废水的可生化性

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1、废水的可生化性一、废水可生化性废水生物处理是以废水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降 解、废水得以净化。显然，如果废水中的污染物不能被微生物降解，生物处理是无效的。如 果废水中的污染物可被微生物降解，则在设计状态下废水可获得良好的处理效果。但是当废 水中突然进入有毒物质，超过微生物的忍受限度时，将会对微生物产生抑制或毒害作用，使 系统的运行遭到严重破坏。因此对废水成分的分析以及判断废水能否采用生物处理是设计废 水生物处理工程的前提。所谓废水可生化性的实质是指废水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染 物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。研究污

2、染物可生化性的 目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分解到环境所允许的结构形态，以及是 否有足够快的分解速度。所以对废水进行可生化性研究只研究可否采用生物处理，并不研究 分解成什么产物，即使有机污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因为在停留时间较短 的处理设备中，某些物质来不及被分解。允许其随污泥进入消化池逐步分解。事实上，生物 处理并不要求将有机物全部分解成 CO2、H2O 和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到 环境所允许的程度。多年来，国内外在各类有机物生物分解性能的研究方面积累了大量的资料，以化工废水 中常见的有机物为例，各种物质的可降解性可归纳于表-【各类有机物的可降解性

3、及特例】。在分析污染物的可生化性时，还应注意以下几点。 一些有机物在低浓度时毒性较小，可以被微生物所降解。但在浓度较高时，则表现出 对微生物的强烈毒性，常见的酚、氰、苯等物质即是如此。如酚浓度在1时是一种良好的 杀菌剂，但在 300mg/L 以下，则可被经过驯化的微生物所降解。 废水中常含有多种污染物，这些污染物在废水中混合后可能出现复合、聚合等现象， 从而增大其抗降解性。有毒物质之间的混合往往会增大毒性作用，因此，对水质成分复杂的 废水不能简单地以某种化合物的存在来判断废水生化处理的难易程度。 所接种的微生物的种属是极为重要的影响因素。不同的微生物具有不同的酶诱导特 性，在底物的诱导下， 些

4、微生物可能产生相应的诱导酶，而有些微生物则不能，从而对底 物的降解能力也就不同。目前废水处理技术已发展到采用特效菌种和变异菌处理有毒废水的 阶段，对有毒物质的降解效率有了很大提高。现已发现镰刀霉(Fusarium)、诺卡氏菌(Nocardia) 等具有分解氰与腈的能力；假单抱菌(如食酚极毛杆菌Pseudomonas phenoIphagum、解酚 极毛杆菌Pseudomonas phenolicum)、小球菌(Micrococcus)等具有很强的降解酚的能力. 在厌气发酵过程中，假单抱菌的一些种以及黄杆菌(Flavobacterium)都具有很强的产酸能力， 甲烷叠球菌(Metha nococ

5、cus)等具有很高的产气能力。目前，国内外的生物处理系统大多采用混合菌种，通过废水的驯化进行自然的诱导和筛 选，驯化程度的好坏，对底物降解效率有很大影响，如处理含酚废水，在驯化良好时，酚的 接受浓度可由几十毫克升提高到 500600mgL。 pH值、水温、溶解氧、重金属离子等环境因素对微生物的生长繁殖及污染物的存在 形式有影响，因此，这些环境因素也间接地影响废水中有机污染物的可降解程度。由于废水中污染物的种类繁多，相互间的影响错综复杂，所以一般应通过实验来评价废 水的可生化性，判断采用生化处理的可能性和合理性。表 各类有机物的可降解性及特例碳水化合物易于分解，大部分化合物的BOD5/COD 5

6、0%烃类化合物醇类化合物酚类化台物对生物氧化有阻抗，环烃比脂烃更甚.实际上，大部 分烃类化合物不易被分解，小部分如苯、甲苯、乙基 苯以及丁苯异戊二烯，经驯化后，可被分解，大部分 化合物的 BODJCODS20% 25%能够被分解，主要取决于驯化程度、大部分化合物的 BOD5/COD 40%能够被分解。需短时间的驯化，一元酚、二元性，酚、 甲酚及许多酚都能够被分解，大部分酚类化合物的BODJCOD 40%松节油、苯乙烯较易被分解特丁醇、戊醇、季戊四醇表现高度的 阻抗性2、4、5三氯苯酚、硝基酚具有较高 的阻抗较难分解醛类化合物能够被分解，大多数化合物的BOD5/COD 40%丙烯醛、三聚丙烯醛需

7、长期驯化，苯 醛、3-羟基丁醛在高浓度时表现高度 阻抗醚类化合 物酮类化合 物对生物降解的阻抗性较大，比酚、醛、醇类物质难 于降解。有一些化合物经长期驯化后可以分解 可生化性较醇、醛、酚差，但较醚为好，有一部分酮 类化合物经长期驯化后，能够被分解乙醚、乙二醚不能被分解氨基酸生物降解性能良好BOD5/COD可大于50%含氮化合 物 氰或睛苯胺类化合物经长期驯化可被分解，硝基化合物中的 一部分经驯化后可降解。胺类大部分能够被降解 经驯化后容易被降解胱氨酸、酪氨酸需较长时间驯化才能 被分解二乙替苯胺、异丙胺、二甲苯胺实际 上不能降解乙烯类生物降解性能良好巴豆醛在高浓度时可被降解。在低浓 度时产生，阻

8、抗作用的有机物纤维系、木质素、甲基纤维素、a- 纤维素生物降解性较差表面活性 剂类含氯化合物卤素有机 物直链烷基芳基硫化物经长期驯化后能够被降解，“特 型”化合物则难于降解高分子量的聚乙氧酯和酰胺类 更为稳定，难于生物降解氧乙基类（醚链）对降解作用有阻抗，其高分子化合物 阻抗性更大大部分化合物不能被降解氯丁二烯、二氯乙酸、二氯苯醋酸钠、 二氯环、己烷、氯乙醇等可被降解二、可生化性的评价方法1 bod5/ COD 值法BOD5和COD是废水生物处理过程中常用的两个水质指标，用bod5/ cod值评价废水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。在一般情况下,BOD5 / COD值愈大，说5明废水

9、可生物处理性愈好。综合国内外的研究结果，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。表 废水可生化性评价参考数据0.450.30.450.20.3好较好较难BODCOD 可生化0.40.2 0.40.2废水可生化性易生化可生化难生化有的研究者对几种化学物质用未经驯化的微生物接种，测定逐日BODt和TOD，再以BOD/TOD值与测定时间t作图，得图-【几种50I (乙 inirv.fio物质的BOD/TOD值】所示的四种形式的关系 曲线。I型(乙醇)所示为生化性良好，宜用生 化法处理。I型表示乙睛虽然对微生物无毒害 作用，但其生物降解性能较差，这样的污染物 需经过一段时间

10、的微生物驯化，才能确定是否 可用生化法处理。口型所示乙醚的生物降解性能更差，而且还有一定抑制作用，这样的污染物需经过更长时间的微生物驯化，才能做出判断。IV型所示吡啶对微生物只有强抑制作用， 在不驯化条件下难于生物分解。在测定bod5时是否采用驯化菌种对BOD5/TOD值及评价结论影响很大。例如，吡啶 以不同的微生物接种，表现出不同的 BOD5/TOD图 几种物质的 BOD/TOD 值值（见图-【不同接种对吡啶BOD值的影响】），从而会得到不同的结论。因此，为使研究工TOD作勺以后的生产条件相近，在测定废水或有机化合物的BOD5时，必须接入驯化菌种。53耗氧速率法在有氧条件下，微生物在代谢底物时需消耗氧。表示耗氧速度（或耗氧量）随时间而变化 的曲线，称为耗氧曲线。投加底物的耗氧曲线称 为底物耗氧曲线；处于内源呼吸期的污泥耗氧曲 线称为内源呼吸曲线。在微生物的生化活性、温度、pH值等条件确定的情况下，耗氧速度将随可生物降解有机物浓度的提高而提高，因此，可用耗氧速率来评价废水的可生化性。耗氧曲线的特征与废水中有机污染物的性质有关，图-【微生物呼吸耗氧曲线】所示为 几种典型的耗氧曲线。图不同接种对吡啶BOD值的影响TODa为内源呼吸线，当微生物处于内源呼吸期时