废水的可生化性是怎么回事?判断可生化性有哪些方法?

废水的可生化性是怎么回事?判断可生化性有哪些方法?
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。
在分析污染物的可生化性时,还应注意以下几点:
① 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。
② 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。
③ 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,一些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。
④ 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。
判断可生化性的四种方法
废水存在可生化性差异的主要原因在于废水所含的有机物中,除一些易被微生物分解、利用外,还含有一些不易被微生物降解、甚至对微生物的生长产生抑制作用,这些有机物质的生物降解性质以及在废水中的相对含量决定了该种废水采用生物法处理(通常指好氧生物处理)的可行性及难易程度。
一、好氧呼吸参量法
1. 水质指标评价法(B/C比值法)
BOD₅/CODCr(即B/C比值)是最经典、最常用的评价废水可生化性的水质指标评价法。
B/C>0.45 —— 可生化性好
B/C=0.30~0.45 —— 可生化性较好
B/C=0.20~0.30 —— 可生化性较难(需慎重或预处)
B/C<0.20 —— 不宜直接采用好氧生化处理
优点:测定方法成熟,所需仪器简单。
不足:BOD₅测试受稀释倍数、接种污泥、操作经验影响较大;COD含无机还原性物质干扰;某些难被重铬酸钾氧化的物质却能被微生物降解,会影响比值判断。
使用时应注意:
悬浮性有机固体在COD测定中被氧化显示较高COD,但BOD偏低,致B/C偏小——实际可生化性可能不差。
COD测定中含硫化物、亚硫酸盐、亚铁离子等消耗氧量,与BOD₅测定状态不同,影响比值。
吡啶等化合物不被重铬酸钾氧化(不计入COD),但可能被微生物降解(计入BOD₅),会使B/C异常偏大。
综上,B/C比值法方便但较粗略,准确结论应辅以生物处理模型实验。
2. 微生物呼吸曲线法
以时间为横坐标,耗氧量为纵坐标作微生物呼吸曲线,与内源呼吸线比较:
曲线高于内源呼吸线→有机物可被降解;
曲线重合内源呼吸线→不可降解但无抑制;
曲线低于内源呼吸线→有抑制或毒害作用。
优点:操作相对简单、周期短;缺点:对微生物来源、浓度、驯化条件要求严格,且需专用呼吸仪,国内应用不广。
3. CO₂生成量测定法(斯特姆测定法)
通过测定生化过程中CO₂生成量判断可降解性,常以CO₂实际产量/理论产量或CO₂/DOC值判定。操作复杂,限于实验室研究使用。
二、微生物生理指标法
观察微生物重要生理生化指标变化判定可生化性,常用:
脱氢酶活性法:毒物存在时脱氢酶活性下降,反之活性增加表明可降解。
ATP(三磷酸腺苷)法:ATP水平反映微生物活性,在以某废水为基质培养液中ATP升高说明可降解。
also包括细菌平板计数、INT测定法、发光细菌法等。
该法主要用于单一有机污染物生物可降解性和生态毒性判定,对仪器试剂要求较高。
三、模拟实验法
1. 培养液测定法(摇床试验法)
在三角瓶中以废水为唯一或部分碳源,加N、P营养,接种驯化活性污泥/菌种,振荡培养,定期测COD、污染物浓度及污泥性状变化,判断是否降解。
2. 模拟生化反应器法(小试模型)
在模型生化反应器(模拟曝气池)中按实际MLSS、DO、F/M比、HRT等条件运行,更接近实际工程条件,能较准确预测各废水在真实设施中的去除效果及影响因素。
模拟实验法最贴近实际,但各废水结果横向可比性差,小试放大至工程可能存在一定误差。
四、综合模型法
利用已知污染物分子结构与生物降解性关系的数据库,通过BIODEG模型、PLS模型等计算机模拟预测新化合物可生化性及降解途径。需庞大数据库支撑,耗资大,多用于新化合物环境归趋预测。
江西中跃环保设备有限公司(位于江西九江,主营工业生活污水、工业废水处理设备)在承接印染、化工、制药、食品等行业的废水治理项目前,应首先协助业主采集水样送检,测定 BOD₅/CODCr(B/C比) 初步判断可生化性:
B/C>0.3:优先推荐 A/O、A²O、SBR或MBR生化工艺,按规范设计污泥负荷与停留时间。
B/C=0.2~0.3:建议先进行 摇床小试或混凝/微电解/Fenton预处降低难降解COD,提高B/C后再进生化,或采用水解酸化+好氧工艺改善可生化性。
B/C<0.2:属难生化废水,通常不宜直接上好氧生化,宜先采用高级氧化(Fenton/臭氧催化)、萃取、蒸发等物化处理,或配合厌氧水解酸化+特效菌驯化后谨慎引入生化段。
江西中跃环保可配合业主完成水质全分析、可生化性预评估及小试模拟,据此出具经济合理的工艺路线与一体化设备方案。



