近年来分散染料行业日益严重的水污染问题被广泛关注。分散染料生产过程中排放的废水，含有大量难降解有机物，如乙萘酚、苯胺、氯苯、三聚氯氰和乙二胺等10余种高毒性污染物，具有高盐（总盐质量分数≥1%）、高有机、高特征污染物、毒性强、难降解等特点^〔1〕。该类废水能否得到有效治理已经关系到分散染料行业的正常发展。

目前，分散染料废水常用的处理方法有物理法、生物法、化学氧化法和物化-生物联合法等^〔2-4〕。这类废水成分复杂，含盐较高，污染严重，必须有效处理后才能排放。由于该类废水水量较大，采用其他处理方法成本较高，生化处理仍是首选主体方法。而废水中有毒有机物较多，可生化性极差，普通的活性污泥法已无法满足现行严格的工业废水处理排放标准，常采用复杂的多级物化-生化组合工艺对工业废水进行有效的处理。包括混凝-水解酸化-生物接触氧化法、铁碳微电解-水解酸化-生物接触氧化法、电解絮凝-生物炭滤池法、微电解-膜过滤法^〔5〕、物化预处理-曝气生物流化床（ABFT）等，各工艺均有其独特的优势，但也存在一些不足之处。ABFT是近年来兴起的专门针对高氨氮废水处理的工艺^〔6〕，高密度曝气生物反应器（MABFT）^〔6-7〕工艺是煤科院在ABFT工艺基础上改进的针对化工废水处理的工艺，其利用曝气生物流化床及专用生态膜填料，通过串联式模块设计及梯度设置，为微生物提供不同的生长环境，确保菌种的数量、浓度与活性。本研究采用MABFT工艺对高盐分散染料废水进行生化处理试验研究，考察其处理效果，并通过效果对比筛选出最佳运行参数，为企业后续工程化废水处理以及纳管排放提供参考。

实验用水取自杭州某化工企业原污水处理站调节池。车间分散染料滤饼、木质素、MF分散剂等产品生产废水（含苯胺、氯化镁、氯化钠等）经脱盐脱氨蒸发后和低浓度废水（含漂洗水、设备清洗废水、车间地面冲洗水、初期雨水、生活污水和循环系统更换水等）完全混合后统一进入调节池，主要水质：COD≤2 000 mg/L、氨氮≤300 mg/L、苯胺≤200 mg/L、总盐质量浓度≤20 000 mg/L，具有成分复杂、高含盐量、污染物浓度高且结构稳定难生物降解等特点。实验进水量为300 L/d。

厂区内高浓度母液废水前预处理工艺见图1。本中试试验通过考察MABFT工艺对混合预处理后的高盐染料废水的处理效果来确定较优工艺参数。

试验所用的MABFT反应器流程如图2所示。

高密度曝气生物反应器（MABFT）为聚丙烯（PP）材质长方体容器，有效容积200 L，内含载体填料、提升泵、回流泵、曝气泵（由流量计控制气量，控制气水比为20:1）、恒温加热棒等。生物载体填料针对高盐、高浓度有机化工废水特点而研发，投配体积比为25%，填料适用pH在3~10，适用温度为12~ 35 ℃，填料比表面积大，MLSS可达到6 000~20 000 mg/L，BOD₅的容积负荷为4~8 kg/（m³·d）。

生化污泥取自附近化工厂区污水处理站好氧池混合液沉淀后污泥。进水前经过配水调试以及菌种的活化培养，通过显微镜对活性泥团和微生物菌体的观察计量以及进出水的数据检测，当微生物菌体成倍增加同时出水达标，则认为MABFT挂膜成功，继续进行后续实验。

COD测定采用国标快速法测定，总含盐量测定采用重量法，所有数据均为平行取样测定值的平均值。

高盐废水对生化处理极为不利，废水中盐浓度的波动对生化处理影响较大。盐浓度越高，污泥驯化时间越长，对微生物的破坏也越大，影响处理效果，因此试验通过水量的缓步提升来考察生化处理效果，结果见图3。

前期挂膜驯化完成后，经5 d的20%负荷间歇性进水对生物菌种做适应性驯化，并对装置内废水进行置换，通过观察，污泥性状无不良变化，沉降性较好，因此试验初期按40%的负荷即60 L/d的水量开始连续进水，原水一次取样配制后待用，确保盐质量浓度在18 000~22 000 mg/L范围内，COD维持在1 500 mg/L（添加葡萄糖调配）。

跟踪运行观察一周后，发现污泥沉降效果较好，出水较清，MABFT系统对COD的平均去除率达87%，效果良好，且出水COD稳定在300 mg/L以内。

由图3可以看出，MABFT工艺对高含盐量的分散染料废水处理效果较好，运行中SV₃₀在30%~40%，沉降效果较好，污泥性状无明显恶化现象，因此10 d后进一步提高进水负荷，并观察系统的处理效果。

如图3所测数据，当进水负荷提升到60%，即HRT为27 h时，MABFT系统对高盐废水的处理也能达到平均COD去除率80%以上的效果，出水COD稳定控制在300 mg/L以下。同时较40%负荷时的处理效果有所降低，说明随着盐度的增加系统内部分非耐盐和低耐盐生物逐渐被淘汰，处理效率有一定下降。同样，Y. Liu等^〔8〕通过对活性污泥的16S rRNA及FISH分析，研究了污泥中的种群多样性变化，结果显示：除了少量的新类群出现外，变形杆菌和黄杆菌占93%左右。A. Uygur等^〔9〕研究了废水COD、NH₄⁺-N、PO₄^3--P的去除率随盐浓度提高的变化规律。结果表明：盐度不同程度地影响高盐废水的处理效果，PO₄^3--P的去除率降低幅度较大。同时，盐度的增加破坏了活性污泥内原有的群落结构，污泥性能变差。

进水负荷60%条件下稳定运行6 d后，进一步提升负荷至90%。根据图3结果分析，进水负荷为90%的前5 d，出水COD在400~600 mg/L的范围内波动较大，去除率在50%~67%，较60%负荷时下降较大。这与盐度的进一步增加有关，当盐度达到较高水平时，仅有少数的高耐盐菌和嗜盐菌能够存活，生物系统的代谢处理功能显著降低，这从污泥沉降性能的影响可知。王淑莹等^〔10〕研究表明，无机盐改变了絮凝体的形态和结构，随着盐度的升高，污泥指数降低，污泥的沉降速度加快。继续运行10 d后，出水COD开始逐渐下降，污泥沉降指数开始回升，分析认为应该是高耐盐菌和嗜盐菌群逐渐成为优势菌群。

随着35 d负荷提升阶段的驯化，系统内已驯化出具有高降解活性的耐盐污泥，驯化后的活性污泥能较好地抵御高盐度的冲击负荷，但满负荷条件下的运行仍未进行，设计标准也未达到。因此，接下来将系统进水负荷提升到满负荷，通过连续驯化处理，考察验证工艺对高盐分散染料废水的处理效率以及运行稳定性。

实验结果如图4所示。经过13 d的监测观察，进水COD为1 500 mg/L时，出水COD在400~550 mg/L的范围内波动，波动幅度较小，且集中在500 mg/L左右，去除率在63.3%~73.3%，去除率较90%负荷条件下，已有10%左右的提高，但距目标值仍需提升。

如图4数据结果所示，在维持pH、温度、曝气量等不变，进水100%满负荷的运行条件下，不再添加葡萄糖，进水COD配制为1 620 mg/L，进行满负荷效果验证，运行15 d后，数据如图5验证阶段1所示。出水COD由开始的600 mg/L以上逐渐下降到500 mg/L，然后维持在500 mg/L（上下不超过50 mg/L）的范围内波动，幅度较小，集中在500 mg/L左右，去除率在61.9%~74.9%，平均去除率67.1%。

众所周知，耐盐菌的驯化周期较长，而高盐分散染料废水的复杂也加大了其难度，为考察工艺运行情况的稳定性，继续驯化运行15 d，进水COD配制为1 650 mg/L，数据如图5验证阶段2所示。出水COD一直维持在500 mg/L以下，从第7天开始，直至第15天下午，出水COD小幅上升，达到500 mg/L以上，主要是配制的原水用完，重新进原水过程中，反应器内填料被暂时取出用于查看填料内挂泥情况以及对填料上附着污泥进行显微分析等原因造成的。

M. F. Hamoda等^〔11〕对活性污泥法处理含盐废水（10 g/L和30 g/L）的研究发现，在高盐环境中生物活性和有机物去除率均有所提高，TOC去除率在NaCl为0、10、30 g/L时分别为96.3%、98.9%、99.2%，他们认为在高盐环境中，微生物生长没有受到抑制，相反促进了一些嗜盐细菌的生长，使反应器内微生物浓度增加，降低了有机负荷，也提高了污泥的絮凝性。本试验未达到其去除效果，这是由于本试验废水是直接采用生产性废水，废水中所含的盐分种类、毒性物质以及中间产物繁多，对微生物的抑制性较强。

通过以上试验，采用MABFT工艺对该厂的高盐分散染料废水具有较好的处理效果。在进水COD为1 500~2 000 mg/L，盐质量浓度为18 000~22 000 mg/L时，本工艺对COD的去除率达80%以上；出水COD稳定在500 mg/L以下，达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）的三级纳管标准，对后续工程应用有较好参考。