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高盐度有机废水处理研究进展


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高盐度有机废水处理研究进展
杨 晔% ,陆 芳! ,潘志彦% ,林春绵%
*%""*!;!) 浙江省东阳市环境保护局,浙江 东阳 *!!%"") (%) 浙江工业大学生物与环境工程学院,浙江 杭州 摘

要: 海水直接利用后排放的废水以及制药和染料化工等工业废水, 由于含盐量高, 单一废水生物处理法具有一定的

难度, 本文结合高盐度有机废水的特点介绍了生物法与其他工艺组合以及电化学处理法处理此类废水的研究进展。 关键词: 含盐废水;组合工艺;生物处理;电化学法 中图分类号:+("* 文献标识码:, 文章编号:%""" # %%&& (!""*) "% # ""!! # "-

!"#$"% &’ ($)*+,-.$/$01 23)-/$4 5-,0"%-0"3 63"-07"/0 8 9:;< 9"% ,=> ?-/)! ,@:; A*$+1-/% ,=B; C*D/+7$-/% 8( %) C&.+ .")" &’ E$&.&)$4-. -/F G/#$3&/7"/0-. G/)$/""3$/),A*"H$-/) >/$#"3,$01 &’ 6"4*/&.&)1,(-/)I*&D *%""*!,C*$/-; !) J&/)1-/) G/#$3&/7"/0-. @3&0"40$&/ :F7$/$,03-0$&/,A*"H$-/),J&/)1-/) *!!%"",C*$/-) :K,03-40:./01 23045 67 8/59:8/9:;5,5<=> /5 ?<03=3@/A 8/59:8/9:; @;64<=:4 43;:=9A1 B1 <93A3C30D 5:/ 8/9:;,@>/;?/=:<93=/A /04 41: =>:?3=/A 304<59;3/A 8/59:8/9:; =609/30 >3D> 5/A9 =609:09) E>: >3D> 5/A9 =609:09 30 9>: 8/59:8/9:; >/5 =:;9/30 @;6BA:?5 30 9;:/9?:09 515F 9:?5 @/;93=<A/;A1 30 B36A6D3=/A <039,8>3=> 35 9;/439360/A /04 B1 7/; 9>: ?659 @6@<A/; 9;:/9?:09 ?:9>64) G0 9>35 @/@:;,=6?B30:4 @;6=:55:5 67 B36A6D3=/A /04 @>153F=>:?3=/A 6; :A:=9;6=>:?3=/A @;6=:55:5 /;: ;:H3:8:4) L"1 %&3F:5/A30391 8/59:8/9:;;=6?B30:4 @;6=:55;B36A6D3=/A 9;:/9?:09;:A:=9;6=>:?3=/A 9;:/9?:09)

目前, 许多国家, 特别是一些干旱地区和沿海地 区, 水资源短缺问题愈演愈烈, 为了缓解淡水资源日 益紧缺的局面, 一些沿海地区已经推行海水直接利 用于工业生产和生活用水, 如在香港冲厕海水量已 达 -)* I %" ? 约为全港淡水总用量的 %(J , 这 ?4 , [%] 些活动导致了排放废水中含有大量的无机盐 。另
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生物法与物理、 物化组合工艺 生物法是处理含盐废水最传统和广泛流行的方

法。微生物广泛存在于自然界, 其中一些对盐适应 性强的嗜盐微生物在含盐废水生物处理中发挥着重 要的作用。通过逐步提高有机 负 荷 和 盐 浓 度 的 方 法, 可驯化出耐盐浓度 *J O $J (或者更高) 的污泥, 一般情况下, 盐浓度越高, 污泥驯化时间也越长, 经 驯化后菌群发生变化, 菌胶团以嗜盐菌为主。在运 行过程中, 盐浓度的突然变化, 对微生物的影响很 大, 可直接破坏正常运行, 菌胶团解体, 污泥上浮, 出
[*] 水 LMN 升高 。 将驯化的嗜盐菌接种于 P66A/;4 QRS 生物处理 装置中, 成功地处理了含盐 %$J 的废水, LMN 的去除 [-] ; 率可达 T$J 以上 K/?4/ 和 ,AF,9A/; 利用完全混合 式反应器研究了 U/LA 浓度为 %" D ? ? V # % 和 *" D V # %对 [$] 活性污泥工艺处理效率的影响 。 W/;D3 和 X1D<; 发 现盐杆菌 ( !"#$%"&’() ) 补充到活性污 泥 系 统 后 对 于

外, 一些工业如杀虫剂、 除草剂、 有机过氧化物、 制药 和染料等化学制造业, 肉类加工厂和海产品加工厂 等生产废水中也含有大量的无机盐。含盐废水的排 放带来十分严重的环境污染, 特别是工业含盐废水, 除受到本身高浓度盐的限制外, 还含有大量的有毒 难降解有机物。对于这些高盐度的难降解工业废水 最好能在工业企业内的污水处理站得到单独处理, 如果这些废水与其他含有易生物降解基质的工业废 水或生活污水混合或者稀释, 排入市政管道, 城市污 水处理厂中的微生物优先代谢后者, 这些有毒污染
[!] 物将很可能转变成为 “ K/;4 LMN” 。本文综合国内 外有关研究报道, 综述了近期发展起来的生物法与

物理、 物化组合工艺以及电化学法处理此类高盐度 有机废水的研究进展。
收稿日期:!""! # "$ # %" 作者简介:杨 修回日期: !""! # %" # "&

当 废 水 的 盐 度 为 $J , LMN 具有 很 好 的 处 理 效 果, [&] ; LMN 的去除率仍然可达 T"J 左右 N30=:; 和 W/;D3

晔 (%’($ # ) , 女, 浙江湖州人, 讲师, 硕士, 现浙江大学在职博士研究生, 主要研究方向为环境污染模拟与控制 )

中国沼气 !50*# 60"7*’ D!!),D#(#)

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利用生物转盘系统处理不同盐浓度 (! " #!$ ) 废水, 探讨了盐度与 %&’ 去除率之间的关系
[(]

法组合工艺在含盐有机废水治理方面, 成为目前一 个研究亮点。 #.# 液/液萃取/膜生物反应器组合工艺 液/液萃 取/膜 生 物 反 应 器 组 合 工 艺 ( %0123456 又称 738936/738936 5:;<=>;304 =46 = 1512<=45 230<5=>;0<) 萃取 膜 生 物 反 应 器 ( ?:;<=>;304 @512<=45 A30<5=>;0<, 工艺, 其示意图如图 # 所示, 该工艺主要包括 ?@AB) 萃取、 剥离、 油 C 水乳状液分离和生物量分离膜与生 物反应器四个单元。 (#) 萃取单元: 酸性废水中的有机污染物通过不

, 研究发现,

在无机 盐 的 浓 度 小 于 )$ 时, %&’ 的 去 除 率 可 达 然而, 继续升高无机盐浓度, *!$ 以上, %&’ 的去除 率降低, 当无机盐的浓度为 +$ 和 #!$ 时, %&’ 的去 除率分别降低到 ,+$ 和 -!$ 。原生动物作为废水生 物处理生物相中的一个重要角色也有一些嗜盐类, 如: 展现突口虫 ( !"#$%&"’(")*+*(,,) ) , 红色角毛虫 ( -./"#"+’0’/,1. ) , 绿模瘦尾虫 ( 2/"&"+("+’0’30/0$0’ ) 和扇 状游什虫 ( 4,+&"(.’3*##,’ ) 。最近, 生物法与其他方
[,]

溶于水的有机溶剂萃取。经萃取处理后的废水经亲 水性微滤膜过滤后排放, 这种微滤膜可以尽量减少 以小滴形式损失有机物。此时绝大多数的无机盐存 在于这部分排放的废水中, 因此, 通过萃取单元, 实 现了有机污染物与高浓度无机盐的分离。 (D) 剥离单元: 含有有机污染物的萃取液从萃取 单元泵入剥离单元, 在剥离单元内有机污染物转变 为碱性液相物质从有机溶剂中分离出来, 在此过程 中, EF 变化是至关重要的因素。例如对于 D, G/’%H, 加入 I=&F 或 J&F 后, 可以使 D, G/’%H 很快地从有 机相中转移到水相中, 实现了有机污染物与有机溶 剂的分离。D, G/’%H 在碱性条件下可简单地分解为: G/’%H K FD & (#) !D, 剥离单元的剩余液中不含无机盐类, 因此, 经剥
L

生物浓度。 (G) 生物反应器: 有机污染物在生物反应器内作 为微生物的碳源和能源被氧化分解。 M39 等在处理 含有 较 高 浓 度 有 机 物 %HN ( # !!! 1O?M L # ) 和盐度 (#+$ P C P) 模拟废水时发现上述处理工艺具有三个 优点: 阻止了初始废 #. 非水溶性溶剂起到载体作用, 水中的无机盐和酸进入生物反应器, 从而排除了它 们对后续生物处理的抑制作用; D. 由于 %HN 自身的 特性, 易于从酸性废水中提取, 而初始废水中的有机 物浓度往往很低 ( Q #!! 1O ? , 它们从溶剂中脱离 M L #) 到碱性溶液后, 浓度合适。生物反应器中的 %HN 浓 度较高, 在这种较高的浓度下, %HN 的生物降解速率 增加了 D! 倍;). 两个亲水性陶瓷膜在油 C 水乳状液 [*] 的分离和微生物的分离中发挥着重要作用 。 #.D 活性污泥法和颗粒活性炭组合工艺 ’=71=>3R= 等采用活性污泥法和颗粒活性炭组合 工艺处理高盐度废水, 基本原理是将废水稀释后, 提 高废水处理系统的水力负荷, 同时在生物反应器中 加入颗粒活性炭, 利用活性炭的吸附性能和以生物 膜形式固定于活性炭表面的微生物氧化能力降解液
[*] 相中的有机污染物 。

D, G/’%H K &F L

离单元处理后, 水溶液中的 I=%7 等无机盐类已经得 到去除。同时, 剩余液中 D, G/’%H 的浓度远远高于 萃取单元的处理废水, 其 EF 值约为 #D。 油 C 水乳状液分离和生物量分离膜: 剥离单 ()) 元剩余液中的有机滴经亲水性微滤膜过滤, 实现有 机污染物与残余有机溶剂的分离, 有机污染物进入 生物反应器。同理, 膜也可保持生物反应器中的微

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中国沼气 !"#$% &#’($) /++5,/,(,)

化和间接氧化, 这两种氧化反应均与盐度和电流相 关, 因此适当的盐度有利于提高有机污染物的去除 速率。 电流密度也是影响电化学工艺的重要参数, 在 一定范围内增大电流密度可以提高电解速率, 但电 流密度过高, 电极极化速度加快, 电极表面的钝化造 成电流效率的降低, 能耗增加, 有效氯的浓度相应也 该组合系统包括生物反应器、 生物反应器!再生 器和沉淀池三部分, 沉淀池中颗粒活性炭分离出的 活性污泥被输送到生物反应器以获得再生, 在生物 反应器!再生器单元中, 有机物的微生物氧化过程继 续进行, 因此, 在此单元中活性污泥和颗粒活性炭中 的有机物含量均有所降低, 活性污泥和颗粒活性炭 一起通过重力由生物反应器!再生器返回到生物反应 器。通过系统的运行结果来看, 采用稀释与加入颗 粒活性炭可以提高该系统的污染物降解速率, 并且, 颗粒活性炭的加入明显地降低了出水中有机污染物 的残留浓度, 另外, 还可以提高污泥体积指数, 从而 降低出水中悬浮物的浓度。 ! 电化学处理工艺 在高盐度条件下, 由于水溶液中阴离子和阳离 子的存在, 废水一般具有较高的导电性, 这一特点为 电化学法在高盐度有机废水处理方面的应用提供了 良好的发展空间。王宏等应用电解凝絮法处理紫胶 合成树脂生产过程中排放出的高盐度有机废水。实 验结果表明, 电解凝絮法能够有效地去除废水中大 部分有机污染物, 提高透明度, "#$"% 去除率达 &’( , 并且对总磷和总氮也具有 )#$* 去除率达 &+( 以上,
[,,] 较高的去除率 。王慧等采用电化学法处理含盐染

减少, 且电解液温度升高过快, 考虑到提高电流效率 与设备生产能力的统一, 需要根据实验确定最佳电 流密度。 64 在废水的处理过程中也发挥着重要的作用, 多数文献认为 64 在偏碱性的条件下更有利于盐类 的去除。 789 等发现在 64 变化幅度为 / : & 时, 64 5 对于 "#$ 的去除效果最好, 这对于含盐废水应该是 一个很好的信息, 因为大部分含盐废水的 64 均较
[,5] 低 。

78; 等还考察了在电化学降解含盐有机废水过 程中外加 4/ #/ 对 "#$ 去除率的影响。研究表明, 加 入适量的 4/ #/ 可以明显地提高系统对于 "#$ 的去 除率, 如加入 <+ =>4/ #/ ? 7 1 , 可以使 "#$ 的去除率提 高 / 倍多, 由 5’( 提高到 ?+( , 另外, 4/ #/ 的加入可 以增大絮凝体的尺寸从而增强絮凝体的沉降性能。 电化学法与生物处理法相比具有如下优势: 处 理费用低, 不需要投加化学药剂, 可节省药剂与投药 设备费用; 设备简单, 易实现现代化管理; 设备可操 作性强, 当水量水质发生变化时, 可调节电流密度, 使出水达到处理要求。因此, 电化学法更适合于小 型污水处理站的运用。 " 展望 多项单元技术的优化组合是当今水处理领域的 发展方向。合理的化学、 物理、 生物组合技术处理高 浓度含盐有机废水尚处于开拓阶段, 还有大量的研 究工作要做。 (,) 单元技术的强化。包括采用重组 $@A 技术 培育高效耐盐菌类, 选择性膜的研制以及高效絮凝 剂的开发等。 (/) 组合工艺的动力学方程研究。根据组合工 艺的总反应动力学方程可以预测系统操作参数如流 量, 有机负荷等因素发生变化对处理效率的影响。 (5) 实现有机物的去除与无机盐去除有效地结 合。

料废水,研究发现, 电化学法对废水的色度和 "#$ 均具有较好的去除效果, 在最佳电化学处理条件下, 色度和 "#$ 的去除率分别为 -*( 和 &&.-( , 电解过
[,/] 程中无难以继续反应的中间产物生成 。

废水的导电性与盐度密切相关。含盐废水中的 并进一步转化成为次 "0 1 在阳极将被转化成为 "0/ , 氯酸: /"0 1 "0/ 2 4/ # ! "0/ 2 /3 ! 4"0 2 4"0# (/) (5)

次氯酸本身就是一种强氧化剂, 可以氧化水中 的有机物, 即一些有机物可在电极表面附近被直接 氧化, 因此有机物在含盐废水中的氧化包括直接氧

中国沼气 !"#$% &#’($) #""),#$($)

#*

河北省阜城县劳动服务公司知青塑料厂
(封面文字简介)
河北省阜城县劳动服务公司知青塑料厂创建于 专门从事沼气专用的配件生产, 现已初具 !" 年代初, 规模, 产品注册商标 “龙腾牌” 。经过多年的精心研 制, “龙腾牌” 产品配方更科学、 更合理。沼气专用塑 料管使用后不变色、 不变质; 耐老化、 寿命长。 #""$ 年 $" 月经农业部沼气设备质量监督检测中心检验, 各项指标均已达到或超过 %& ’ ($)*#+ , $-.# 标准; /0 管经河北省产品质量监督检验院检测各项指标均已 达到或超过 1& ’ ()!") 2 $... 标准; 塑料配件, 经河 北省产品质量监督检验院检测合格; 本厂产品被中 国农村能源行业协会列入推荐产品名单。 本厂产品在国内二十多个省、 市、 自治区均有销 在其他省 售。在广西、 湖南有近 *"3 的市场占有率, 市也有一定的市场。#""# 年 4 月在农业部 (户用沼 气池配件配套供应项目) 招标中, 本厂产品配合北京 合百意公司中标成功。. 月份又在广西河池地区沼 联系电话 (传真) :")$! 2 5!4!4*" 厂长:孙英平 手机:$).")#!4!5* $)")$!*#"#. 南宁办事处:戈存良 手机:$).+!!*4)$. 气项目招标中成功中标。#""# 年还被中国农村能源 行业协会评为优秀产品。 大中专以上学历技术员 本厂现有职工 )" 余人, 自有资金 #4" 余万元。现有管材生产线 + 条, * 人, 年生产聚氯乙烯软管、 聚乙烯管、 各种管件、 开关、 淋 浴袋等器材的能力为两千吨。 本厂对产品质量的承诺及售后服务: $ , 不管用 户从何种销售渠道购得本厂产品, 发现质量问题本 厂一律给予调换或给予补偿经济损失; # , 为了方便 南方各地用户购货联系方便和售后服务, 本厂在南 宁市明秀西路 ## 号开设服务部。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 参考文献:
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