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含盐废水因其盐度会对微生物生长产生抑制作用而成为目前较难处理的工业废水之一[1]。目前国内外学者采用SBR、生物接触氧化、物化生化组合等多种不同的处理工艺研究了含盐废水生物处理效能,并得出了一系列含盐废水生化处理系统的关键参数[1, 2],但这些工艺均存在盐度对活性污泥微生物生态抑制、污泥沉降性能低、盐度变化对系统稳定性的影响显著等问题,总体处理效能较低。总体而言,聚集态微生物较分散态微生物对高浓度NaCl的耐受力高,也就是说生物膜处理工艺较适合处理高盐高浓度废水[3]。而好氧颗粒污泥是在好氧条件下微生物自发形成的细胞自身固定化过程,它是一种特殊的生物膜,具有良好的沉降性能,可减少反应器容积及占地面积,在间歇反应器中使用可以缩短运行周期,提高反应器的处理效率;具有较高的生物量,可以承受高有机负荷和冲击负荷;集不同性质微生物(好氧、兼氧和厌氧微生物)于一体,具有多种代谢形式,是实现废水中生物营养物质一体化处理的理想主体[4, 5, 6]。同时含盐有机废水会产生较大的浮力导致污泥上浮和流失,而这一点恰恰是好氧颗粒污泥形成的基本条件[5],因此好氧颗粒污泥特别适合处理高盐高浓度的工业废水,并开始得到了一些应用,表现出较好的稳定性以及较高的处理效能[7, 8, 9]。但上述研究基本采用实验室模拟配水,水质成分比较单一,并且相对于高盐榨菜废水而言,其有机物和氮磷浓度均较低。而目前并未见利用好氧颗粒污泥处理像榨菜废水这类高盐高氮磷高浓度有机废水的相关报道。本试验拟在SBR反应器中接种本实验室培养成功的高盐好氧颗粒污泥[10]处理榨菜工业园区产生的实际含盐榨菜废水(盐度3%,NaCl计,下同),考察其对污染物的去除特性,以期为颗粒污泥处理高盐榨菜废水的工程应用提供技术支撑。
1 材料与方法
1.1 试验水质及接种好氧颗粒污泥
试验用水取自重庆涪陵某榨菜厂的腌制废液(盐度15%),经稀释后得到高盐废水,平均盐度为3%,COD、NH4+-N、TN、PO43--P平均质量浓度分别为4500、95、160、35mg/L,属于典型的高盐高氮磷高有机物废水。接种的好氧颗粒污泥为本实验室在3%盐胁迫浓度下以葡萄糖为唯一碳源,人工配水成功培养出并稳定运行8周后的成熟颗粒污泥,污泥颗粒大小不一,平均粒径为1.3mm,SVI为51.3mL/g,最小沉降速度4.3m/h。
1.2 试验装置
试验采用4个完全相同PVC制成的SBR反应器,反应器内径为4.8cm,有效高度为105cm,有效容积为1.9L,容积交换率根据进水负荷要求确定。反应器底部设置曝气砂头,由空气压缩机供气,曝气量根据不同试验阶段所需的溶解氧大小来控制。反应器运行周期为12h,其中进水2min、沉淀 5min、排水3min,剩余时间进行曝气。通过加热棒将反应器内的温度控制在(25±1)℃。
1.3 试验方法
首先对接种的好氧颗粒污泥用高盐榨菜废水进行适应性驯化,待反应器对COD去除率稳定达到90%以上后,进行正式试验。试验分两阶段进行,第一阶段通过平行试验考察有机负荷(以COD计)对反应器除污特性的影响,即在反应器DO为6.0mg/L条件下控制4个反应器的容积交换率分别为0.4、0.5、0.6、0.7,对应有机负荷为3.6、4.5、5.4、6.3kg/(m3˙d);在第一阶段确定的最佳有机负荷条件下,采用平行试验方法考察DO分别为5.0、6.0、7.0、8.0mg/L时反应器的除污效能。试验期间,测试COD、NH4+-N、TN、PO43--P等指标。
1.4 分析方法
COD采用重铬酸钾完全氧化-差减法[11],DO采用HACHHQ30D溶解氧测定仪测定,其他指标均按标准方法测定。
2 结果与分析
2.1有机负荷对反应器除污特性的影响
不同有机负荷条件下,好氧颗粒污泥对高盐榨菜废水的处理效能如图1所示。
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