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1、对含毒有机废水生物处理前的预处理研究摘要：大量的资料说明，我国目前及今后相当长一段时间内的环境问题主要是水环境问题，水环境问题又主要是有机废水的污染问题。因此，有机废水的治理是环保工作中极其重要的一面。有机废水无害化处理的首选方法是生物处理。这是由生物处理所具有的处理的相对彻底性无二次污染或二次污染较小以及运行费用低廉等优点决定的。关键词：含毒有机；有机废水；生物处理；预处理Abstrat:Theassiveaterialindiatedthaturuntrypresentandthepresentillbequitelnginperidftietheenvirnentquestinisain
2、lytheaterenvirnentquestin,theaterenvirnentquestinalsisainlytherganiasteaterntainatinnern.Therefre,rganiasteatersgvernentisintheenvirnentalprtetinrkextreelyiprtantneside.Therganiasteaterdetxifiatinpressingfirsthieethdisthebilgialtreatent.Thisisthepressingrelativedegreefthrughnesshihhasbythebilgialtre
3、atent(desnthavetpllutinrtpllutinissall)asellastheperatingstinexpensiveandsneritdeisins.keyrd:Inludingpisnusrgani;rganiasteater;Bilgialtreatent;Pretreatent前言根据有机废水处理方面的特性可以将其划分为以下3类：废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量很少。这类废水主要是生活污水和来自以农牧产品为原料的工业废水等；废水中的有机物易于生物降解，同时废水中的毒物含量较多。这类废水主要来自印染、制革废水等；废水中所含的有机物难于生物降解生物降解
4、速度极其缓慢，同时，废水中毒物可能较多、亦可能较少。这类废水主要来自造纸、制药废水等。第类废水可直接进展生物处理。第类废水较为复杂，此处不作讨论。本文主要对第类废水中的毒物作用机制及应对措施加以讨论。1、毒物及其作用机制废水中但凡能延缓或完全抑制微生物生长的化学物质，统称为有毒有害物质，简称毒物。这些毒物，从化学性质上来分可划分为有机物和无机物两大类。从处理的角度又可划分为能被生物处理段去除、转化的物质如H2S、苯酚等，或称非稳定性毒物和不能被生物处理段去除、转化的物质如Nal、汞、铜等，或称稳定性毒物两大类。毒物对微生物的作用机制主要有如下方式：1损伤细胞构造成分和细胞外膜。如：70%浓度的
5、乙醇能使蛋白凝固到达杀菌作用；酚、甲酚、外表活性剂作用于细胞外膜，破坏细胞膜的半透性。2损伤酶和重要代谢过程。一些重金属铜、银、汞等对酶有潜在的毒害作用，甚至在非常低的浓度下也起作用。这些重金属的盐类和有机化合物能与酶的-SH基结合，并改变这些蛋白质的三级和四级构造。3对细胞成分合成过程的抑制作用。当某些化学物质的构造类似于细胞成分的构造时，它们便会被细胞吸收并同化，结果是合成无功能的辅酶或导致生长停顿。这种作用最典型的例子便是磺胺酸。4竞争性抑制作用。当废水中存在一种化学构造与代谢物质相类似的有机物时便会发生。因为二者都能在酶的活性中心与酶相结合，它们的竞争将抑制中间产物的形成，使酶的催化反
6、响速率降低。5抗生素对核酸的抑制作用。不少抗生素能专一地抑制原核生物的蛋白质合成，如链霉素会抑制氨基酸正确结合于多肽上。6抗生素对核酸的抑制作用。如丝裂霉系会选择性地阻止DNA的合成，从而抑制微生物的生长。7对细胞壁合成的抑制作用。如青霉素便是通过干扰细胞壁的合成从而到达抑制微生物生长的效果。2、菌种承受毒物的才能及菌种驯化法需说明的是，微生物中存在不少能耐受常用代谢毒物的菌株，有的甚至能利用它们作为能源。化学物质对微生物的抑制作用与其浓度有直接关系，并随微生物的驯化而发生变化，经过驯化的微生物对有毒物质的适应才能将逐步加强。微生物这种宏大的适应性变异性是由它们的小体积决定的。如一个微球细胞仅
7、具有约100000个蛋白质分子所能包容的空间，如此小的体积决定了那些近期用不着的酶是不能储藏的，许多分解代谢酶类只有当存在适宜的基质时才会产生。在某些条件下这类可诱导的酶可占蛋白质总含量的10%.正是微生物的这种变异性，才使生物法处理含毒有机废水成为可能。但任何微生物承受毒物的才能都是有一定的极限的此时的浓度叫极限允许浓度，正是这种极限又要求含毒物有机废水在生物处理前需要一定的预处理。前已说过，微生物由于其体积的细小，而具有宏大的适应性变异。因此可以采用人工改变微生物生活环境的方法进展诱导变异，让微生物直接适应原水中毒物浓度或进步微生物对毒物的去除才能。这种方法对稳定性毒物及非稳定性毒物均适用
8、，是处理含毒有机废水的一种根本方法。在城市生活污水处理厂中，当进水中酚的浓度突然增加到50g/L时，便会对生物处理系统产生宏大的破坏作用。严重时，会导致全系统的崩溃。可是，某焦化厂采用适应性变异的方法对菌种进展驯化即菌种驯化法，使微生物内的酶逐步适应了这种毒物的大量存在，便将这种毒物当成其底物而加以分解吸收。实际运行说明，进水中酚的平均浓度为117.5g/L时，酚的去除率高达99.6%.含酚废水处理是应对一种不稳定性毒物的例子，当毒物很稳定时，亦可采用这种驯化方法以进步微生物对毒物的承受才能。但须注意，这种毒物的浓度必须满足最终出水排放标准或另外采取其它措施加以控制。3、预处理方法前已说过，驯
9、化是生物处理法中应对毒物的一种根本方法。但任何微生物承受毒物的才能都是有一定的极限的，毒物浓度超过极限允许浓度时就需要一定的预处理。目前，预处理法主要有稀释法、转化法和别离法。3.1稀释法污水中的毒物之所以成为毒物，是与其浓度有关的。当其浓度超过某一极限允许浓度时，毒物就成为毒物；在极限允许浓度以下时，毒物就不表现出毒性甚至成为营养。当废水中毒物浓度超过生物处理的极限允许浓度时，为保证生物处理的正常进展，可采用简单的稀释法，将废水中毒物浓度降低到极限浓度以下。根据废水中毒物的稳定或非稳定性质，结合实际情况，可采取3种不同的稀释法：污水稀释法，处理出水稀释法，清水稀释法。1污水稀释法。不同的污水
10、中所含的物质不同，将它们混合起来，彼此稀释，可将毒物浓度降低到极限允许浓度以下，这便是污水稀释法。它最简单、最经济，是首选方法，不管毒物的性质是稳定或非稳定均适用。少量的工业废水混入大量的城市污水中，几乎所有的毒物浓度都会被降低到极限允许浓度以下。但是，少量的工业废水彼此间混合后，毒物浓度仍有可能在极限允许浓度以上，仍需继续采取其它措施。污水稀释法除了上面所说的不同单位所排废水之间的大稀释外，还有同一工厂不同车间所排废水之间的小稀释。比方，制革工厂中，脱毛工段所排的灰碱废水中S2-的浓度高达1000g/L以上，但脱毛工段所排的灰碱废水只占全厂总排水量的5%左右，只要建一较大的调节池停留时间HR
11、T一般在12h左右，不同工段所排废水在此搅拌混合后，总出水中S2-的浓度便可降低到100g/L以下。这对后续处理非常有利。2处理出水稀释法。这种方法只适用于废水中的毒物为非稳定这一单一情况。处理出水稀释法又有两种：曝气池池型采用完全混合式；处理出水回流稀释法。出于经济方面的考虑，方法应是首眩实例：制革废水中S2-的存在对生物处理具有极大的危害，生物处理的极限允许浓度为30g/L.制革废水经调节池调节稀释后，进入曝气池时S2-仍然在50g/L以上。以前，许多设计单位主张采用分隔处理，即先把灰碱废水单独进展脱S预处理，把进水中的S2-降低到30g/L以下，再进展综合处理。有经历说明，可采用处理出水
12、稀释法来消除S2-对生物处理的影响，不需要进展分隔处理，而直接进展综合处理。东南大学设计的南京制革厂废水处理站，采用的处理流程为调节池初沉池生物处理，生物处理采用的是氧化沟，该氧化沟沟宽6，有效水深3，沟内水流平均流速0.4/s，做如下两个假定：废水进入氧化沟后经过1周的循环，其中的S2-经曝气氧化后全被去除被氧化成单体硫或硫代硫酸盐；废水一进入氧化沟后，横向扩散很好，横断面上各点水质完全一样。按S2-的极限允许浓度30g/L进展计算，理论上可得该氧化沟进水S2-的最大允许浓度为7776g/L.从30g/L到7776g/L可以看出稀释法的宏大作用。当然，在实际运行中，两条假定不可能完全做到，故
13、实际进水最大允许浓度远远不能到达7776g/L.根据该厂长达12年的稳定运行经历说明，在调节池出水S2-不超过100g/L的情况下，S2-对氧化沟的稳定运行是完全没有影响的，而且氧化沟出水S2-始终在排放标准1g/L以下。这是稀释法成功应用的一个例子。3清水稀释法。这种方法只有在废水中的毒物为稳定性毒物，不能采用处理出水稀释，工厂内部及其附近又没有其它废水可以用来稀释它，而且这种毒物又不能采用别离法或转化法去除时才能使用。这是由于这种方法的不经济性。采用清水稀释本身就要花费大量的水费；原水采用大量的清水稀释后，处理投资和运行费都要增加。随着环境管理的加强，已由浓度排放控制过渡到排放总量控制。实
14、例：南京某石化公司化工二厂废水处理站，进水D为6000g/L，但同时含有al250000g/L，如此高的盐度将会极大地抑制生物处理的正常运行，所以在生物处理之前必须对盐加以适当处理。考虑到生物处理对al2无去除或转化作用，其它的别离或转化方法又不经济，该厂地处郊区，附近无其它工厂或本厂的另类废水可利用来稀释，故设计单位与甲方商量后采用了清水稀释法，即将原水加清水稀释10倍，将al2浓度降为5000g/L后，再进展深井曝气法处理，获得了满意的效果。3.2别离法利用别离的手段，将废水中的毒物转移到气相或固相中去，以保证废水生物处理的正常运转，这便是别离法的原理。此法对稳定性或非稳定性毒物均适用。采
15、用这种方法时应注意如下几点：别离后，废水中稳定性毒物浓度必须在生物处理的极限允许浓度之下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；必须保证最终出水各项指项包括毒物到达国家排放标准；转移到气相或固相的毒物必须进展妥善处理，不允许出现二次污染。实例：制革废水中S2-是一种毒物，我们可以向废水中投加Fe2+使之形成FeS沉淀去除，出水可以直接进展生物处理而不受S2-的影响，沉淀的FeS可以送去制砖或进展填埋处理；亦可以向废水中加酸，将废水中的S2-形成H2S吹脱到空气中去，用NaH吸收后形成Na2S再回用于制革消费。3.3转化法化学物质只有在特定的情况下才会表现毒性，比方，硝基苯毒性较大，转化为苯胺后，毒性就大为降低。r6+的毒性很大，可是被复原为r3+后，毒性就大为降低。所以，可以通过化学方法，将有机废水中的毒物转化为无毒或毒性较低的物质，以保证生物处理的正常进展。这种方法对稳定性毒物或非稳定性毒物均适用。采用这种方法一定要注意两个问题：转化后，稳定性毒物的浓度必须在生物处理极限允许浓度以下，非稳定性毒物的浓度必须保证生物处理的正常运行；最终出水中，毒物浓度也应满足排放标准。实例：化工废水中的硝基苯是一种毒性较大，可生化性较差的物质。直接对它进展生物处理，由于毒物负荷的限制，使得生化曝气池的BD负荷极低，效率不高。故绝大多数工程在废水进入曝气池之前进展预处理，用化学法
