判断废水处置惩罚工艺可生化性四种要领

判断废水处置惩罚工艺可生化性四种要领

刘司理15653632199

目前来说生化处置惩罚是废水处置惩罚中的主流工艺
，废水的可生化性(Biodegradability)
，也称废水的生物可降解性
，即废水中有机污染物被生物降解的难易水平
，是废水的主要特征之一。

废水保存可生化性差别的主要缘故原由在于废水所含的有机物中
，除一些易被微生物剖析、使用外
，还含有一些不易被微生物降解、甚至对微生物的生长爆发抑制作用
，这些有机物质的生物降解性子以及在废水中的相对含量决议了该种废水接纳生物法处置惩罚(通常指好氧生物处置惩罚)的可行性及难易水平。在特定情形下
，废水的可生化性除了体现废水中有机污染物能否可以被使用以及被使用的水平外
，还反应了处置惩罚历程中微生物对有机污染物的使用速率：一旦微生物的剖析使用速度过慢
，导致处置惩罚历程所需时间过长
，在现实的废水工程中很难实现
，因此
，一样平常也以为该种废水的可生化性不高。

确定处置惩罚工具废水的可生化性
，关于废水处置惩罚要领的选择、确定生化处置惩罚工段进水量、有机负荷等主要工艺参数具有主要的意义。海内外关于可生化性的判断要领凭证接纳的判断参数大致可以分为好氧呼吸参量法、微生物心理指标法、模拟实验法以及综合模子法等。

一、好氧呼吸参量法

微生物对有机污染物的好氧降解历程中
，除COD(ChemicalOxygenDemand化学需氧量)、BOD(BiologicalOxygenDemand生化需氧量)等水质指标的转变外
，同时陪同着O2的消耗和CO2的天生。

好氧呼吸参量法是就是使用上述事实
，通过测定COD、BOD等水质指标的转变以及呼吸代谢历程中的O2或CO2含量(或消耗、天生速率)的转变来确定某种有机污染物(或废水)可生化性的判断要领。凭证所接纳的水质指标
，主要可以分为：水质指标评价法、微生物呼吸曲线法、CO2天生量测定法。

1、水质指标评价法

BOD5/CODCr比值法是最经典、也是现在最为常用的一种评价废水可生化性的水质指标评价法。

BOD是指有氧条件下好氧微生物剖析使用废水中有机污染物举行新陈代谢历程中所消耗的氧量
，我们通常是将BOD5(五天生化需氧量)直接代表废水中可生物降解的那部分有机物。CODCr是指使用化学氧化剂(K2Cr2O7)彻底氧化废水中有机污染物历程中所消耗氧的量
，通常将CODCr代表废水中有机污染物的总量。

古板看法以为BOD5/CODCr
，即B/C比值体现了废水中可生物降解的有机污染物占有机污染物总量的比例
，从而可以用该值来评价废水在好氧条件下的微生物可降解性。在一样平常情形下
，BOD5／COD值愈大
，说明废水可生物处置惩罚性愈好。综合海内外的研究效果
，可参照表--【废水可生化性评价参考数据】所列数据评价废水的可生化性。

在种种有机污问鼎标中
，总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)等指标与COD相比
，能够更为快速地通过仪器测定
，且测定历程越发可靠
，可以越发准确地反应出废水中有机污染物的含量。随着近几年来上述指标测定要领的生长、刷新
，外洋多接纳BOD/TOD及BOD/TOC的比值作为废水可生化性判断指标
，并给出了一系列的标准。但无论BOD/COD、BOD/TOD或者BOD/TOC
，要领的主要原理都是通过测定可生物降解的有机物(BOD)占总有机物(COD、TOD或TOC)的比例来判断废水可生化性的。

该种判断要领的主要优点在于：BOD、COD等水质指标的意义已被普遍相识和接受
，且测定要领成熟
，所需仪器简朴。

但该判断要领也保存显着缺乏
，导致该种要领在应用历程中有较大的局限性。首先
，BOD自己是一个履历参数
，必需在严酷一致的测试条件下才华较量它们的重现性和可比性。测试条件的任何误差都将导致极不稳固的测试效果
，稀释历程、剖析者的履历以及接种质料的转变都可以导致BOD测试的较大误差
，同时
，我们又很难找到一个标准接种质料来磨练所接种的微生物事实带来多大的误差
，也不知道事实哪一个丈量值更靠近于真值。现实上
，差别实验室对统一水样的BOD测试的效果重现性很差
，其缘故原由可能在于稀释水的制备历程或差别实验室详细操作差别所带来的误差；其次
，海内外学者对种种工业废水和都会污水的BOD与COD数值做了大宗的测定事情
，并确定了能表征两者相关性的关系式：

COD＝a+bBOD——(1)

式(1)中

a=CODnB
，b=CODB/BOD

CODnB—不可被生物降解的那部分有机物的COD值；

CODB—能被生物降解的那部分有机物的COD值。

凭证公式1可以看出
，BOD/COD值不可体现可生物降解的有机物占所有有机物的比值
，只有当a值为零时废水的BOD/COD比值才是常数；最后
，废水的某些性子也会使接纳该种要领判断废水可生化性爆发误差甚至获得相反的结论
，如：BOD无法反应废水中有害有毒物质关于微生物的抑制作用
，当废水中含有降解缓慢的有机污染物悬浮、胶体污染物时
，BOD与COD之间不保存优异的相关性。

在使用此法时
，应注重以下几个问题。

①某些废水中含有的悬浮性有机固体容易在COD的测定中被重铬酸钾氧化
，并以COD的形式体现出来。但在BOD反应瓶中受物理形态限制
，BOD数值较低
，致使BOD5/COD值减小
，而现实上悬浮有机固体可通过生物絮凝作用去除
，继之可经胞外酶水解后进入细胞内被氧化
，其BOD5/COD值虽小
，可生物处置惩罚性却不差。

②COD测定值中包括了废水中某些无机还原性物质(如硫化物、亚硫酸盐、亚硝酸盐、亚铁离子等)所消耗的氧量
，BOD5测定值中也包括硫化物、亚硫酸盐、亚铁离子所消耗的氧量。但由于COD与BOD5测定要领差别
，这些无机还原性物质在测准时的终态浓度及状态都不尽相同
，亦即在两种测定要领中所消耗的氧量差别
，从而直接影响BOD5和COD的测定值及其比值。

③重铬酸钾在酸性条件下的氧化能力很强
，在大大都情形下
，COD值可近似代表废水中所有有机物的含量。但有些化合物如吡啶不被重铬酸钾氧化
，不可以COD的形式体现出需氧量
，但却可能在微生物作用下被氧化
，以BOD5的形式体现出需氧量
，因此对BOD5/COD值爆发很大影响。

综上所述
，废水的BOD5/COD值不可能直接即是可生物降解的有机物占所有有机物的百分数
，以是
，用BOD5/COD值来评价废水的生物处置惩罚可行件只管利便
，但较量粗糙
，欲做出准确的结论
，还应辅以生物处置惩罚的模子实验。

2、微生物呼吸曲线法

微生物呼吸曲线是以时间为横坐标
，以生化反应历程中的耗氧量为纵坐标作图获得的一条曲线
，曲线特征主要取决于废水中有机物的性子。测定耗氧速率的仪器有瓦勃氏呼吸仪和电极式消融氧测定仪。

微生物内源呼吸曲线：当微生物进入内源呼吸期时
，耗氧速率恒定
，耗氧量与时间呈正比
，在微生物呼吸曲线图上体现为一条过坐标原点的直线
，其斜率即体现内源呼吸时耗氧速率。如图1所示
，较量微生物呼吸曲线与微生物内源呼吸曲线
，曲线a位于微生物内源呼吸曲线上部
，批注废水中的有机污染物能被微生物降解
，耗氧速率大于内源呼吸时的耗氧速率
，经一段时间曲线a与内源呼吸线险些平行
，批注基质的生物降解已基本完成
，微生物进入内源呼吸阶段；曲线b与微生物内源呼吸曲线重合
，批注废水中的有机污染物不可被微生物降解
，但也未对微生物爆发抑制作用
，微生物维持内源呼吸
，曲线c位于微生物内源呼吸曲线下端
，耗氧速率小于内源呼吸时的耗氧速率
，批注废水中的有机污染物不可被微生物降解
，并且对微生物具有抑制或迫害作用
，微生物呼吸曲线一旦与横坐标重合
，则说明微生物的呼吸已阻止
，殒命。将微生物呼吸曲线图的横坐标改为基质浓度
，则变为另一种可生化性判断要领—耗氧曲线法
，虽然图的寄义差别
，可是与微生物呼吸曲线法的原理和实验要领是一致的。

该种判断要领与其他要领相比
，操作简朴、实验周期短
，可以知足大批量数据的测定。但必需指出
，用此种要领来评价废水的可生化性、必需对微生物的泉源、浓度、驯化和有机污染物的浓度及反应时间等条件作严酷的划定
，加之测定所需的仪器在海内的普及率不高
，因此在海内的应用并不普遍。

3、CO2天生量测定法

微生物在降解污染物的历程中
，在消耗废水中O2的同时会天生响应数目的CO2。因此
，通过测定生化反应历程CO2的天生量
，就可以判断污染物的可生物降解性。

现在最常用的要领为斯特姆测定法
，反应时间为28d
，可以较量CO2的现实产量和理论产量来判断废水的可生化性
，也可以使用CO2/DOC值来判断废水的可生化性。由于该种判断实验需接纳特殊的仪器和要领
，操作重大
，仅限于实验室研究使用
，在现实生产中的应用还未见报道。

二、微生物心理指标法

微生物与废水接触后
，使用废水中的有机物作为碳源和能源举行新陈代谢
，微生物心理指标法就是通过视察微生物新陈代谢历程中主要的心理生化指标的转变来判断该种废水的可生化性。现在可以作为判断依据的心理生化指标主要有：脱氢酶活性、三磷酸腺苷(ATP)。

1、脱氢酶活性指标法

微生物对有机物的氧化剖析是在种种酶的加入下完成的
，其中脱氢酶起着主要的作用：催化氢从被氧化的物质转移到另一物质。由于脱氢酶对毒物的作用很是敏感
，当有毒物保存时
，它的活性(单位时间内活化氢的能力)下降。因此
，可以使用脱氢酶活性作为评价微生物剖析污染物能力的指标：若是在以某种废水(有机污染物)为基质的作育液中生长的微生物脱氢酶的活性增添
，则批注微生物能够降解该种废水(有机污染物)。

2、三磷酸腺苷(ATP)指标法

微生物对污染物的氧化降解历程
，现实上是能量代谢历程
，微生物产能能力的巨细直接反应其活性的崎岖。三磷酸腺苷(ATP)是微生物细胞中贮存能量的物质
，因而可通过测定细胞中ATP的水平来反应微生物的活性水平
，并作为评价微生物降解有机污染物能力的指标
，若是在以某种废水(有机污染物)为基质的作育液中生长的微生物ATP的活性增添
，则批注微生物能够降解该种废水(有机污染物)。

别的
，微生物心理指标法尚有细菌标准平板计数、DNA测定法、INT测定法、发光细菌光强测定法等。

虽然现在脱氢酶活性、ATP等测建都已有较成熟的要领
，但由于这些参数的测定对仪器和药品的要求较高
，操作也较重大
，因此现在微生物心理指标法主要照旧用于简单有机污染物的生物可降解性和生态毒性的判断。

三、模拟实验法

模拟实验法是指直接通过模拟现实废水处置惩罚历程来判断废水生物处置惩罚可行性的要领。凭证模拟历程与现实历程的近似水平
，可以大致分为作育液测定法和模拟生化反应器法。

1、作育液测定法

作育液测定法又称摇床试验法
，详细操作要领是：在一系列三角瓶内装入某种污染物(或废水)为碳源的作育液
，加入适当N、P等营养物质
，调理pH值
，然后向瓶内接种一种或多种微生物(或经驯化的活性污泥)
，将三角瓶置于摇床上举行振荡
，模拟现实好氧处置惩罚历程
，在一定阶段内一连监测三角瓶内作育液物理外观(浓度、颜色、嗅味等)上的转变
，微生物(菌种、生物量及生物相等)的转变以及作育液各项指标：pH、COD或某污染物浓度的转变。

2、模拟生化反应器法

模拟生化反应器法是在模子生化反应器(如曝气池模子)中举行的
，通过在生化模子中模拟现实污水处置惩罚设施(如曝气池)的反应条件
，如：MLSS浓度、温度、DO、F/M比等
，来展望种种废水在污水处置惩罚设施中的去除效果
，及其种种因素对生物处置惩罚的影响。

由于模拟实验法接纳的微生物、废水与现实历程相同
，并且生化反应条件也靠近现实值
，从水处置惩罚研究的角度来讲
，相当于现实处置惩罚工艺的小试研究
，种种现实泛起的影响因素都可以在实验历程中体现
，阻止了其他判断要领在实验历程中泛起的误差
，且由于实验条件和反应空间更靠近于现真相形
，因此模拟实验法与作育液测定法相比
，能够更准确地说明废水生物处置惩罚的可行性。 

但正是由于该种判断要领针对性过强
，种种废水间的测定效果没有可比性
，因此禁止易形成一套系统的理论
，并且小试历程的判断效果在现实放大历程中也可能造成一定的误差。

四、综合模子法

综合模子法主要是针对某种有机污染物的可生化的判断
，通过对大宗的已知污染物的生物降解性和分子结构的相关性使用盘算机模拟展望新的有机化合物的生物可降解性
，主要的模子有：BIODEG模子、PLS模子等。

综合模子法需要依赖重大的已知污染物的生物降解性数据库(如EU的EINECS数据库)
，并且模拟历程重大
，耗资大
，主要用于展望新化合物的可生化性和进入情形后的降解途径。

除以上的可生化性判断要领之外
，近年来还生长了许多其他要领
，如使用多级过滤和超滤的要领获得废水的粒径漫衍PSD(particlesizedistribution)和COD漫衍来作为展望废水可生化性的指标；使用耗氧量、生化反应某端产品、生物活性值团结评价废水的可生化性；使用履历流程图来展望某种有机污染物的可生化性。

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