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摘要：实验用污泥取自生活污水排海沟，研究了利用间歇式活性污泥法驯化此类污泥处理人工配制海水比例为100%及40%的生活污水，考察了微生物对各项营养指标的去除情况。结果表明，100%盐度下经过驯化后的微生物对生活污水去除率可达到较高水平，COD低于60mg/L，氨氮可以低于8mg/L，总磷低于1mg/L，满足污水厂排水一级标准；当驯化到40%盐度时，COD进水浓度为300～500之间时出水同样满足污水厂出水一級标准；且在驯化过程中污泥沉降性能良好。故应用该法获取并培养的微生物处理含盐废水是可行的。
关键词：排海沟；间歇式活性污泥法；盐度；去除率
随着社会的发展，人民生活水平的提高，水资源越来越匮乏，滨海地区利用海水资源将是一个重要趋势。但由于海水含盐量很高，利用后的海水排入现有污水处理系统必然会对其造成影响[1～2]。常规污水处理厂中活性污泥工艺在进水所含海水比例超过48%时出水无法达标，并且SVI值较低[3～4]。
滨海微生物
本文研究如何利用滨海微生物提高污水处理系统在较高盐度下的处理能力，为实际污水厂运行提供一种污泥来源的新思路。
1 实验部分
1.1 水质
（1）实验用海水采用人工配制的方式，向自来水中投加定量的海盐素来模拟自然海水，其盐度为35000mg/L（绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值），Cl-浓度为19000mg/L。
（2）实验用营养母液采用如下配方配制，进水COD按营养液实际稀释倍数而定。如需调整COD等指标，需调整稀释倍数，具体进水指标以测得数据为准。
1.2 实验流程
采用SBR工艺驯化污微生物，反应器采用两个15L塑料桶。
图1 驯化用反应器
1.3 实验用污泥来源
实验用污泥取自深圳市南澳码头，在码头生活聚居区有一条排水沟，白天由生活污水冲刷，晚上海水倒灌，此处微生物常年经海水和淡水的反复冲刷。考虑到最终培养目标是活性污泥能处理较低盐度的污水，故取泥时间选在白天。
1.4 分析项目及方法
测试项目主要有：化学需氧量（COD）、氨氮、总磷、MLSS、MLVSS、SVI等。
1.4实验步骤
1.4.1 活性污泥的培养
所用污泥取自南澳生活污水排海沟，取回后镜检发现微生物种类丰富，易于沉降。将菌种置于容器中进行间歇培养。培养阶段，每天换一次水（5L），连续曝气22小时，静沉1个小时换水1个小时，并监测各项指标，观察污泥增长情况、沉淀性能及有机物的去除效率。
由于取回的污泥中有机物的含量较低，故培养时间较长。经过2～3d的闷曝后，容器内出现较小絮状体。污泥的颜色由黑色变为灰黄色。再进过两周的培养污泥的沉降性能良好，污泥浓度达到3000mg/L左右，并且对高浓度有机物的去处率较高70%以上。但是生物相趋于单一化，游离微生物占主体，此类微生物体型较小，但非常活跃。
1.4.2 正式驯化阶段
1、含100%海水阶段，连续培养22天，至COD、氨氮、总磷去除率达到相对稳定，此时把反应器中污泥平分到两个15L的容器中，一组反应器在100%海水条件下培养微生物；另一组改变进水盐度，逐渐培养微生物适应较低盐度的生活污水。
2、含80%海水阶段，连续培养15天，各项指标相对稳定后进入第三阶段。
3、含60%海水阶段，连续培养23天，各项指标相对稳定后进入第四阶段。
4、含40%海水阶段，连续培养10天，各项指标满足城镇污水排放二级标准后进入第五阶段。
5、测定40%海水比例生活污水在一个周期中的污染物去除规律。
6、在进行适应低盐度微生物驯化的同时，继续在100%海水中培养滨海微生物，观察其对营养物质的去处情况，在经过两个月培养后观测在一个周期内污染物去除规律。
2 结果与讨论
2.1 海水在污水中占不同比例时，滨海微生物在短期驯化下对营养物的去除效果
不同盐度下各个阶段最后三天的COD、氨氮、总磷的平均运行指数见表4。
由图可以看出在驯化过程中盐度的改变对驯化的微生物有一定的影响，由进水海水比例由100%变为80%时，原反应器一分为二，考虑到初次盐度减低可能导致细胞胞溶现象的发生，故加大进水营养物的浓度，结果显示在有机物浓度较高时出水效果较差，在经过10天左右的调整期后，污染物去除效率增大；进水海水比例由80%降为60%时，微生物去除效率受较大影响，COD去除率一度接近40%，但是经过较短驯化时间后COD去除效果可恢复至80%以上；进水海水比例由60%降为40%时，由于在盐度改变前期曝气原因致使污泥变黑，COD去除率有一定波动，但是改变盐度后COD去除效率未受到明显影响。
在实验中发现随着盐度的改变氨氮的去除率有一定的改变，在较低盐度下氨氮的去除效率高于高盐度。但总磷的去除率一直较高，受盐度影响并不明显。
2.2驯化结束后考察污泥对COD及氨氮的去除效果
在两个反应器中分别加入低浓度的人工配制的污水，自加入污水后每1个小时取样，所取水样均过滤，避免悬浮物带来的干扰。
图三 100%海水比例中驯化后COD去除情况
图四 驯化至40%海水比例时COD的去除情况
由以上两个图中可以看出 驯化后滨海污泥在100%及40%比例海水中COD均可达到较好的去除率，但由于目的盐度驯化时间的不同，100%海水比例情况下在3小时时间内已经达到城镇污水排放标准，而40%海水比例在4小时时间内同样达到处理效果。
图五 驯化至40%海水比例时氨氮的去除情况 图五 100%海水比例中驯化后氨氮去除情况
由以上两图可以看出驯化后的滨海微生100%海水比例下需要8小时左右才可以达到较低浓度与18小时后的处理效果相当；但40%海水比例下5小时左右已经接近18小时的處理效果。故在选择反应时间时应综合考虑，选择最佳的水力停留时间。
2.3海水在污水中占不同比例时，滨海污泥沉降性能的变化
海水比例在100%、80%、60%、40%情况下，MLVSS保持在3000mg/L左右，SVI值在50～100mL/g，污泥沉降性能良好。当MLVSS为3000mg/L左右时，海水比例在100%、80%情况下SV30一般只有20%左右；而当海水比例降为60%、40%时，SV30升高到30%左右为。
2.4滨海微生物驯化过程中生物相的变化
作者在实验中发现处于潮汐带的滨海地区污泥在白天淡水中生物相丰富，污泥中存在原生动物及后生动物，取回后在100%海水中培养的前三天仍镜检到有后生动物的存活，但当在100%海水比例中培养6天后观测到极少数后生动物的存在，污泥中以豆型虫为主。在后续培养实验中镜检发现微生物的主体是豆型虫，由于豆型虫属于游离型生物，因此对只通过自然沉降后的出水污染物指标有一定影响。
3结论
①进水为实验配水情况下，海水比例为100%或40%时，取自海滨地区的污泥驯化到海水比例为40%后，经培养稳定一周后发现对COD、氨氮、总磷有较高的去除率，进水COD在400～700mg/L时，COD去除率可达到85%以上，出水COD在50mg/L左右；氨氮去除率大于85%，出水氨氮小于5mg/L；总磷去除率大于90%，出水总磷小于1mg/L。满足城市污水厂出水要求。
②由滨海污泥驯化后的活性污泥，当海水比例由80%降为60%时所受影响较海水比例由60%降为40%时大。
③驯化结束后发现，100%盐度下污泥在3小时后COD即可达到城市污水厂一级出水标准，而40%盐度下的污泥需要4个小时左右；对氨氮的去除情况正好相反，40%盐度下污泥在5小时后可达标，而100%盐度下污泥需要8小时左右。综合考虑，建议利用此类污泥时活性污泥工艺曝气时间在100%盐度时为8小时，40%盐度时为5小时。
④在整个驯化期内，污泥沉降性能良好，无污泥膨胀现象发生。且高盐度中污泥沉降性能好于较低盐度。
⑤试验发现在高盐度下后生动物很难生存，即使取自潮汐带的污泥所含后生动物在短期内可存活，但经较长时间后逐渐消失，培养后污泥中微生物的主体为游离型的豆型虫。
参考文献：
[1]刘正.高含盐废水生物处理技术探讨.给水排水，2001，27（11）：54～56.
[2]张雨山、王静等.利用海水冲厕对城市污水处理的影响.中国给水排水，1999，15（9）：4～6.
[3]尤作亮，蒋展鹏等.海水直接利用及其环境问题分析[J].给水排水.1998，24（3）：64～67.
[4]崔有为，王淑莹等.海水代用及其含盐污水的生物处理.工业水处理.2005，25（10）：1～5.
关键词：排海沟；间歇式活性污泥法；盐度；去除率
随着社会的发展，人民生活水平的提高，水资源越来越匮乏，滨海地区利用海水资源将是一个重要趋势。但由于海水含盐量很高，利用后的海水排入现有污水处理系统必然会对其造成影响[1～2]。常规污水处理厂中活性污泥工艺在进水所含海水比例超过48%时出水无法达标，并且SVI值较低[3～4]。
滨海微生物
本文研究如何利用滨海微生物提高污水处理系统在较高盐度下的处理能力，为实际污水厂运行提供一种污泥来源的新思路。
1 实验部分
1.1 水质
（1）实验用海水采用人工配制的方式，向自来水中投加定量的海盐素来模拟自然海水，其盐度为35000mg/L（绝对盐度是指海水中溶解物质质量与海水质量的比值），Cl-浓度为19000mg/L。
（2）实验用营养母液采用如下配方配制，进水COD按营养液实际稀释倍数而定。如需调整COD等指标，需调整稀释倍数，具体进水指标以测得数据为准。
1.2 实验流程
采用SBR工艺驯化污微生物，反应器采用两个15L塑料桶。
图1 驯化用反应器
1.3 实验用污泥来源
实验用污泥取自深圳市南澳码头，在码头生活聚居区有一条排水沟，白天由生活污水冲刷，晚上海水倒灌，此处微生物常年经海水和淡水的反复冲刷。考虑到最终培养目标是活性污泥能处理较低盐度的污水，故取泥时间选在白天。
1.4 分析项目及方法
测试项目主要有：化学需氧量（COD）、氨氮、总磷、MLSS、MLVSS、SVI等。
1.4实验步骤
1.4.1 活性污泥的培养
所用污泥取自南澳生活污水排海沟，取回后镜检发现微生物种类丰富，易于沉降。将菌种置于容器中进行间歇培养。培养阶段，每天换一次水（5L），连续曝气22小时，静沉1个小时换水1个小时，并监测各项指标，观察污泥增长情况、沉淀性能及有机物的去除效率。
由于取回的污泥中有机物的含量较低，故培养时间较长。经过2～3d的闷曝后，容器内出现较小絮状体。污泥的颜色由黑色变为灰黄色。再进过两周的培养污泥的沉降性能良好，污泥浓度达到3000mg/L左右，并且对高浓度有机物的去处率较高70%以上。但是生物相趋于单一化，游离微生物占主体，此类微生物体型较小，但非常活跃。
1.4.2 正式驯化阶段
1、含100%海水阶段，连续培养22天，至COD、氨氮、总磷去除率达到相对稳定，此时把反应器中污泥平分到两个15L的容器中，一组反应器在100%海水条件下培养微生物；另一组改变进水盐度，逐渐培养微生物适应较低盐度的生活污水。
2、含80%海水阶段，连续培养15天，各项指标相对稳定后进入第三阶段。
3、含60%海水阶段，连续培养23天，各项指标相对稳定后进入第四阶段。
4、含40%海水阶段，连续培养10天，各项指标满足城镇污水排放二级标准后进入第五阶段。
5、测定40%海水比例生活污水在一个周期中的污染物去除规律。
6、在进行适应低盐度微生物驯化的同时，继续在100%海水中培养滨海微生物，观察其对营养物质的去处情况，在经过两个月培养后观测在一个周期内污染物去除规律。
2 结果与讨论
2.1 海水在污水中占不同比例时，滨海微生物在短期驯化下对营养物的去除效果
不同盐度下各个阶段最后三天的COD、氨氮、总磷的平均运行指数见表4。
由图可以看出在驯化过程中盐度的改变对驯化的微生物有一定的影响，由进水海水比例由100%变为80%时，原反应器一分为二，考虑到初次盐度减低可能导致细胞胞溶现象的发生，故加大进水营养物的浓度，结果显示在有机物浓度较高时出水效果较差，在经过10天左右的调整期后，污染物去除效率增大；进水海水比例由80%降为60%时，微生物去除效率受较大影响，COD去除率一度接近40%，但是经过较短驯化时间后COD去除效果可恢复至80%以上；进水海水比例由60%降为40%时，由于在盐度改变前期曝气原因致使污泥变黑，COD去除率有一定波动，但是改变盐度后COD去除效率未受到明显影响。
在实验中发现随着盐度的改变氨氮的去除率有一定的改变，在较低盐度下氨氮的去除效率高于高盐度。但总磷的去除率一直较高，受盐度影响并不明显。
2.2驯化结束后考察污泥对COD及氨氮的去除效果
在两个反应器中分别加入低浓度的人工配制的污水，自加入污水后每1个小时取样，所取水样均过滤，避免悬浮物带来的干扰。
图三 100%海水比例中驯化后COD去除情况
图四 驯化至40%海水比例时COD的去除情况
由以上两个图中可以看出 驯化后滨海污泥在100%及40%比例海水中COD均可达到较好的去除率，但由于目的盐度驯化时间的不同，100%海水比例情况下在3小时时间内已经达到城镇污水排放标准，而40%海水比例在4小时时间内同样达到处理效果。
图五 驯化至40%海水比例时氨氮的去除情况 图五 100%海水比例中驯化后氨氮去除情况
由以上两图可以看出驯化后的滨海微生100%海水比例下需要8小时左右才可以达到较低浓度与18小时后的处理效果相当；但40%海水比例下5小时左右已经接近18小时的處理效果。故在选择反应时间时应综合考虑，选择最佳的水力停留时间。
2.3海水在污水中占不同比例时，滨海污泥沉降性能的变化
海水比例在100%、80%、60%、40%情况下，MLVSS保持在3000mg/L左右，SVI值在50～100mL/g，污泥沉降性能良好。当MLVSS为3000mg/L左右时，海水比例在100%、80%情况下SV30一般只有20%左右；而当海水比例降为60%、40%时，SV30升高到30%左右为。
2.4滨海微生物驯化过程中生物相的变化
作者在实验中发现处于潮汐带的滨海地区污泥在白天淡水中生物相丰富，污泥中存在原生动物及后生动物，取回后在100%海水中培养的前三天仍镜检到有后生动物的存活，但当在100%海水比例中培养6天后观测到极少数后生动物的存在，污泥中以豆型虫为主。在后续培养实验中镜检发现微生物的主体是豆型虫，由于豆型虫属于游离型生物，因此对只通过自然沉降后的出水污染物指标有一定影响。
3结论
①进水为实验配水情况下，海水比例为100%或40%时，取自海滨地区的污泥驯化到海水比例为40%后，经培养稳定一周后发现对COD、氨氮、总磷有较高的去除率，进水COD在400～700mg/L时，COD去除率可达到85%以上，出水COD在50mg/L左右；氨氮去除率大于85%，出水氨氮小于5mg/L；总磷去除率大于90%，出水总磷小于1mg/L。满足城市污水厂出水要求。
②由滨海污泥驯化后的活性污泥，当海水比例由80%降为60%时所受影响较海水比例由60%降为40%时大。
③驯化结束后发现，100%盐度下污泥在3小时后COD即可达到城市污水厂一级出水标准，而40%盐度下的污泥需要4个小时左右；对氨氮的去除情况正好相反，40%盐度下污泥在5小时后可达标，而100%盐度下污泥需要8小时左右。综合考虑，建议利用此类污泥时活性污泥工艺曝气时间在100%盐度时为8小时，40%盐度时为5小时。
④在整个驯化期内，污泥沉降性能良好，无污泥膨胀现象发生。且高盐度中污泥沉降性能好于较低盐度。
⑤试验发现在高盐度下后生动物很难生存，即使取自潮汐带的污泥所含后生动物在短期内可存活，但经较长时间后逐渐消失，培养后污泥中微生物的主体为游离型的豆型虫。
参考文献：
[1]刘正.高含盐废水生物处理技术探讨.给水排水，2001，27（11）：54～56.
[2]张雨山、王静等.利用海水冲厕对城市污水处理的影响.中国给水排水，1999，15（9）：4～6.
[3]尤作亮，蒋展鹏等.海水直接利用及其环境问题分析[J].给水排水.1998，24（3）：64～67.
[4]崔有为，王淑莹等.海水代用及其含盐污水的生物处理.工业水处理.2005，25（10）：1～5.