參考，考察pH 對(duì)廢水處理效果的影響及處理過程中廢水pH 的變化情況。
1.3.3鹽度的單因素考察
利用稀釋后鹽度為10 000 mg/L，COD 為2 700mg/L 的腌制廢水，分別加入不同量的NaCl，配制成COD 為2 700 mg/L，不同鹽度的模擬廢水，該系列廢水中，污染物的成分和濃度均相同。將不同鹽度的廢水按先后順序逐一通入處理裝置中，待運(yùn)行穩(wěn)定后，監(jiān)測(cè)厭氧池和二級(jí)接觸氧化池出水的COD�？疾禧}度對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效果的影響。
1.3.4停留時(shí)間的單因素考察
在保持進(jìn)水鹽度為20 000 mg/L，COD 為4 150mg/L 不變的情況下，逐漸調(diào)整進(jìn)水流量（Q），使停留時(shí)間逐步增大，考察腌制廢水COD 去除率的變化情況。
2 結(jié)果與討論
2.1 耐鹽微生物體系的選擇
以不同污泥為接種源馴化后的耐鹽微生物體系對(duì)腌制廢水COD 的去除情況如表2 所示。在相同鹽度和馴化方法下對(duì)兩種不同污泥馴化5 個(gè)周期，共45 d 后，監(jiān)測(cè)COD 的變化。由表2 可見，體系A(chǔ) 的COD 去除率在各種鹽度條件下都高于體系B。由于實(shí)驗(yàn)中其他條件均相同，可以推斷COD 去除率差異主要是由兩種微生物體系的群落結(jié)構(gòu)差異造成的；制藥廠污泥由于長(zhǎng)時(shí)間處理3 000 mg/L 鹽度的污水，其中的微生物具有了一定的耐鹽性，較體系B 有一定優(yōu)勢(shì)。因此，后續(xù)研究主要圍繞體系A(chǔ)展開。
表2 微生物A、B 體系處理效果
實(shí)驗(yàn)使用微生物A 體系，在進(jìn)水鹽度低于13 000mg/L，進(jìn)水COD 低于3 000 mg/L 時(shí)，出水COD<450mg/L，達(dá)到食品行業(yè)廢水排入污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)（遼寧省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，DB 21/1627—2008）。體系B 在進(jìn)水鹽度低于10 000 mg/L，進(jìn)水COD 低于2 700 mg/L 時(shí)，出水才能達(dá)到上述排放標(biāo)準(zhǔn)。
馴化過程中出水COD 的逐日變化如圖3 所示。
由圖3 可見，隨著進(jìn)水鹽度和COD 的增加，最終去除率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，由第一馴化周期的87%下降到第五周期的79%，這說明鹽度的增加還是對(duì)微生物的代謝功能產(chǎn)生了一定的抑制作用。
2.2 pH 的變化及影響
在進(jìn)水COD 為3 000 mg/L，鹽度為10 000 mg/L的連續(xù)運(yùn)行條件下，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水pH 在5～7 之間變化對(duì)工藝的影響較小，對(duì)COD 去除率影響不大。
這主要?dú)w因于厭氧池提高了整個(gè)處理工藝的穩(wěn)定性。但隨著進(jìn)水pH 的變化，出水pH 也發(fā)生一定的變化。具體情況如表3 所示。
由表3可見，在A、B 兩個(gè)耐鹽微生物體系中，出水的pH 都有較大的變化，但是兩者差別比較小。原水初始pH=5 時(shí)，廢水中含有部分醋酸。在進(jìn)水時(shí)使用NaOH 調(diào)節(jié)pH 后，形成醋酸鹽，在后續(xù)的生化處理過程中，醋酸逐漸被微生物代謝，使出水pH 增大。鑒于進(jìn)水pH 對(duì)工藝處理效果影響不大，而且加堿中和會(huì)增大腌制廢水的鹽度，給廢水處理帶來更大的困難，后續(xù)鹽度和停留時(shí)間的單因素考察實(shí)驗(yàn)進(jìn)水pH=5。
2.3 鹽度對(duì)厭氧和好氧段的影響
在進(jìn)水COD 為3 000 mg/L，鹽度從10 000 mg/L增加到20 000 mg/L 時(shí)，考察了出水COD 的變化情況。為了更直觀地說明鹽度增加對(duì)各段工序處理能力的影響，考察的是各段工藝的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷。具體情況如圖4 所示。
由圖4 可見，隨著進(jìn)水鹽度的增加，厭氧段的處理能力逐步下降，當(dāng)鹽度大于16 000 mg/L 時(shí)，鹽度對(duì)厭氧段處理能力的影響增大。這可能是由于鹽度的增加，導(dǎo)致體系中的生存環(huán)境超過微生物的耐受范圍，抑制了厭氧微生物胞內(nèi)的酶活性，導(dǎo)致代謝速率降低，某些微生物開始衰亡。
同時(shí)，隨著進(jìn)水鹽度的增加，好氧段的處理能力也逐步下降，當(dāng)鹽度大于16 000 mg/L 時(shí)，鹽度對(duì)好氧段處理能力的影響程度加大。但與厭氧段相比，其所受鹽度的影響較小。鹽度的增加會(huì)導(dǎo)致污泥中絲狀菌的增加，降低污泥的沉降性，在相同的曝氣情況下，污泥流失增多，污泥齡減小，從而導(dǎo)致好氧段的處理能力下降。
2.4 停留時(shí)間對(duì)COD 去除率的影響
在進(jìn)水鹽度為20 000 mg/L，COD 為4 150 mg/L條件下，考察了停留時(shí)間對(duì)COD 去除率的影響，結(jié)果如圖5 所示。
由圖5 可見，COD 去除率隨停留時(shí)間的增大而增大，但COD 去除率增長(zhǎng)速率逐漸降低。當(dāng)停留時(shí)間大于2.5 d 后，去除率增長(zhǎng)緩慢，基本保持在82.5%~83.5%。說明在此范圍內(nèi)增加停留時(shí)間，并不能有效地提高反應(yīng)器的處理效率�？紤]到工程應(yīng)用的能耗因素，選取停留時(shí)間為2.5 d。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結(jié)論
試驗(yàn)結(jié)果表明，采用厭氧/接觸氧化工藝處理高鹽腌制廢水，接種制藥廠污泥馴化后得到的微生物體系要略好于A/O 活性污泥，這與微生物的群落結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系；隨著進(jìn)水鹽度由10 000 mg/L 增加到20 000 mg/L，出水COD 在300～600 mg/L；鹽度變化對(duì)厭氧段的影響大于好氧段；對(duì)整個(gè)工藝影響不大，可以保持相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行。在進(jìn)水鹽度為20 000mg/L，COD 為4 150 mg/L 時(shí)，整個(gè)工藝的最佳停留時(shí)間為2.5 d。使用制藥廠污泥馴化得到的體系，當(dāng)進(jìn)水鹽度不高于13 000 mg/L，COD 不高于3 000mg/L 時(shí)，出水COD<450 mg/L，達(dá)到該行業(yè)排入污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)。
在呂寶一等對(duì)兩端A/O 生物接觸氧化處理高鹽腸衣廢水的研究中，COD 去除率均高達(dá)96%。本實(shí)驗(yàn)研究的COD 去除率低于90%，原因可能在于腌制廢水中的有機(jī)污染物成分復(fù)雜，并存在部分難降解有機(jī)物�？傮w而言，厭氧+生物接觸氧化工藝適用于處理腌制含鹽廢水，如果經(jīng)過進(jìn)一步的工藝改進(jìn)和優(yōu)化，應(yīng)用前景非常廣闊。
