一种通过加压提高耐盐性的高盐度有机废水活性污泥驯化方法与流程

本发明涉及一种适用于高盐度有机废水生物处理的活性污泥耐盐性驯化方法，属环境工程技术领域。

背景技术：

高盐度有机废水主要来源有农药、医药制品、染料等行业的化工废水和海水代用废水。此类废水不仅含有Ca²⁺、SO₄^2-、Na⁺等溶解性无机盐物质，还含有有机物、油类等。常见的高盐度有机废水处理方法主要包括物理化学法和生物化学法。其中物化法可以进行常规处理，一般盐度对其影响不大，但是物化技术的能源消耗大、启动运行成本高，实用性较差。生物化学法是利用活性微生物处理高盐度有机废水，主要包括活性污泥法和生物膜法，其处理效果稳定，成本低，但普通生物法中微生物活性会被高盐度强烈抑制，因此高盐度废水生物化学法处理的关键在于要驯化出具有耐盐性能的微生物。

目前关于活性污泥耐盐驯化方法主要可以分为投菌法和自然驯化法。投菌法是直接向种泥中投加耐盐菌，人为改变活性污泥的种群结构，特定嗜盐菌的加入可使活性污泥对高盐度的承受能力显著提高，但定期投加耐盐菌种使该法运行费用大幅度提升，对于处理量较大的实际高盐度工业废水其可实施性降低。自然驯化法是通过普通活性污泥中微生物种群的适应能力筛选出适宜于高盐度的活性污泥种群结构，一般是采用逐渐提高废水盐度的方法进行驯化，但普通的逐渐提高盐度的驯化方法活性污泥种群多样性相对较低，此类方法即使驯化成功其可承受的适宜盐度仍需控制在5%以内。如专利2013107446324公布的《一种耐盐活性污泥驯化的方法》即在常压环境下进行活性污泥的耐盐驯化，该发明专利提供的最高盐度为3%。如何提升自然驯化的耐盐污泥在3%-5%盐度范围内的处理效果，对该法在实际高盐度废水中的应用起着自关重要的作用。

技术实现要素：

本发明在压力环境下通过逐级提升盐度的方法培养活性污泥，针对高盐环境下氧气溶解度下降及液体粘度增加等因素对溶氧的不利影响，通过压力溶氧促进氧气从气相至液相的转移，提高溶解氧浓度，使高盐度下活性污泥微生物种群多样性显著增加，提高3%-5%盐度区间废水处理效果。

本发明一种通过加压提高耐盐性的高盐度有机废水活性污泥驯化方法，其特征在于：

种泥初始MLSS浓度（混合液悬浮固体浓度，又称为混合液污泥浓度，mixed liquid suspended solids的简写）为2500-3100mg/L。

废水盐度以设定的递度逐级提升，每个递度驯化设定的天数，驯化过程采用SBR（序批式活性污泥法）运行方式进行。

驯化过程在封闭恒压反应器中进行，绝对压力控制在0.2-0.4MPa，驯化完成的耐盐活性污泥需保持在驯化压力下处理高盐度有机废水。

控制曝气量使反应器内溶解氧在10mg/L以内。

优选方案：每5-10g/L为一个递度，提升盐度前后压力保持恒定，每个递度驯化时间为10-20天。

本发明方法，其优点是针对高盐度对溶氧过程的抑制问题，在曝气方式上通过压力环境显著提高氧转移速率及溶氧效率，相比于普通曝气方式在降低曝气量的同时可改善活性污泥的溶解氧环境，显著提高耐盐活性污泥的种群多样性及降解活性。

附图说明

图1为本发明方法压力耐盐驯化装置示意图，其中：1为排气阀，2为气体流量计，3为进泥阀，4为排水阀，5为排泥阀，6为进气阀。

图2为本发明方法驯化过程中活性污泥alpha生物多样性的变化。

图3为本发明方法驯化过程中在3.5%及5.0%高盐度下废水总有机碳（TOC）去除效果。

具体实施方式

下面结合实施列和附图，对本发明方法作进一步详细说明。

实施例

试验期间采用模拟废水进行，进水TOC（总有机碳）为200mg/L左右，NH₄⁺-N为40-50mg/L，TP为4-5mg/L，通过投加不同剂量的NaCl调整废水的盐度，盐度梯度从低到高依次设定为：0, 5, 15, 25, 35, 50g/L，每个梯度下运行10-20天直至出水保持稳定转入下一盐度梯度。驯化过程采用SBR运行方式进行，SBR每天运行四个周期，每个周期为5小时，其中进水0.5小时，曝气3小时，沉淀1小时、排水0.5小时。接种污泥取自某城市污水处理厂，初始接种污泥浓度为2800mg/L，通过排泥量控制使污泥浓度保持稳定，泥龄为13-20d。试验期间水温为25±2℃，除压力装置外，同时运行普通环境下的耐盐驯化过程进行对照，对照实验除压力外其他参数均相同，压力驯化系统如图1所示；压力组及对照组活性污泥样品Shannon指数如图2所示；3.5%及5.0%盐度下的平均TOC去除率如图3所示。由图2可知不同盐度压力驯化条件下的Shannon指数均显著高于对照组，Shannon指数是用来估算样品中微生物多样性的指数之一，常用于反映样品的alpha多样性，Shannon值越大，说明群落多样性越高。图3中在高盐度（3.5%、5.0%）压力驯化条件下的TOC平均去除率均高于对照组，此结果与图2活性污泥生物多样性结果一致。