一種通過加壓提高耐鹽性的高鹽度有機廢水活性污泥馴化方法與流程

本發明涉及一種適用于高鹽度有機廢水生物處理的活性污泥耐鹽性馴化方法，屬環境工程技術領域。

背景技術：

高鹽度有機廢水主要來源有農藥、醫藥制品、染料等行業的化工廢水和海水代用廢水。此類廢水不僅含有Ca²⁺、SO₄^2-、Na⁺等溶解性無機鹽物質，還含有有機物、油類等。常見的高鹽度有機廢水處理方法主要包括物理化學法和生物化學法。其中物化法可以進行常規處理，一般鹽度對其影響不大，但是物化技術的能源消耗大、啟動運行成本高，實用性較差。生物化學法是利用活性微生物處理高鹽度有機廢水，主要包括活性污泥法和生物膜法，其處理效果穩定，成本低，但普通生物法中微生物活性會被高鹽度強烈抑制，因此高鹽度廢水生物化學法處理的關鍵在于要馴化出具有耐鹽性能的微生物。

目前關于活性污泥耐鹽馴化方法主要可以分為投菌法和自然馴化法。投菌法是直接向種泥中投加耐鹽菌，人為改變活性污泥的種群結構，特定嗜鹽菌的加入可使活性污泥對高鹽度的承受能力顯著提高，但定期投加耐鹽菌種使該法運行費用大幅度提升，對于處理量較大的實際高鹽度工業廢水其可實施性降低。自然馴化法是通過普通活性污泥中微生物種群的適應能力篩選出適宜于高鹽度的活性污泥種群結構，一般是采用逐漸提高廢水鹽度的方法進行馴化，但普通的逐漸提高鹽度的馴化方法活性污泥種群多樣性相對較低，此類方法即使馴化成功其可承受的適宜鹽度仍需控制在5%以內。如專利2013107446324公布的《一種耐鹽活性污泥馴化的方法》即在常壓環境下進行活性污泥的耐鹽馴化，該發明專利提供的最高鹽度為3%。如何提升自然馴化的耐鹽污泥在3%-5%鹽度范圍內的處理效果，對該法在實際高鹽度廢水中的應用起著自關重要的作用。

技術實現要素：

本發明在壓力環境下通過逐級提升鹽度的方法培養活性污泥，針對高鹽環境下氧氣溶解度下降及液體粘度增加等因素對溶氧的不利影響，通過壓力溶氧促進氧氣從氣相至液相的轉移，提高溶解氧濃度，使高鹽度下活性污泥微生物種群多樣性顯著增加，提高3%-5%鹽度區間廢水處理效果。

本發明一種通過加壓提高耐鹽性的高鹽度有機廢水活性污泥馴化方法，其特征在于：

種泥初始MLSS濃度（混合液懸浮固體濃度，又稱為混合液污泥濃度，mixed liquid suspended solids的簡寫）為2500-3100mg/L。

廢水鹽度以設定的遞度逐級提升，每個遞度馴化設定的天數，馴化過程采用SBR（序批式活性污泥法）運行方式進行。

馴化過程在封閉恒壓反應器中進行，絕對壓力控制在0.2-0.4MPa，馴化完成的耐鹽活性污泥需保持在馴化壓力下處理高鹽度有機廢水。

控制曝氣量使反應器內溶解氧在10mg/L以內。

優選方案：每5-10g/L為一個遞度，提升鹽度前后壓力保持恒定，每個遞度馴化時間為10-20天。

本發明方法，其優點是針對高鹽度對溶氧過程的抑制問題，在曝氣方式上通過壓力環境顯著提高氧轉移速率及溶氧效率，相比于普通曝氣方式在降低曝氣量的同時可改善活性污泥的溶解氧環境，顯著提高耐鹽活性污泥的種群多樣性及降解活性。

附圖說明

圖1為本發明方法壓力耐鹽馴化裝置示意圖，其中：1為排氣閥，2為氣體流量計，3為進泥閥，4為排水閥，5為排泥閥，6為進氣閥。

圖2為本發明方法馴化過程中活性污泥alpha生物多樣性的變化。

圖3為本發明方法馴化過程中在3.5%及5.0%高鹽度下廢水總有機碳（TOC）去除效果。

具體實施方式

下面結合實施列和附圖，對本發明方法作進一步詳細說明。

實施例

試驗期間采用模擬廢水進行，進水TOC（總有機碳）為200mg/L左右，NH₄⁺-N為40-50mg/L，TP為4-5mg/L，通過投加不同劑量的NaCl調整廢水的鹽度，鹽度梯度從低到高依次設定為：0, 5, 15, 25, 35, 50g/L，每個梯度下運行10-20天直至出水保持穩定轉入下一鹽度梯度。馴化過程采用SBR運行方式進行，SBR每天運行四個周期，每個周期為5小時，其中進水0.5小時，曝氣3小時，沉淀1小時、排水0.5小時。接種污泥取自某城市污水處理廠，初始接種污泥濃度為2800mg/L，通過排泥量控制使污泥濃度保持穩定，泥齡為13-20d。試驗期間水溫為25±2℃，除壓力裝置外，同時運行普通環境下的耐鹽馴化過程進行對照，對照實驗除壓力外其他參數均相同，壓力馴化系統如圖1所示；壓力組及對照組活性污泥樣品Shannon指數如圖2所示；3.5%及5.0%鹽度下的平均TOC去除率如圖3所示。由圖2可知不同鹽度壓力馴化條件下的Shannon指數均顯著高于對照組，Shannon指數是用來估算樣品中微生物多樣性的指數之一，常用于反映樣品的alpha多樣性，Shannon值越大，說明群落多樣性越高。圖3中在高鹽度（3.5%、5.0%）壓力馴化條件下的TOC平均去除率均高于對照組，此結果與圖2活性污泥生物多樣性結果一致。