嗜盐菌处理含盐有机工业废水的研究进展

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高含盐量废水是指含有有机物和至少3. 5%的总溶解固体物TDS（ To tal Di sso lv ed Solid）的废水[1 ] ，在这些废水中除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl- 、SO2-4 、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[2～ 4 ]。因此有必要探讨在高盐环境中仍能降解有机污染物的特殊微生物，即耐盐微生物和嗜盐微生物。本文研究的重点是嗜盐菌。嗜盐菌一般生长在盐湖、盐碱湖、死海、盐场和海洋中，我国嗜盐微生物资源十分丰富[5 ]。由于嗜盐菌具有独特的结构组成、生理功能和代谢产物，许多学者对其在生物电子、能源开发、发酵生产、环境保护等领域开展了应用研究[6 ]。本文对嗜盐细菌的形态、生理特性、遗传等特性作了详细描述，并综述了利用其特性对高含盐量有机工业废水进行生物处理的应用研究。


盐对常规生化法的影响
1937年， Zo bell等[20 ]首次通过实验研究了盐对处理有机废水的影响，他们用从生活污泥、土壤和海水接种来的微生物处理含盐废水，结果发现，在含盐度为28% 介质中三种不同来源的微生物存活率分别为0%、小于1% 、小于2% 。盐对常规生化法的影响主要有以下四个方面：


（ 1） 对出水水质影响处理系统对离子的浓度变化很敏感，当系统突然受含高盐废水的冲击时，则系统的有机物去除率降低、微生物呼吸速率降低、SV I增大、出水BOD5、SS升高[21 ]。盐度突增2% 就能对系统产生显著破坏，因此，保持盐浓度的稳定是工程设计中主要考虑因素之一[22 ]。


（ 2） 对生物活性影响盐浓度的增加将破坏生物的代谢功能和降低生物的降解动力。在含盐3. 5%的系统中， 每毫克污泥降解总有机碳能力从0. 3mg /h降低到0. 12 mg /h[ 8 ]。


（ 3） 对生物种类的影响盐度的增加，使处理系统中的原生动物和丝状微生物减少[22， 23 ] ，出水的悬浮物浓度一般高于100 mg /L。


（ 4） 耐盐度的极限许多文献表明[8 ， 9， 21] ，盐度超过3%～ 5% 的废水不能用常规的生化法处理。

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在工业生产和日常生活中，含盐废水的排放已成为环保领域亟待解决的重要问题。这类废水主要来源于食品加工、制药、化工、石油天然气开采以及海水淡化等行业，其中含有大量无机盐如氯离子（Cl-）、硫酸根离子（SO4^2-）、钠离子（Na+）、钙离子（Ca2+）等，以及可能存在的有机污染物。高浓度盐分对环境和生物具有显著影响，包括破坏水体生态平衡、造成土壤盐碱化以及阻碍污水处理设施正常运行等危害。因此，有效处理含盐废水，降低其盐分含量至安全可排放标准是至关重要的。

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高盐废水是水处理领域的一大难点，电渗析、焚烧法、膜分离法、蒸汽压缩法等均有一定的处理效果.但此类方法的投资运行费用较高，易造成二次污染而难以在实际生产过程中推广应用.生化法因处理费用较低、应用范围广且不易造成二次污染而被广泛利用.常用的生物法包括传统活性污泥法、SBR法、MBR法、好氧颗粒污泥法以及厌氧生物处理法等.系统中适量的无机盐不仅促进微生物生长过程中的酶反应，还能够维持膜平衡、调节渗透压.但盐度一旦过量，就会对微生物的生长起到抑制作用，甚至会致使微生物死亡，其主要原因在于：废水盐度较高时会使微生物的渗透压升高，使微生物脱水导致细胞原生质分离;盐度较高时会使细胞脱氢酶的活性降低;废水中的Cl-会对微生物有毒害作用，甚至会杀死微生物;使得水的密度增加，造成活性污泥上浮而流失.
　　国内外很多研究表明，生物法可以高效地处理高盐度废水.但随着系统盐度的增加，微生物需要一段时间的适应过程.系统盐度的变化会引起微生物代谢途径的变化以及微生物群落的显著变化.本文通过逐渐提高系统的盐度，探究不同盐度下活性污泥的性质以及微生物群落的变化，并测定不同盐度下活性污泥中微生物的脂肪酸和DNA，对处理实际的含盐废水有较大的意义。

结论

　　(1) 系统的盐度显著影响活性污泥的活性和沉降性能，随着盐度的增加，系统对废水COD、NH4+-N的去除率以及SVI值均有所降低.经过一定时间驯化后，在系统盐度在2%的条件下，COD和NH4+-N的去除率基本稳定在80%和75%左右，SVI值从开始的89 mL·g-1下降到34 mL·g-1.

　　(2) 随着系统盐度的增加，革兰氏阴性菌优势菌种的位置逐渐被真菌和放线菌取代，而革兰氏阳性菌依然为优势菌种;盐度对真核生物的生长影响不大，对AM菌和厌氧菌起到抑制作用.

　　(3) 驯化后的活性污泥可较好的处理含盐结晶紫废水，经24 h生化处理，结晶紫废水的降解率可达76.8%.

　　(4) 随着盐度的增加微生物的多样性逐渐减少，其中酸胞菌属、丽水菌属、产黄杆菌、红菌含量升高，产黄杆菌成为优势菌种，变形菌属、黄色单胞菌、硝化螺菌属含量下降.

　　(5) 加入结晶紫染料的活性污泥中红细菌属、丽水菌属含量有所增加，产黄杆菌、农杆菌属含量减小.加入MNPs的结晶紫-活性污泥中酸胞菌属、产黄杆菌含量增加，红细菌属、农杆菌属含量减小.