高盐度废水处理技术研究进展_李凤娟

摘 要： 高盐度废水中含有大量的溶解性物质，无机盐类在微生物生长过程中可以促进酶反应、保持持膜平衡
和调节渗透压，但盐浓度过高，使离子强度大，会造成质壁分离、细胞失活，一般微生物难以在其中生长、繁殖，
所以传统的生物难以处理高盐度废水。介绍了高盐废水的来源、组成及特点，综述了 5 种高盐度废水的出来方
法，分别为电解法、焚烧法、膜 － 生物技术、适盐生物法、臭氧催化氧化 － 生物法，并重点阐述了适盐生物技术及
嗜盐菌 （ Halophile） 指在高盐环境下生长的细 菌，它主要生长在盐湖、盐场等浓缩海水中，以及腌 鱼、盐兽皮等盐制品上。根据其对盐的耐受程度不 同［16］可分为四类： 即非嗜盐菌、弱嗜盐菌、中等嗜盐 菌和极端嗜菌，具体信息见表 1。
表 1 不同盐度的微生物
分类
最适盐度
代表性微生物
非嗜盐菌 弱嗜盐菌 中等嗜盐菌
（ CNOOC Energy Development Production Corporation Environmental Service Company，Tianjin 300458，China）
Abstract： High salinity wastewater contains large amount of dissolved material． The inorganic salts are playing vital role in promoting enzyme reaction，maintaining membrane balance and adjust osmotic pressure． It is difficult for microorganism to grow and reproduce in high salinity wastewater，thus traditional biological means is not suitable for treatment high salinity wastewater． This paper introduced the source，composition and characteristics of high salinity wastewater． This article summarizes the electrolytic，burning，membrane － bio method，halophile method and ozone catalytic oxidation biological methods，with emphasis on the study of last three methods．
图 1 电解絮凝法实验工艺流程图
3． 2 焚烧法处理高盐废水 焚烧处 理 是 所 有 可 燃 或 需 助 燃 的 有 机 物，在
800℃ ～ 1 000℃ 的高温条件下，高废水中的可燃组 分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，释放能量并 转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固体残渣， 从而使高盐废水减容和性质稳定。高盐废水中含有 大量有毒的有机物，经高温氧化分解转化成无害气 体、灰烬以及热能，从而使高浓度有机物含盐废水的 处理实现无害化、减量化、资源化的目的。
某化工集团医药中间体废水有机物较高，COD ≥40 000 mg / L，盐分 ＞ 5% ，王伟等［6］采用焚烧法对 此废水进行处理，经过对废水焚烧二次污染物废水、 噪声污染、废气污染源以及固体废物污染分析，结果 表明： 各项指标均达到国家污染物排放相关标准。
某化工公司各生产段有机废水 pH、无机盐含量 高低不一，混合后 pH 约为 3，经过液碱调节 pH 至 7 左右，废 水 COD ≥ 180 000 mg / L，无 机 盐 含 量 为 188 806 mg / L，孔峰［7］配合企业对原有污水处理设 施进行改造，采用蒸馏法对此废水进行脱盐浓缩预 处理，对其中部分工段超高浓度有机废水进行蒸发 浓缩 － 焚烧处理，实现无害化排放。高盐有机废水 处理工艺流程见图 2。
高盐废水中除了含有有机污染物外，还含有大 量的无机盐，如 Cl － 1 、SO24 － 1 、Na + 、Ca2 + 等离子，这些 盐的存在对常规生物处理有明显的抑制作用，从而 使生物法处理高盐废水很困难［11 － 14］，因此高盐废水 生物处理关键是要驯化出耐盐微生物［15］。 3． 4． 1 嗜盐菌的分类
收稿日期： 2013 － 12 － 24 作者简介： 李凤娟（ 1979 － ） ，女，硕士研究生，工程师，主要从事油田
开发相关技术研究工作。
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高含盐量 有 机 废 水 的 有 机 物 根 据 生 产 过 程 不 同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含 盐类 物 质 多 为 Cl － 、SO24 － 、Na + 、Ca2 + 等 盐 类 物 质。 虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素， 在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平 衡和调节渗透压的重要作用，但是若这些离子浓度 过高，会对微生物产生抑制和毒害作用。
环境科学与管理 ENVIＲONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT
文章编号： 1674 － 6139（ 2014） 02 － 0072 － 04
Vol. 39 No. 2 Feb． 2014
高盐度废水处理技术研究进展
李凤娟，徐菲，李小龙，李琦，曹保久
（ 中海油能源发展采油公司环保技术服务分公司，天津 300458）
去除率为98该菌株具有强化高盐制革废水处理的功能通过分离筛选嗜盐菌强化高盐制革工业废水处理具有可行性分离筛选的嗜盐微生物与生物活性碳技术相结合构建嗜盐生物活性碳技术在高盐制革废第39卷第2期2014年2月李凤娟等高盐度废水处理技术研究进展水处理中具有重要作用
第 39 卷第 2 期 2014 年 2 月
臭氧催化氧化 － 生物法技术在高盐度废水处理中的应用。
关键词： 高盐废水; 膜 － 生物; 适盐生物; 臭氧催化氧化
中图分类号： X705
文献标志码： A
Ｒesearch on Treatment of High Salinity Wastewater
Li Fengjuan，Xu Fei，Li Xiaolong，Li Qi，Cao Baojiu
＜ 2% 2% ～ 5% 5% ～ 20%
多数普通真细菌和 多数淡水微生物
多数海洋微生物
Vibro costicola， paracoccus halodenitrificans
极端嗜盐菌 15% ～ 30． 4%
Halobacterium salinarium， halococcus morrhuse
适盐生物法因其成本低，易实现，效果好，在浓 盐废水处理方面具有良好的发展前景。
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李凤娟等·高盐度废水处理技术研究进展
Vol. 39 No. 2 Feb． 2014
王宏［9］通过在膜 － 生物反应器内投加粉末活 性炭处理 Cl － 1 含量高达12 300 mg / L 的难降解高盐 度有机废水，能够有效地形成生物炭活性污泥，提高 处理效 果，使 CODcr 和 BOD5 的 去 除 率 分 别 达 到 96% 和 97% ，出水水质达到（ GB 8978 － 1996） 污水 综合排放一级标准。为处理高盐度有机废水提供了 一种新方法。
3． 4． 2 嗜盐机理 嗜盐菌之所以能够在高盐环境中生长，是因为
嗜盐菌具有特殊的生理结构和细胞中所含的特殊物 质使之能耐盐生长。在嗜盐菌的细胞内具有基本上 ·74·
和细胞外相等的离子浓度，这样可以抵抗胞外高盐 溶液对细胞的脱水作用。另外，嗜盐菌具有浓缩 K + 排斥 Na + 的能力，因此在 Na + 占优势的高盐环境中 也不会过多的 Na + 进入细胞，而且在嗜盐菌的生理 活性中 K + 比 Na + 更重要，因此嗜盐菌在高盐环境中 能保持细胞结构稳定并能很好地生存［17］。 3． 4． 3 适盐生物法在高盐废水处理中的应用
Key words： high salinity wastewater； membrane － bio； halophile； ozone catalytic oxidation
1 高盐废水的来源及组成
2 高盐废水的特点
高盐废水是指含有有机物和至少 3. 5% （ 质量 浓度） 的总溶解固体物（ TDS） 的废水［1］。这种废水 来源广泛，一是，在化工、制药、石油、造纸、奶制品加 工、食品罐装等多种工业生产过程中，会排放大量废 水，水中不但含有很多高浓度的有机污染物，且伴有 大量钙、钠、氯、硫酸根等离子； 二是，为了充分利用 水资源，很多沿海城市直接利用海水作为工业生产 用水或是冷却水，一些地方把海水用于消防、冲洗厕 所和道路，虽然这部分污水不含有大量的有毒物质， 但水量大、含盐量高，也较难处理。
王宏［5］采用电解凝絮法处理紫胶合 成 脂 生 产 过程中放出的高盐度有机废水，实验结果表明，该方 法能够有效地去除废水中的有机污染物，提高透明 度，CODcr去除率达 94% ，BOD5 去除率达 90% 以上， 并且设备简单、耐冲击性好、操作方便、不需要投加 化学药剂，易实现现代化管理。电解絮凝法实验工 艺流程图见图 1。
宋晶等［10］通 过 逐 步 提 高 盐 度 的 方 法 训 化 出 耐 高盐的活性污泥，采用序批式生物膜法 （ SBBＲ） 进 行模拟高 盐 废 水 的 处 理 试 验，对 盐 度 为 0 和 2% ， COD 为 300 mg / L 的高盐度废水进行研究。结果表 明，在每周期 12 h、曝气量 0. 6 L / min、平均污泥质量 浓度2 000 ～ 3 500 mg / L、污泥龄为 18 d 条件下，出 水 COD 去除率变化不大，分别为 97% 和 93% 而相 应的出水 NH4+ － N 去除率影响不大，该系统耐有机 负荷冲击能力较强。 3． 4 适盐生物法处理高盐废水
金可勇［8］采用纳滤膜法与生化法组 合 工 艺 处 理高盐度废水，达到盐水回收的目的。通过试验的 比较，新制备的耐污染纳滤膜在处理榨菜废水时效 果较好，其通量可达 12 L·m － 2 ·h － 1 ，COD 去除率 达 93% 以上，NaCl 去除率达 34% 左右，NH4+ － N 去 除率达 74% 左右。
电解法是在阴阳两极间产生强电流，水中发生 电化学反应，在氧化还原、凝聚和气浮等作用下，去 除水中污染物。这种方法对污水的适应性较强，去 除效果好，但运行费用较高。
黄瑾［4］用铁碳 微 电 解 法 处 理 高 盐 度 有 机 废 水， 考察了反应初 pH、铁碳质量比、反应时间、曝气及过 氧化氢加入量对该废水处理效果的影响。实验结果 表明： 在反应初 pH 为 4. 0、铁碳质量比为 1、反应时 间为 60 min、过氧化氢加入量为 0. 1% （ 体积分数） 、 曝气条 件 下，COD 去 除 率 为 57. 6% ，盐 去 除 率 为 47. 0% ，处理后废水的可生化性有明显改善，BOD5 / COD 可达 0. 65，对 COD 的去除基本符合一级动力 学规律。
李凤娟等·高盐度废水处理技术研究进展
Vol. 39 No. 2 Feb． 2014
对微生物处理系统的影响，实验结果表明，无机盐过 量会使活性污泥系统中微生物逐渐死亡，污泥量减 少，出水悬浮物高，且无机盐浓度过高会降低 COD 去 除率。因此，这类浓盐废水需要单独进行处理。
3Hale Waihona Puke 高盐废水处理方法目前高盐废水处理方法有电解法、焚烧法、膜 － 生物法、适盐生物处理技术和臭氧催化氧化 － 生物 法等［3］。 3． 1 电解法处理高盐废水
高盐废水中盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱 水引起细胞原生质分离； 盐析作用使脱氢酶活性降 低； 氯离子高对细菌有毒害作用； 盐浓度高，废水的 密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物 处理系统的净化效果。
黄新文等［2］研究了废水中一些常见的无机盐类
第 39 卷第 2 期 2014 年 2 月
图 2 废水处理工艺流程
3． 3 膜分离 － 生物技术处理高盐废水 膜分离技术可以将污染物进行选择性分离，易
操作，且无二次污染，但膜孔容易被悬浮物和有机物 堵塞。普通的生化法或普通膜处理高盐度废水的效 果都不理想，运行费用太高。膜分离技术与生物处 理技术有机结合应用于高盐废水处理，可以提高处 理效果，降低处理成本。