關于污水可生化性判斷的詳解!
廢水的(de)可(ke)生化性(Biodegradability),也稱廢水的(de)生物可(ke)降解性,即廢水中有機污染(ran)物被生物降解的(de)難易(yi)程度,是廢水的(de)重要特性之一。
廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)存在(zai)可生(sheng)(sheng)化(hua)性差異的(de)(de)主要原因(yin)在(zai)于(yu)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)所(suo)含(han)的(de)(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)中(zhong),除一(yi)(yi)(yi)些(xie)易被微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)分解(jie)、利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)外,還含(han)有(you)(you)一(yi)(yi)(yi)些(xie)不易被微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)、甚至對(dui)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長產(chan)生(sheng)(sheng)抑(yi)制作用(yong)(yong)(yong)(yong),這些(xie)有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)降(jiang)解(jie)性質以及(ji)在(zai)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)相對(dui)含(han)量(liang)決定(ding)了該(gai)種(zhong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)法處(chu)理(li)(li)(通常(chang)指好氧生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)理(li)(li))的(de)(de)可行性及(ji)難易程度。在(zai)特定(ding)情況(kuang)下,廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)可生(sheng)(sheng)化(hua)性除了體現廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)有(you)(you)機污染物(wu)(wu)(wu)(wu)能否可以被利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)以及(ji)被利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)程度外,還反映了處(chu)理(li)(li)過(guo)程中(zhong)微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)對(dui)有(you)(you)機污染物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)速(su)度:一(yi)(yi)(yi)旦微(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)分解(jie)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)速(su)度過(guo)慢,導(dao)致(zhi)處(chu)理(li)(li)過(guo)程所(suo)需時間過(guo)長,在(zai)實際的(de)(de)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)工程中(zhong)很(hen)難實現,因(yin)此,一(yi)(yi)(yi)般也認(ren)為該(gai)種(zhong)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)可生(sheng)(sheng)化(hua)性不高(gao)。
確定處理(li)對象廢水的可生(sheng)化(hua)性(xing)(xing),對于廢水處理(li)方(fang)法(fa)(fa)的選擇(ze)、確定生(sheng)化(hua)處理(li)工段進水量(liang)、有(you)機負荷(he)等重(zhong)要工藝參(can)數具(ju)有(you)重(zhong)要的意義。國內外對于可生(sheng)化(hua)性(xing)(xing)的判定方(fang)法(fa)(fa)根據采用(yong)的判定參(can)數大致可以(yi)分為好氧呼吸參(can)量(liang)法(fa)(fa)、微生(sheng)物生(sheng)理(li)指標法(fa)(fa)、模擬(ni)實(shi)驗法(fa)(fa)以(yi)及綜合模型法(fa)(fa)等。
一(yi)、好(hao)氧呼吸參量法
微生(sheng)(sheng)物對有(you)機污染物的(de)好氧降解過(guo)程中,除COD(ChemicalOxygenDemand化學需氧量)、BOD(BiologicalOxygenDemand生(sheng)(sheng)化需氧量)等水質指標的(de)變化外(wai),同時伴隨著O2的(de)消(xiao)耗(hao)和CO2的(de)生(sheng)(sheng)成。
好氧呼(hu)吸(xi)參量法(fa)(fa)是(shi)就(jiu)是(shi)利用上(shang)述事實,通(tong)過測(ce)定COD、BOD等水質指標的(de)變(bian)(bian)化(hua)以及呼(hu)吸(xi)代謝(xie)過程中的(de)O2或(huo)CO2含量(或(huo)消耗、生成速(su)率)的(de)變(bian)(bian)化(hua)來確(que)定某種有機污染物(或(huo)廢水)可生化(hua)性(xing)的(de)判定方(fang)法(fa)(fa)。根據所采用的(de)水質指標,主要可以分為:水質指標評價(jia)法(fa)(fa)、微生物呼(hu)吸(xi)曲線法(fa)(fa)、CO2生成量測(ce)定法(fa)(fa)。
1、水質指標評價法
BOD5/CODCr比值法是最(zui)經典、也是目前最(zui)為(wei)常用的一種(zhong)評(ping)價(jia)廢(fei)水可生化(hua)性的水質指(zhi)標評(ping)價(jia)法。
BOD是指有氧(yang)條件下好氧(yang)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)分解利用(yong)廢(fei)水(shui)中(zhong)有機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)進(jin)行新陳代謝過(guo)程中(zhong)所消耗的(de)(de)氧(yang)量(liang)(liang),我(wo)們通常(chang)是將BOD5(五天生(sheng)化(hua)(hua)需氧(yang)量(liang)(liang))直接代表廢(fei)水(shui)中(zhong)可生(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解的(de)(de)那部分有機(ji)物(wu)(wu)(wu)。CODCr是指利用(yong)化(hua)(hua)學氧(yang)化(hua)(hua)劑(K2Cr2O7)徹底氧(yang)化(hua)(hua)廢(fei)水(shui)中(zhong)有機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)過(guo)程中(zhong)所消耗氧(yang)的(de)(de)量(liang)(liang),通常(chang)將CODCr代表廢(fei)水(shui)中(zhong)有機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)總量(liang)(liang)。
傳統觀點認為BOD5/CODCr,即B/C比值(zhi)體(ti)現了廢(fei)水中(zhong)可(ke)生(sheng)物(wu)降解的(de)(de)有機污染(ran)物(wu)占有機污染(ran)物(wu)總量的(de)(de)比例,從(cong)而可(ke)以用該值(zhi)來評(ping)價(jia)廢(fei)水在(zai)好氧(yang)條(tiao)件下的(de)(de)微(wei)生(sheng)物(wu)可(ke)降解性(xing)。在(zai)一般情況(kuang)下,BOD5/COD值(zhi)愈大,說明廢(fei)水可(ke)生(sheng)物(wu)處(chu)理性(xing)愈好。綜合國內外的(de)(de)研究結果,可(ke)參照表--【廢(fei)水可(ke)生(sheng)化(hua)性(xing)評(ping)價(jia)參考數據(ju)】所(suo)列數據(ju)評(ping)價(jia)廢(fei)水的(de)(de)可(ke)生(sheng)化(hua)性(xing)。
在各種有(you)機污染指(zhi)標(biao)中,總有(you)機碳(TOC)、總需氧(yang)量(TOD)等(deng)指(zhi)標(biao)與(yu)COD相(xiang)比(bi),能夠(gou)更(geng)為(wei)快速地通(tong)過(guo)(guo)儀器測定(ding),且(qie)測定(ding)過(guo)(guo)程更(geng)加(jia)可(ke)(ke)靠(kao),可(ke)(ke)以(yi)更(geng)加(jia)準確地反映出廢水(shui)中有(you)機污染物的(de)(de)含量。隨著(zhu)近幾年來上述指(zhi)標(biao)測定(ding)方(fang)法的(de)(de)發展、改進,國外多采用BOD/TOD及BOD/TOC的(de)(de)比(bi)值作為(wei)廢水(shui)可(ke)(ke)生化性判定(ding)指(zhi)標(biao),并給出了一系(xi)列的(de)(de)標(biao)準。但(dan)無論BOD/COD、BOD/TOD或者(zhe)BOD/TOC,方(fang)法的(de)(de)主要原理都是(shi)通(tong)過(guo)(guo)測定(ding)可(ke)(ke)生物降解的(de)(de)有(you)機物(BOD)占總有(you)機物(COD、TOD或TOC)的(de)(de)比(bi)例(li)來判定(ding)廢水(shui)可(ke)(ke)生化性的(de)(de)。
該種判定方法的主(zhu)要優點(dian)在(zai)于(yu):BOD、COD等水(shui)質(zhi)指標的意義(yi)已被(bei)廣泛了解和接受,且(qie)測定方法成熟,所需(xu)儀器簡單。
但(dan)該判定(ding)(ding)方法也存(cun)在(zai)明顯不(bu)足,導致該種(zhong)(zhong)方法在(zai)應用過(guo)(guo)程(cheng)中有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)(de)局限性(xing)(xing)。首先,BOD本身是一個經(jing)驗(yan)參數(shu),必須在(zai)嚴(yan)格一致的(de)(de)(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)條(tiao)件下才能比較(jiao)它們(men)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)現性(xing)(xing)和可(ke)比性(xing)(xing)。測(ce)試(shi)(shi)條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)任何偏差(cha)(cha)都將導致極不(bu)穩定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)測(ce)試(shi)(shi)結果,稀釋過(guo)(guo)程(cheng)、分析者(zhe)的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)以及接(jie)種(zhong)(zhong)材料的(de)(de)(de)(de)變化都可(ke)以導致BOD測(ce)試(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大(da)誤(wu)差(cha)(cha),同(tong)時,我們(men)又(you)很(hen)難找到(dao)一個標(biao)準接(jie)種(zhong)(zhong)材料來檢(jian)驗(yan)所接(jie)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)微(wei)生物究竟帶來多大(da)的(de)(de)(de)(de)誤(wu)差(cha)(cha),也不(bu)知(zhi)道究竟哪一個測(ce)量值(zhi)更接(jie)近于真值(zhi)。實(shi)際上,不(bu)同(tong)實(shi)驗(yan)室(shi)對(dui)同(tong)一水(shui)樣的(de)(de)(de)(de)BOD測(ce)試(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)結果重(zhong)現性(xing)(xing)很(hen)差(cha)(cha),其原因可(ke)能在(zai)于稀釋水(shui)的(de)(de)(de)(de)制備過(guo)(guo)程(cheng)或不(bu)同(tong)實(shi)驗(yan)室(shi)具體(ti)操作差(cha)(cha)異所帶來的(de)(de)(de)(de)誤(wu)差(cha)(cha);其次,國(guo)內外學者(zhe)對(dui)各類(lei)工(gong)(gong)業廢(fei)水(shui)和城市污(wu)水(shui)的(de)(de)(de)(de)BOD與COD數(shu)值(zhi)做了大(da)量的(de)(de)(de)(de)測(ce)定(ding)(ding)工(gong)(gong)作,并(bing)確定(ding)(ding)了能表征(zheng)兩者(zhe)相關性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)關系(xi)式:
COD=a+bBOD
式中(zhong):
a=CODnB,b=CODB/BOD
CODnB—不能被生物降(jiang)解的(de)(de)那部分有機物的(de)(de)COD值;
CODB—能被(bei)生物(wu)降(jiang)解的(de)那(nei)部分(fen)有機物(wu)的(de)COD值。
根據(ju)公式(shi)可以(yi)看出,BOD/COD值(zhi)(zhi)不能表(biao)示(shi)可生(sheng)物(wu)降(jiang)解的(de)(de)有機物(wu)占全部有機物(wu)的(de)(de)比值(zhi)(zhi),只有當a值(zhi)(zhi)為(wei)零(ling)時(shi)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)BOD/COD比值(zhi)(zhi)才是常數;最(zui)后(hou),廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)某些性質也會使采用(yong)該種方法判定廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)可生(sheng)化性產(chan)生(sheng)誤(wu)差甚(shen)至得(de)到相反的(de)(de)結論,如(ru):BOD無法反映(ying)廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)有害有毒物(wu)質對于微生(sheng)物(wu)的(de)(de)抑制作用(yong),當廢(fei)(fei)(fei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)含有降(jiang)解緩慢的(de)(de)有機污染物(wu)懸(xuan)浮(fu)、膠(jiao)體(ti)污染物(wu)時(shi),BOD與COD之間不存在良(liang)好的(de)(de)相關(guan)性。
在使用此法時,應(ying)注意以下(xia)幾(ji)個問(wen)題。
1)某些廢(fei)水(shui)中含有(you)的(de)(de)懸(xuan)浮(fu)性(xing)有(you)機(ji)固體容易在(zai)COD的(de)(de)測定(ding)中被(bei)重鉻酸鉀氧化,并以COD的(de)(de)形(xing)式表現出來。但在(zai)BOD反應(ying)瓶(ping)中受物理(li)(li)形(xing)態(tai)限制,BOD數值較低(di),致使BOD5/COD值減小,而(er)實際上懸(xuan)浮(fu)有(you)機(ji)固體可通過(guo)生物絮凝作用去除,繼(ji)之可經胞外酶水(shui)解后進入細胞內被(bei)氧化,其BOD5/COD值雖小,可生物處理(li)(li)性(xing)卻不差。
2)COD測定(ding)值(zhi)(zhi)中(zhong)包(bao)(bao)含了廢水(shui)中(zhong)某些無(wu)機還(huan)原性(xing)物質(如硫(liu)(liu)化物、亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)、亞(ya)(ya)硝酸(suan)(suan)鹽(yan)、亞(ya)(ya)鐵離(li)子(zi)等)所消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)氧(yang)量(liang),BOD5測定(ding)值(zhi)(zhi)中(zhong)也包(bao)(bao)括硫(liu)(liu)化物、亞(ya)(ya)硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)鹽(yan)、亞(ya)(ya)鐵離(li)子(zi)所消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)氧(yang)量(liang)。但由于(yu)COD與BOD5測定(ding)方(fang)(fang)法不同,這些無(wu)機還(huan)原性(xing)物質在測定(ding)時的(de)終態濃(nong)度及(ji)狀態都(dou)不盡相同,亦即在兩種測定(ding)方(fang)(fang)法中(zhong)所消(xiao)(xiao)耗(hao)的(de)氧(yang)量(liang)不同,從而直接影響(xiang)BOD5和COD的(de)測定(ding)值(zhi)(zhi)及(ji)其比值(zhi)(zhi)。
3)重(zhong)鉻(ge)酸鉀在(zai)(zai)酸性條件下的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)能力很(hen)強,在(zai)(zai)大(da)多數情況下,COD值可近似(si)代表廢水中全部有(you)機物的(de)含量(liang)。但有(you)些化(hua)(hua)合(he)物如吡啶不被重(zhong)鉻(ge)酸鉀氧(yang)(yang)化(hua)(hua),不能以COD的(de)形(xing)式表現(xian)出需氧(yang)(yang)量(liang),但卻(que)可能在(zai)(zai)微生物作用下被氧(yang)(yang)化(hua)(hua),以BOD5的(de)形(xing)式表現(xian)出需氧(yang)(yang)量(liang),因(yin)此(ci)對BOD5/COD值產(chan)生很(hen)大(da)影響(xiang)。
綜上所(suo)述,廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)BOD5/COD值不(bu)可(ke)(ke)能直接(jie)等于可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)物降解的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)物占全部(bu)有(you)機(ji)(ji)物的(de)(de)(de)(de)百(bai)分數,所(suo)以(yi),用(yong)BOD5/COD值來評(ping)價廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物處理可(ke)(ke)行件盡管方便,但比較粗糙,欲做出準(zhun)確的(de)(de)(de)(de)結論,還應輔以(yi)生(sheng)(sheng)物處理的(de)(de)(de)(de)模型實驗(yan)。
2、微生物(wu)呼(hu)吸曲(qu)線法
微生(sheng)物(wu)呼吸(xi)曲(qu)線(xian)(xian)是以時間為(wei)橫坐標,以生(sheng)化反應(ying)過程中的耗氧(yang)量為(wei)縱坐標作圖(tu)得到(dao)的一條(tiao)曲(qu)線(xian)(xian),曲(qu)線(xian)(xian)特征主要(yao)取(qu)決(jue)于廢水(shui)中有(you)機物(wu)的性質(zhi)。測定耗氧(yang)速度(du)的儀器有(you)瓦(wa)勃氏呼吸(xi)儀和電(dian)極式溶解氧(yang)測定儀。
微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian):當微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)進入內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)期時(shi)(shi),耗氧速(su)率(lv)恒定,耗氧量(liang)與(yu)(yu)(yu)時(shi)(shi)間(jian)呈正比,在微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)圖上表現為一(yi)條(tiao)過坐標(biao)原點的(de)直線(xian)(xian)(xian),其斜率(lv)即表示內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)時(shi)(shi)耗氧速(su)率(lv)。如圖1所示,比較(jiao)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)與(yu)(yu)(yu)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian),曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)a位(wei)于微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)上部(bu),表明(ming)(ming)(ming)廢(fei)水中(zhong)(zhong)的(de)有機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)能(neng)被微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(jie),耗氧速(su)率(lv)大于內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)時(shi)(shi)的(de)耗氧速(su)率(lv),經一(yi)段時(shi)(shi)間(jian)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)a與(yu)(yu)(yu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)線(xian)(xian)(xian)幾乎平行,表明(ming)(ming)(ming)基質(zhi)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(jie)已基本完成(cheng),微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)進入內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)階段;曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)b與(yu)(yu)(yu)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)重合(he),表明(ming)(ming)(ming)廢(fei)水中(zhong)(zhong)的(de)有機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)不(bu)(bu)能(neng)被微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(jie),但(dan)也未對(dui)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)抑制作用,微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)維(wei)持內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi),曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)c位(wei)于微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)下端,耗氧速(su)率(lv)小于內源(yuan)(yuan)(yuan)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)時(shi)(shi)的(de)耗氧速(su)率(lv),表明(ming)(ming)(ming)廢(fei)水中(zhong)(zhong)的(de)有機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)不(bu)(bu)能(neng)被微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)(jie),而且對(dui)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)具有抑制或毒害(hai)作用,微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)一(yi)旦與(yu)(yu)(yu)橫(heng)坐標(biao)重合(he),則說(shuo)明(ming)(ming)(ming)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)已停止,死亡。將微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)圖的(de)橫(heng)坐標(biao)改為基質(zhi)濃度(du),則變(bian)為另一(yi)種可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化性判定方法—耗氧曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)法,雖然(ran)圖的(de)含義(yi)不(bu)(bu)同,但(dan)是與(yu)(yu)(yu)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)呼(hu)(hu)(hu)吸(xi)(xi)(xi)(xi)曲(qu)(qu)(qu)線(xian)(xian)(xian)法的(de)原理和(he)實(shi)驗方法是一(yi)致的(de)。
該種判定(ding)(ding)方(fang)法與(yu)其他(ta)方(fang)法相比,操作簡單、實(shi)驗周(zhou)期短,可(ke)以(yi)滿足大批量數據的(de)(de)(de)測定(ding)(ding)。但(dan)必須指出,用此(ci)(ci)種方(fang)法來評價廢水的(de)(de)(de)可(ke)生化性(xing)、必須對微(wei)生物的(de)(de)(de)來源、濃度、馴化和有機(ji)污染(ran)物的(de)(de)(de)濃度及反應(ying)時間等條件作嚴格的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding),加之測定(ding)(ding)所需(xu)的(de)(de)(de)儀(yi)器在國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)普及率不高(gao),因此(ci)(ci)在國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)應(ying)用并不廣泛(fan)。
3、CO2生成量(liang)測(ce)定法
微生(sheng)物(wu)(wu)在(zai)降(jiang)解污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)過程中(zhong),在(zai)消耗廢水中(zhong)O2的(de)(de)同時會生(sheng)成(cheng)(cheng)相(xiang)應數量的(de)(de)CO2。因此,通過測定(ding)生(sheng)化反應過程CO2的(de)(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)量,就(jiu)可以判斷污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)可生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解性。
目前最常用(yong)(yong)的(de)方(fang)法為斯特(te)姆測定(ding)法,反應(ying)時間為28d,可(ke)以(yi)比較CO2的(de)實際產量和理論產量來判(pan)(pan)定(ding)廢水的(de)可(ke)生(sheng)化(hua)性,也可(ke)以(yi)利(li)用(yong)(yong)CO2/DOC值(zhi)來判(pan)(pan)定(ding)廢水的(de)可(ke)生(sheng)化(hua)性。由于(yu)該種判(pan)(pan)定(ding)實驗需采用(yong)(yong)特(te)殊的(de)儀器和方(fang)法,操作復(fu)雜,僅限于(yu)實驗室研(yan)究使用(yong)(yong),在實際生(sheng)產中的(de)應(ying)用(yong)(yong)還未見報(bao)道(dao)。
二(er)、微生物生理指標(biao)法
微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)與廢水接觸后,利用廢水中的(de)(de)有機物(wu)作為碳源和能源進行(xing)新陳代謝(xie),微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)理指(zhi)標法(fa)就(jiu)是通過觀察微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)新陳代謝(xie)過程中重要(yao)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)理生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)指(zhi)標的(de)(de)變化(hua)來判(pan)定(ding)該(gai)種(zhong)廢水的(de)(de)可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)性。目前可以作為判(pan)定(ding)依(yi)據的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)理生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)指(zhi)標主要(yao)有:脫氫酶活性、三磷酸(suan)腺苷(ATP)。
1、脫氫酶活(huo)性指標法
微(wei)生物(wu)(wu)對有(you)機(ji)(ji)物(wu)(wu)的(de)(de)氧化(hua)分(fen)解是在各種(zhong)酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)參與下(xia)完成的(de)(de),其中脫氫(qing)(qing)酶(mei)(mei)(mei)起著重要的(de)(de)作(zuo)(zuo)用:催化(hua)氫(qing)(qing)從被氧化(hua)的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)轉移到另一物(wu)(wu)質(zhi)。由于脫氫(qing)(qing)酶(mei)(mei)(mei)對毒(du)物(wu)(wu)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用非(fei)常敏感(gan),當有(you)毒(du)物(wu)(wu)存在時(shi)(shi),它(ta)的(de)(de)活性(單(dan)位時(shi)(shi)間內活化(hua)氫(qing)(qing)的(de)(de)能(neng)力)下(xia)降。因此,可以利用脫氫(qing)(qing)酶(mei)(mei)(mei)活性作(zuo)(zuo)為評價(jia)微(wei)生物(wu)(wu)分(fen)解污染物(wu)(wu)能(neng)力的(de)(de)指標:如(ru)果在以某種(zhong)廢水(有(you)機(ji)(ji)污染物(wu)(wu))為基質(zhi)的(de)(de)培養液(ye)中生長的(de)(de)微(wei)生物(wu)(wu)脫氫(qing)(qing)酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)活性增加(jia),則(ze)表(biao)明微(wei)生物(wu)(wu)能(neng)夠(gou)降解該(gai)種(zhong)廢水(有(you)機(ji)(ji)污染物(wu)(wu))。
2、三磷酸(suan)腺苷(ATP)指標法
微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)對污染(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)氧化降解過程,實際上(shang)是能(neng)量代謝過程,微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)產(chan)能(neng)能(neng)力的(de)(de)大小直接反(fan)映其活(huo)性(xing)(xing)的(de)(de)高低。三磷酸(suan)腺苷(ATP)是微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)細胞中(zhong)貯存能(neng)量的(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi),因而可(ke)通過測定細胞中(zhong)ATP的(de)(de)水(shui)(shui)平來反(fan)映微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)程度,并作為評價微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)降解有(you)(you)機污染(ran)物(wu)(wu)能(neng)力的(de)(de)指標,如果在以某種廢水(shui)(shui)(有(you)(you)機污染(ran)物(wu)(wu))為基質(zhi)的(de)(de)培(pei)養液中(zhong)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長的(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)ATP的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)增加,則(ze)表明微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)能(neng)夠降解該種廢水(shui)(shui)(有(you)(you)機污染(ran)物(wu)(wu))。
此外,微生(sheng)物生(sheng)理(li)指標法(fa)還(huan)有細菌(jun)標準平板計數、DNA測(ce)定(ding)法(fa)、INT測(ce)定(ding)法(fa)、發光細菌(jun)光強測(ce)定(ding)法(fa)等。
雖(sui)然(ran)目(mu)前脫氫酶活性(xing)(xing)、ATP等(deng)測(ce)定(ding)都已(yi)有較成熟的(de)方(fang)法(fa)(fa),但由于(yu)這些參(can)數的(de)測(ce)定(ding)對(dui)儀器和(he)藥品的(de)要求較高(gao),操作也較復(fu)雜(za),因(yin)此目(mu)前微(wei)生(sheng)物生(sheng)理(li)指標法(fa)(fa)主要還是用于(yu)單一有機(ji)污染物的(de)生(sheng)物可降解(jie)性(xing)(xing)和(he)生(sheng)態毒(du)性(xing)(xing)的(de)判定(ding)。
三、模擬實(shi)驗(yan)法
模擬實驗法(fa)是指(zhi)直接通過(guo)模擬實際廢水處理過(guo)程(cheng)來判斷廢水生物處理可行(xing)性的(de)(de)方法(fa)。根據模擬過(guo)程(cheng)與實際過(guo)程(cheng)的(de)(de)近似程(cheng)度,可以(yi)大致(zhi)分為培養液測定法(fa)和模擬生化反(fan)應器法(fa)。
1、培養液測定(ding)法
培(pei)(pei)養液(ye)(ye)測定(ding)法又稱搖(yao)床試驗法,具體操作方法是:在(zai)一系列三(san)角(jiao)瓶(ping)內(nei)裝入(ru)某(mou)種(zhong)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(或(huo)(huo)廢水)為碳源的培(pei)(pei)養液(ye)(ye),加入(ru)適當N、P等營養物(wu)(wu)質,調節(jie)pH值,然后向(xiang)瓶(ping)內(nei)接種(zhong)一種(zhong)或(huo)(huo)多種(zhong)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(或(huo)(huo)經馴化(hua)的活性污(wu)(wu)泥),將三(san)角(jiao)瓶(ping)置于搖(yao)床上進行(xing)振蕩,模擬實際好氧處理過程,在(zai)一定(ding)階段內(nei)連續監測三(san)角(jiao)瓶(ping)內(nei)培(pei)(pei)養液(ye)(ye)物(wu)(wu)理外觀(guan)(濃度(du)、顏(yan)色(se)、嗅味等)上的變(bian)化(hua),微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(菌種(zhong)、生(sheng)物(wu)(wu)量及生(sheng)物(wu)(wu)相等)的變(bian)化(hua)以及培(pei)(pei)養液(ye)(ye)各項指標(biao):pH、COD或(huo)(huo)某(mou)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)濃度(du)的變(bian)化(hua)。
2、模擬生化反應器法(fa)
模(mo)(mo)擬(ni)生化反(fan)應器法是在模(mo)(mo)型(xing)生化反(fan)應器(如曝(pu)氣池模(mo)(mo)型(xing))中(zhong)進行的(de),通(tong)過在生化模(mo)(mo)型(xing)中(zhong)模(mo)(mo)擬(ni)實際污水(shui)處理設(she)施(shi)(如曝(pu)氣池)的(de)反(fan)應條(tiao)件,如:MLSS濃度(du)、溫(wen)度(du)、DO、F/M比(bi)等,來預(yu)測各(ge)種廢水(shui)在污水(shui)處理設(she)施(shi)中(zhong)的(de)去除效果,及其(qi)各(ge)種因素對生物處理的(de)影響。
由于(yu)(yu)模(mo)擬(ni)實驗(yan)法(fa)(fa)采用的(de)微(wei)生物、廢水與(yu)實際過程相同,而(er)且生化反應條(tiao)件也(ye)接近實際值,從水處理(li)研(yan)究的(de)角度來講,相當于(yu)(yu)實際處理(li)工藝的(de)小試研(yan)究,各種實際出現(xian)的(de)影響(xiang)因素都(dou)可(ke)以在實驗(yan)過程中體(ti)現(xian),避免(mian)了其他判(pan)定(ding)方法(fa)(fa)在實驗(yan)過程中出現(xian)的(de)誤差,且由于(yu)(yu)實驗(yan)條(tiao)件和反應空間更接近于(yu)(yu)實際情況,因此模(mo)擬(ni)實驗(yan)法(fa)(fa)與(yu)培(pei)養液測定(ding)法(fa)(fa)相比(bi),能夠更準確地說明廢水生物處理(li)的(de)可(ke)行性。
但正是由于該種判(pan)定(ding)方法(fa)針對性過(guo)強,各種廢水間的(de)測(ce)定(ding)結果沒有可比性,因(yin)此(ci)不容易形成(cheng)一(yi)套系統的(de)理論,而且小試過(guo)程的(de)判(pan)定(ding)結果在(zai)實際放(fang)大過(guo)程中(zhong)也可能造成(cheng)一(yi)定(ding)的(de)誤差。
四、綜合模型法
綜合模型(xing)(xing)法(fa)主要是針對(dui)(dui)某種有(you)機污染物(wu)的(de)可生化(hua)的(de)判定,通過對(dui)(dui)大量的(de)已知污染物(wu)的(de)生物(wu)降(jiang)解(jie)性和分子結構的(de)相(xiang)關性利用(yong)計算機模擬預測新的(de)有(you)機化(hua)合物(wu)的(de)生物(wu)可降(jiang)解(jie)性,主要的(de)模型(xing)(xing)有(you):BIODEG模型(xing)(xing)、PLS模型(xing)(xing)等。
綜(zong)合(he)模(mo)型法需要依靠龐大(da)的(de)(de)(de)已知污染物(wu)的(de)(de)(de)生物(wu)降解(jie)性(xing)數(shu)(shu)據(ju)庫(如EU的(de)(de)(de)EINECS數(shu)(shu)據(ju)庫),而且模(mo)擬過程復(fu)雜,耗資大(da),主要用(yong)于預測(ce)新化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)(de)可生化(hua)性(xing)和進(jin)入環(huan)境后的(de)(de)(de)降解(jie)途(tu)徑。
除以上的(de)可生化性(xing)判定方(fang)法之外(wai),近年(nian)來(lai)還發(fa)展(zhan)了許多其他方(fang)法,如利(li)用(yong)多級過濾和(he)超濾的(de)方(fang)法得(de)到廢(fei)(fei)水的(de)粒徑(jing)分(fen)布(bu)PSD(particlesizedistribution)和(he)COD分(fen)布(bu)來(lai)作為預測廢(fei)(fei)水可生化性(xing)的(de)指(zhi)標;利(li)用(yong)耗氧量、生化反應(ying)某端(duan)產物、生物活(huo)性(xing)值聯合評(ping)價廢(fei)(fei)水的(de)可生化性(xing);利(li)用(yong)經驗流(liu)程圖(tu)來(lai)預測某種有機污染物的(de)可生化性(xing)。
綜上所述,目前(qian)國內外對于廢水的可(ke)生化性判定(ding)方(fang)法各有千秋,在實際(ji)操作中應根據廢水的性質和實驗條件來(lai)選擇合適的判定(ding)方(fang)法。
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