全 文 ：UASB—好氧—混凝工艺处理高盐榨菜废水研究
马 前 1，胥丁文 2，顾学喜 2
（1.上海市虹口区环保局，上海 200086；2.同济大学生命科学与技术学院，上海 200092）
［摘要］ 针对榨菜废水呈高盐、高有机物浓度的水质特征，对 UASB—好氧—混凝工艺处理采用盐脱水工艺所产
生的榨菜废水的效能进行了研究。 试验结果表明，UASB 的最佳反应条件是：盐质量浓度（以 NaCl 计）不超过 46 g/L，
有机负荷不超过 15.0 kg/（m3·d），温度 38 ℃，pH 在 6.8～7.2；而在兼性氧化反应器和好氧接触氧化反应器中，DO 保持
在＞4 mg/L，HRT 控制在 20～24 h 时，COD 的去除率最高；在混凝过程中，当聚合氯化铝（PAC）投加质量浓度为 200
mg/L 时，pH 在 6.4～7.8，出水的 COD 最低。 经 UASB—好氧—混凝工艺处理后，三个工艺段废水 COD 的去除率分别
为 45%、60%、61.7%，出水 COD 约为 78 mg/L，总去除率＞90%，达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准。
［关键词］ 高盐；榨菜废水；升流式厌氧污泥床；混凝
［中图分类号］ X703 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2011）04-0062-04
Study on the treatment of mustard tuber wastewater with high salinity by
UASB-aerobic-coagulation process
Ma Qian1，Xu Dingwen2，Gu Xuexi2
（1. Environmental Protection Bureau of Shanghai Hongkou District，Shanghai 200086，China；
2. School of Life Science and Technology，Tongji University，Shanghai 200092，China）
Abstract： The mustard tuber wastewater is characterized by high salinity and high organic matter concentration.
The efficiency of using UASB-aerobic-coagulation process for treating mustard tuber wastewater from the desalting
technology has been studied. The results show that the best reaction conditions of UASB are as follows： the salt
mass concentration （calculated as NaCl） is lower than 46 g/L，the organic loading not higher than 15.0 kg/（m3·d），
temperature 38 ℃ and pH 6.8-7.2. The removal rate is the highest，when it is in the facultative oxidation reactor and
aerobic-contact oxidation reactor，DO is ＞4 mg/L，and HRT is 20-24 h. The COD of effluent water is the lowest，
during the process of coagulation，when the mass concentration of PAC dosage is 200 mg/L，and pH 6.4-7.8. After
treated by the UASB-aerobic-coagulation process，the wastewater COD removal rates of the three units are 45%，
60%，and 61.7%，respectively，the effluent COD is about 78 mg/L，and the total removal rate is higher than 90%，
meeting the first class of Integrated Standard of Wastewater Discharge （GB 8978—1996）.
Key words： high salinity；mustard tuber wastewater；upflow anaerobic sludge bed；coagulation
榨菜是我国大众十分喜爱的佐餐小菜，已成为
人们餐桌上不可缺少的品种。 但榨菜生产加工过程
中会产生大量的含水溶性有机物，如糖、果胶、有机
酸、多元醇、单宁物质、蛋白质、氨基酸和水溶性维生
素等，以及含高浓度无机盐的废水〔1〕。
榨菜废水若直接排放容易破坏土壤的结构和营
养，使得土壤贫瘠化，危害动、植物的生长，因此越来
越多地引起人们对其的关注。 尽管榨菜废水中的有
机物易生物降解，但其中高浓度的氯化钠却会对微
生物的生长产生抑制作用 〔2 〕， 并且盐质量分数在
0.5%～2%变化时，就能引起系统的严重失稳 〔3〕，故使
用一般的生物工艺处理榨菜废水根本无法达到排放
要求。 我国不少学者开展了针对采用风脱水工艺所
产生的榨菜废水处理的研究，并取得了一定效
果〔4 -7〕。 然而浙江等地腌制榨菜采用盐脱水工艺，其
与风脱水工艺相比， 产生的废水中有机物和盐的含
量更高，对微生物体的影响更大。 因此，笔者采用升
流式厌氧污泥床（UASB）—好氧—混凝工艺处理此
类废水，考察了 COD去除率与有机负荷、盐含量、DO、混
凝剂用量的关系，以期为该类废水的处理提供参考。
第 31卷第 4期
2011年 4月
工业水处理
Industrial Water Treatment
Vol．31 No．4
Apr．，2011
62
1 实验材料与方法
1.1 废水水质
实验用水取自浙江某榨菜加工企业排放的废
水 ，其 pH 4.5 ~5，COD 9 600 ～12 000 mg/L，BOD5
8 500～9 000 mg/L，TOC 在 4 000～4 500 mg/L，Cl -
15 000～20 000 mg/L。
1.2 工艺流程
1.2.1 厌氧处理
厌氧处理采用 UASB， 接种污泥取自慈溪市污
水处理厂的干泥，用待处理废水溶化后，配成含水
率为 90%～95%的污泥，除去大块杂质，静置沉降，去
除上层清液， 第一次往反应器中投加 0.1 m3配好的
污泥，初始盐质量浓度为 9～10 g/L。废水取自工厂的
排水收集池。 UASB 内径 0.6 m，高度 1.8 m，反应区
横截面积 28.26 m2，有效容积 0.5 m3，控制气室容积
约 0.1 m3（占有效容积的 18%～20%），COD 容积负荷
5～10 kg/（m3·d）， 流量 0.225～0.5 m3/d。 温度控制在
（38±1）℃，pH控制在6.8～7.2，碱度 2 000～4 000 mg/L。
为了给 UASB 内的厌氧微生物提供适宜的驯化条
件，启动初期反应器内盐质量浓度一般不超过 20g/L。
此后根据 UASB内 COD去除率的变化情况，逐渐提
高进水 COD，增加反应器的有机负荷，同时监测进
水中的盐浓度， 保证进水盐质量浓度从 2 g/L 开始
缓慢上升， 防止进水盐质量浓度升高太快造成对
UASB的冲击，逐步提高微生物的耐盐性能。 随着厌
氧微生物培养、驯化完成，系统可以稳定维持在一
定的有机物去除率后，最终以盐质量浓度在 40～
44 g/L的原水进水，HRT在 16～22 h。
1.2.2 兼性氧化处理
将 UASB 出水同包装车间的蒸汽冷却水按 1∶2
的体积比混合后进入兼性氧化反应器，以降低好氧
生物处理系统的盐浓度，使盐浓度低于好氧系统所
能承受的毒阈值， 尽可能减轻系统受到的抑制，同
时曝气以便为后续好氧处理提供较充足的溶解氧。
兼性氧化反应器的主要尺寸为 1.5 m×0.6 m×0.5 m，
有效容积为 0.45 m3，内设微孔曝气头。
1.2.3 接触氧化处理
在兼性氧化处理出水进入接触氧化反应器之
前，先对接触氧化反应器中的填料进行生物挂膜处
理：将 200 L 接种活性污泥加入接触氧化反应器内，
再加入 200 L 废水，开启曝气泵，调节曝气量进行曝
气，一段时间后接触反应器内混合液的溶解氧浓度
开始升高。经 36 h曝气后停止曝气，静置 2 h后排除
上清液。此时填料表面附着有生物膜，颜色也由无色
变为土黄色。 继续加入 100 L 废水，重复以上过程。
30 d后，载体表面的生物膜厚度明显增加，且颜色变
为灰褐色，局部位置呈黄褐色。挂膜至第 25—30天，
废水 COD 去除率稳定在 70%以上， 表明填料挂膜
成功。 兼性氧化反应器出水进入挂膜成功的接触氧
化反应器中，DO 保持在≥4 mg/L， 接触氧化反应器
的主要尺寸为 1.5 m×0.6 m×0.5 m，有效容积为
0.45 m3，内设微孔曝气头，HRT控制在 20～24 h。
1.2.4 混凝沉淀池处理
使用聚合氯化铝（PAC）对接触氧化反应器出水
进行混凝沉淀处理，pH控制在 6.4～7.8。 絮凝过程包
括混合、反应和分离 3 个阶段。混合阶段要求药剂能
迅速而均匀地扩散到废水中，并形成微絮凝，因而搅
拌速度要快，但时间要短。反应阶段则要求水流有适
当的速度梯度， 既要为微絮凝的成长创造良好的碰
撞机会，又要防止已形成的絮凝体被打碎，因而搅拌
速度要比混合阶段小，但时间要比较长。混凝沉淀池
的主要尺寸为 0.8 m ×0.2 m ×1 m，有效容积为
0.15 m3，HRT约为 6 h。
UASB—好氧—混凝工艺流程见图 1。
1—调节池；2—沉淀池；3—UASB；4—沉淀池；5—兼性氧化反应器；
6—沉淀池；7—接触氧化反应器；8—混凝沉淀池。
图 1 榨菜废水处理工艺流程
1.3 分析方法
实验所需测定指标和采用的分析方法见表 1。
其他仪器和设备包括：UASB 小试及中试装置、
兼性氧化反应器、接触氧化反应器、恒流泵、恒温水
浴锅、小型气泵、普通光学显微镜、旋转蒸发器等。
2 结果与讨论
2.1 UASB实验
2.1.1 有机负荷同 COD去除率的变化
有机负荷同 COD去除率随时间的变化见图 2。
工业水处理 2011 － 04，31（4） 马前，等：UASB—好氧—混凝工艺处理高盐榨菜废水研究
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表 1 测试项目和实验方法
图 2 有机负荷同 COD 去除率随反应时间的变化
反应器完成初步启动后， 逐渐提高系统有机负
荷，使体系内污泥逐步颗粒化。 从图 2可以看出，在
反应器运行的前 20 d 内，反应器的有机负荷在 2～5
kg/（m3·d），系统 COD 去除率在 29%～37%；但当有
机负荷超过 7.0 kg/（m3·d）以后，COD 去除率下降到
27%～31%；当反应器系统运行稳定之后 ，最后的
15 d里，COD的去除率又上升到 40%左右。
2.1.2 UASB的 COD去除率同盐浓度的变化
COD去除率和盐浓度随时间的变化见图 3。
图 3 COD 去除率和盐质量浓度随反应时间的变化
图 3 中，第 1、14、28天时，分别提高盐质量浓度
到 9.8、27.1、46 g/L，由图 3 可以看出，之后几天系统
的 COD去除率显著下降，说明提高盐浓度梯度太大
对微生物代谢生长十分不利。
从图 3 还可以发现 ，当盐质量浓度在 35.8~
39.7 g/L时，COD去除率为 42%～52%，达到最大。 但
当盐质量浓度超过 39.7 g/L 以后，系统的 COD 去除
率下降明显， 这是由于盐浓度超过一定极限时会抑
制微生物的生长，只有少量能够耐受高盐浓度的极
端嗜盐菌才能够生存下来， 因此当盐质量浓度提高
到 46 g/L 以后 ， 系统的 COD 去除率只能稳定在
40%～43%。
2.2 接触反应器实验
2.2.1 接触氧化反应器的 COD 去除率同盐浓度的
变化
接触氧化反应器中 COD 去除率和盐浓度随时
间的变化见图 4。
图 4 接触氧化反应器出水的 COD 去除率同盐
质量浓度随反应时间的变化
从图 4 可以看出， 前 15 d 内随着盐浓度的上
升，接触氧化反应器的 COD 去除率下降，造成这一
现象主要有两方面的原因：一方面，高盐浓度抑制了
微生物的活性，使其新陈代谢作用减慢；另一方面，
随盐浓度的上升，细胞的溶胞作用加强，细胞组分大
量释放，导致系统的降解速率降低〔11〕。
从图 4 还可以看到，盐质量浓度从 14 g/L 开始
提高到 18.6 g/L， 整个好氧体系的 COD 去除率可以
维持在 61%～68%， 但是继续提高盐质量浓度到
18.6～19.4 g/L 时， 系统的 COD 去除率明显下降，而
且从接触氧化反应器内可以观察到填料的生物膜大
量脱落。 降低盐浓度后，COD去除率逐渐开始恢复，
反应器内生物膜大量增殖。因此，将体系盐质量浓度
控制在 18 g/L 以下， 兼性氧化段和接触氧化段的
COD总去除率可以稳定在 79%～85%。
2.2.2 接触氧化反应器中 DO浓度的变化
DO 采用持续曝气，接触氧化反应器中DO 浓度
随反应时间的变化见图 5。 当体系稳定后，接触氧化
反应器内的 DO质量浓度在 4.7～5.2 mg/L。
图 5 接触氧化反应器中 DO浓度随反应时间的变化
分析项目 测试方法 测试仪器和设备
pH 电极法 WTW 多功能参数仪 Multi 350i
溶解氧浓度 电极法 WTW 多功能参数仪 Multi 350i
盐质量浓度 电极法 WTW 多功能参数仪 Multi 350i
Cl-浓度 氯离子滴定法 雷磁自动电位滴定仪 ZDJ-5
COD 重铬酸钾回流滴定法 蒸发回流和滴定装置
BOD5 呼吸法 WTWBOD测定仪OxTop OC10

试验研究 工业水处理 2011- 04，31（4）
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溶解氧浓度是供氧速率和耗氧速率的差值，在
供氧速率相同的情况下， 溶解氧浓度间接反映了耗
氧的情况。 从图 5可以看到，在第 5—15天，随着盐
质量浓度从 15.8 g/L 提高到 19.5 g/L，系统在接触氧
化段的 COD去除率明显下降。 由于盐浓度的升高，
对微生物的抑制作用导致了微生物呼吸作用的加
强，但是微生物耗氧速率增加，不是为了有机物的降
解，而是为了能够抵御高盐环境所产生的伤害 〔8〕，因
此 COD去除率反而下降。
2.3 混凝沉降实验的结果及讨论
采用 PAC 对接触氧化的出水进行混凝实验。
在 12 ℃下 ，PAC 投加质量浓度为 50 ～300 mg/L，
以90 r/min快搅 1 min，40 r/min 慢搅 20 min 后，静置
沉降 30 min，观察沉淀的形态和出现的时间 ，计
算不同条件下的 COD 去除率 ，结果见表 2。 可
以看出，相同实验条件下，当 PAC 质量浓度为 200
mg/L时 ，出 水 的 COD 最 低 ，COD 去 除 率 仅 为
61.7%。
各工序段 COD的变化见表 3。
表 3 各工序段 COD 的变化
2.4 运行费用分析
试运行期间，处理水量为 0.5 m3/d，耗电量约为
1.5 kW·h/d，电价按 0.97 元/（kW·h）计，则耗电费用
为 2.94 元/m3；絮凝剂投加量约为 0.1 kg/d，单价为
3 600 元/t，费用为 0.72 元/m3；用碱量约 0.4 kg/d，单
价为 2 100 元/t，则费用为 1.68 元/m3；平均人工费用
为 0.26 元/m3；合计总处理费用 5.6 元/m3，运行费用
较为低廉。
3 结论
（1） 采用 UASB—好氧—混凝工艺处理高有机
物的榨菜废水可行，且该工艺处理成本仅为 5.6 元/m3，
具有推广价值。
（2） UASB高效运行的关键是：整个反应器在有
机负荷不超过 15.0 kg/（m3·d）的条件下逐渐提高负
荷培养颗粒化污泥、盐质量浓度不超过 46 g/L 下逐
渐提高进水盐浓度以驯化和培养耐盐、嗜盐微生物。
（3） 整套工艺的实验结果表明：UASB—好氧—
混凝工艺解决了高盐榨菜废水处理的难题，且处理
效果良好稳定， 出水 COD 约为 78 mg/L， 出水水质
达到 《污水综合排放标准 》（GB 8978—1996）一级
标准。
［参考文献］
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系统的影响［J］.环境工程，2004，22（1）：19-21.
［作者简介］ 马前（1962— ），2002 年毕业于同济大学，博士，副教
授，主要从事环境保护与管理方面的研究。 电话：021-
25658540，E-mail： maq5558@hotmail.com。
［收稿时间］ 2011-01-07（修改稿）
表2 混凝沉降实验结果
项目 PAC 质量浓度/（mg·L-1）
絮体出现
时间/s 絮体性状 絮体大小 pH
进水 COD/
（mg·L-1）
出水 COD/
（mg·L-1）
1 50 52 特细颗粒 最少 7.64 203.4 172.0
2 100 48 疏松颗粒 较细 7.68 203.4 110.3
3 150 40 疏松颗粒 最细 7.71 203.4 87.1
4 200 30 密实颗粒 最粗 7.66 203.4 77.9
5 250 38 密实颗粒 中等 7.69 203.4 112.4
6 300 46 密实颗粒 最多 7.72 203.4 121.4
工序 COD/（mg·L
-1） COD去除
率/%进水 出水
UASB 9 500 5225 45.0
兼性氧化反应器 1 742 948.2 45.0
接触氧化反应器 948.2 203.4 78.5
混凝沉淀池 203.4 77.9 61.7
工业水处理 2011 － 04，31（4） 马前，等：UASB—好氧—混凝工艺处理高盐榨菜废水研究
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