無機鹽對生物有抑制作用，當鹽(NaCl)質量分數(shù)>1%時會造成質壁分離或細胞失活〔‘〕，嚴重影響廢水處理效果和出水水質。淡水環(huán)境的微生物不能在含較高鹽濃度的環(huán)境中生存，多數(shù)研究表明普通活性污泥不能處理含鹽質量分數(shù)3%一5%的廢水。

　　處理過程中主要面臨以下四個問題

　　(1) 普 通 活性污泥對離子濃度的變化敏感。系統(tǒng)受鹽沖擊后，有機物去除率下降，出水懸浮固體增加。通常鹽質量分數(shù)變化0.5%一2%會干擾系統(tǒng)性能。鹽濃度的快速變化比緩慢變化產(chǎn)生更大的負作用。即使是馴化污泥，要保證系統(tǒng)有好的處理效果，也要求有相對穩(wěn)定的離子濃度。

　　(2) 鹽 濃度 的增加干擾了細胞正常的代謝功能，降低降解動力。因此含鹽廢水應在低的F/M值下處理。

　　(3) 出 水 懸浮固體增加。鹽濃度的增加減少了污泥中原生動物和絲狀菌的數(shù)量，影響了污泥正常的絮凝和沉淀過程。

　　(4) 普 通 活性污泥適應能力有限，一旦菌種適應了高鹽環(huán)境，就喪失了在低鹽環(huán)境生存的能力。國 內(nèi)外 很 多學者都對含鹽廢水生物處理可行性進行了研究，力求找到一種處理含鹽廢水經(jīng)濟有效的方法。

　　1 普通的好氧或厭氧污泥F.K a r gi等 〔’〕在曝氣池中以Z.ra migera為菌種處理不同含鹽質量分數(shù)(0一5%)的廢水。研究發(fā)現(xiàn):鹽質量分數(shù)<1%時，COD去除率約85%，變化很小。鹽質量分數(shù)>1%時，COD去除率迅速減少，當鹽質量分數(shù)為5%時，COD去除率減少到60% o COD去除速率也隨鹽濃度的增加而降低。污泥產(chǎn)量系數(shù)為0.47-0.5，隨鹽濃度增加而略減少。M. F. H a moda等[(a)在完全混合式活性污泥反應池，生物固體停留時間為3一20 d，單位VSS的COD污泥負荷率為0.5-2.0kg/(kg"d)的條件下，研究了淡水和含鹽廢水(含NaCl 10 g/L或30 g/L)活性污泥系統(tǒng)的性能和動力學模型。結果表明:COD去除率和出水水質并沒有惡化，COD去除率為93%-99%，并隨污泥停留時間的增加而增加。鹽濃度的增加促進了適鹽微生物的生長，增加了反應池中的污泥濃度。動力學分析中，將普通活性污泥的動力學模型成功地應用于含鹽廢水，并根據(jù)試驗結果得到模型參數(shù)。由模型可知，當NaCI濃度增加，基質利用常數(shù)減少而污泥產(chǎn)率系數(shù)增加。C.D ah l等 〔，〕用活性污泥系統(tǒng)研究了熱電廠濕式脫硫廢水(具有高Cl-、高含氮化合物、高溫)的硝化和反硝化作用。試驗表明:經(jīng)過足夠的馴化階段，并逐步提高溫度和Cl濃度，活性污泥系統(tǒng)能夠處理高溫、高鹽廢水。在309C,Cl一質量濃度20g幾條件下，該系統(tǒng)仍能正常運行。此時單位VSS最大的硝化和反硝化速率以N計分別為2 mg/(g"h)和3 mg/(g-h)。適當?shù)牟僮鳁l件下，Cl一和N02一對硝化的抑制作用有限。T. P a nsw ad等〔“〕采用未馴化和馴化的活性污泥研究了合成的含鹽廢水對厭氧/兼氧/好氧過程的沖擊性能。當NaCl質量濃度由0增加到30 g/L時，未馴化系統(tǒng)COD和氮去除率分別由97%,88%降到60%,68%;馴化系統(tǒng)的COD和氮去除率分別由90%,85%降到%,70%。兩個系統(tǒng)的磷去除率都很低。相比于未馴化系統(tǒng)，馴化系統(tǒng)受到?jīng)_擊后需要更短的時間恢復到穩(wěn)定狀態(tài)。并得出如下假設和結論:反硝化菌比硝化菌更耐鹽沖擊;聚磷菌比硝化菌、反硝化菌和異養(yǎng)碳細菌對鹽濃度的變化更敏感。N. In t ras ungkha等〔’〕在SBR反應器中以活性污泥為菌種研究含鹽廢水對營養(yǎng)物(氮、磷)去除效果的影響。試驗結果表明:當進水鹽質量分數(shù)低(含 NaCl0. 03%- 0 .2%)時，系統(tǒng)中營養(yǎng)物去除效果好;而鹽質量分數(shù)為0.5%時，生物除磷困難。J.L .C am pos等〔‘〕在活性污泥硝化池中加入氨(NH4*一N)負荷率為1-4 g/(L-d)的含鹽廢水。在進水鹽濃度達到525 mmol/L前，氨硝化效率幾乎為100%。超過這一濃度，硝化效率顯著降低。高含鹽濃度不會對污泥的物理性能產(chǎn)生長期的影響，產(chǎn)生的污泥區(qū)域沉降速率為 5一7 m/h，單位VSS的污泥體積指數(shù)SVI為11.4 mUg，這使得反應池中有可能保持高污泥質量濃度(20 g/L )。并指出活性污泥系統(tǒng)能夠用來硝化含高氨和高鹽濃度的廢水。近幾 十 年 來，厭氧生物技術迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一大批高效的厭氧反應器，這些反應器中生物固體濃度很高、泥齡長、處理能力大大提高，它們已經(jīng)廣泛應用于高濃度的工業(yè)廢水中。高濃度的鈉離子或氯離子會對厭氧生物處理產(chǎn)生抑制作用，但是厭氧或兼氧微生物對鹽的適應性和其他離子產(chǎn)生的拮抗作用會減輕鹽對生物的毒害作用〔9,10)，因此厭氧法能夠用來處理含鹽廢水。L. G u err ero等〔11)用中溫厭氧濾池處理高氨、高鹽的海產(chǎn)品加工廢水。運行過程中分階段逐步提高進水有機負荷和含鹽量。當有機負荷COD達到5k歲(m'- d) ，含鹽(以Cl一計)為7.5g /L時，COD去除率仍保持>80%。并提出足夠時間的馴化階段對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要性。L.H . J. V redenbregt(12 3等 用生物流化床進行電廠煙氣脫硫廢水的硝化和反硝化。不加人介質時，Cl一質量濃度達到20留L 時，穩(wěn)定的硝化過程能夠發(fā)生。當加人多孔燒結飛灰做介質，在含C1一質量濃度34 g/L時都可能發(fā)生硝化過程。硝化菌比反硝化菌有更強的耐鹽性。在C1一質量濃度>45 g/L時，生物硝化過程都很穩(wěn)定。從 以 上試 驗結果可以看出:關于無機鹽對生物影響的結論還不統(tǒng)一。有些研究者認為無機鹽影響了生物活性〔3,6);而某些學者認為無機鹽對污泥性質沒有產(chǎn)生負作用 (4,8)。這可能是由于試驗中鹽濃度變化范圍、菌種適鹽能力以及廢水成分的不同造成的。污泥馴化后，可以增強抗鹽沖擊能力，但其適應能力有限。

　　2 嗜鹽菌

　　根據(jù)細菌在最佳生長狀態(tài)的鹽需求量，可分為非嗜鹽菌、海洋菌、中度嗜鹽菌和極端嗜鹽菌。嗜鹽菌對鹽有特殊的適應性和需要性，它主要生長在鹽湖、鹽沼等地。由 于 嗜 鹽菌在高鹽環(huán)境下能夠在細胞內(nèi)聚集K'離子和小分子極性物質，調節(jié)細胞滲透壓，維持胞內(nèi)外滲透壓平衡，幫助從高鹽環(huán)境獲取水，并且這些極性分子可以迅速合成和失去，快速適應外界的環(huán)境變化。嗜鹽菌的蛋白質中含有過量的酸性氨基酸和非極性的殘余物，過量的酸性物質需要陽離子平衡附近的負電荷，所以嗜鹽酶只有在高鹽環(huán)境下才能保持活性{，，，“〕。C.R . W o olard等[(2)用從大鹽湖分離出的一種中度嗜鹽菌在SBR反應器中處理含鹽質量分數(shù)為15%的苯酚廢水，經(jīng)過7個月的運行，苯酚平均去除率達到>99.5%。出水懸浮固體質量濃度約50 mg/L，低于普通污泥處理的含鹽廢水出水的懸浮固體。F.K ar gi 等〔‘〕用合成的含鹽質量分數(shù)為0一10%的廢水在連續(xù)的生物轉盤中試驗，試驗過程中研究了嗜鹽菌的加人、A /Q比值(盤表面積/進水流量)、COD負荷率和鹽濃度對系統(tǒng)性能的影響，并且還建立了一個數(shù)學模型來描述系統(tǒng)運行過程。為了使進水COD達到5 000 mg/L時，懸浮顆粒仍然保持活性，液相進行曝氣。結果表明，COD去除速率和效率隨著A IQ比值增加而增加，卻隨著COD負荷率和鹽濃度的增加而減少;嗜鹽菌的加人增加了COD的去除效率，尤其在鹽的質量分數(shù)<3%的情況下。動力學分析得到鹽抑制常數(shù)K,=112 kg/m'oB. M . Pe yton等〔15〕將五種不同的嗜鹽菌放在含鹽質量分數(shù)為10%，以酚為培養(yǎng)基的介質中培養(yǎng)。這五種菌都能將50 mg/L的酚降解到<2 mg/L。其中一種菌能降解初始質量濃度為320 mg/L的酚溶液。動力學分析表明:酚降解與酚濃度成零級關系，污泥增長量與污泥濃度成一級關系。初始酚質量濃度為50 mg/L時，它們的污泥比增長速率在0.22-0.32 h-'，與非嗜鹽菌降解酚的污泥比增長速率近似;單位酚的細胞蛋白質產(chǎn)率在0.19 - 0.28 mg/mg ,與非嗜鹽菌降解酚的細胞蛋白質產(chǎn)率近似。污泥比增長速率隨初始酚濃度的增加而降低，基質的抑制作用可能對嗜鹽菌的酚降解速率起著一定的作用。F.K ar giI '6)在生物轉盤中，以嗜鹽菌和活性污泥的混合污泥為菌種研究了含鹽廢水生物降解的經(jīng)驗模型。試驗結果表明，COD去除率隨A IQ的增加而增加，隨進水COD和鹽濃度的增加而減少。系統(tǒng)對A /Q、進水COD比對鹽濃度更敏感。系統(tǒng)A IQ值大，能夠處理高強度(初始COD為5 kg/m3)和高含鹽量(鹽質量分數(shù)為5%)的廢水，COD去除率>90%o由以 上 試 驗可看出:高含鹽廢水不經(jīng)稀釋和預除鹽就能直接被嗜鹽菌降解，嗜鹽菌可用來處理含鹽質量分數(shù)5%的廢水。對于極端嗜鹽菌，它們的生長需要高濃度的 NaCl(質量分數(shù)>12%)，最適生長質量分數(shù)為20%一25%，甚至在飽和的NaCl中也能生長〔‘，〕。嗜鹽菌在高鹽濃度下生長良好，對鹽有特殊的適應性和需要，因此適合用來處理高含鹽廢水。3 酵母菌耐鹽 酵 母 菌已被應用于發(fā)酵行業(yè)，如醬油生產(chǎn)〔18)和單細胞蛋白質的生產(chǎn)。這些酵母菌能在高鹽、高糖環(huán)境中生長良好。有些酵母菌甚至還能在飽和鹽濃度下生長〔19)0與嗜 鹽 菌 不同，酵母菌通常不依生存。當它們受到鹽水沖擊時，細胞萎縮〔20)。一旦它們長時間地適應后，細胞體積恢復〔21,22)。對數(shù)生長期細胞比穩(wěn)定期細胞具有更強的耐鹽性〔23)。這種耐鹽性包括了很多復雜的反應和機理:(1)具有有效的離子輸送泵，及時排出細胞內(nèi)Na+等有毒物質;原生質膜中存在Na+一三磷酸腺A (ATP)酶和Na+/H十反向載體，Na+一ATP酶活性不受鹽影響，有利于細胞內(nèi)保持較低的穩(wěn)定的Na+濃度〔21,24) 0( 2)具有保護性物質海藻糖。脫水的干細胞內(nèi)大部分的水被海藻糖取代，改變了細胞內(nèi)水的結構和動力，降低了細胞膜和蛋白質的環(huán)境溫度，因此抑制了細胞的生物活性，保護細胞不會自我分解;并且海藻糖有利于蛋白質的穩(wěn)定，在水合細胞內(nèi)，海藻糖穩(wěn)定了周圍水的結構〔25)0 ( 3)具有有效快速的新陳代謝途徑合成多元醇;在高鹽濃度下，耐高滲透壓酵母菌產(chǎn)多元醇的代謝途徑改變〔26〕0耐鹽 酵母 菌可以用來處理高有機物、高含鹽廢水。它比普通的好氧或厭氧細菌處理效果更好。在高鹽條件下，酵母菌的基質利用率、污泥最大比增長率、半速率常數(shù)以及營養(yǎng)物去除能力更高〔27,0G. T . S h in等〔28〕用酵母菌Rhodotorular ubra處理泡菜生產(chǎn)廢水，48 h后可以完全除去廢水的酸度，BOD由11 000 mg/L降到<3 200 mg/L，去除率為70%0M. H .C hoi等〔29’用耐高滲透壓酵母菌Pichiaguilliermondii A9處理泡菜生產(chǎn)廢水，24 h后廢水BOD。由1 210 mg/L降到120 mg/L，去除率達到90% 0 NaCl質量分數(shù)為10%時，A9的生長沒有受到抑制;NaCl質量分數(shù)>12% 時，生長速度減慢。Osw al 等(30 )用海生酵母菌Yarrowiali polyticaNCIM3589處理棕桐油廢水，該廢水COD為250 g/L,BOD為11 g/L,TDS為65 mg/L,氯仿為9 g/L。當停留時間為2d時，COD去除率為95%。再加絮凝劑，COD去除率可達99%0目前 ， 耐鹽 酵母菌處理含鹽廢水的實例還較少，其耐鹽機理還沒有徹底弄清，有待于進一步研究。用酵母菌初步降解再用細菌處理，是處理高有機物、高含鹽廢水的可行的有效的方法〔270

　　4 結語

　　普通 的 好 氧或厭氧污泥遭受含鹽廢水沖擊時，可以通過自身的滲透壓調節(jié)機制來適應這種環(huán)境，但其適應能力有限，它們通常不能處理含鹽較高的廢水。嗜鹽菌和耐鹽酵母菌對鹽有特殊的適應性，它們可以在高含鹽廢水中生長繁殖，并且具有較強的降解能力，因此有廣闊的應用前景。今后應加強它們在實際廢水中的研究，提高它們的處理能力。

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