SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT科技縱橫污水可生化性的研究.韓瑋,何康林(中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院,江蘇徐州221008)摘要:本文闡述了 污水可生化性的評價(jià)及測試方法,并對奎河污水進(jìn)行了測定和分析。結(jié)果表明,奎河污水是可生化的。這為城市污水處理廠選擇污水處理方法提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:可生化性;化學(xué)需氧量;生化需氧量;相對耗氧速率;瓦勃氏呼吸儀;評價(jià)方法中圖分類號:X522文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1006- -5377(2004)06 -0037-03Study on Biodegradability of W astewaterHAN Wei, HE Kang-lin-一、前言的BOD/CODcr比值可通過表1判別。污水的可生化性,也稱污水的可生物降解性，即生表1BOD5/CODc比值判別廢水可生化性的指標(biāo)物降解的難易程度,是指污水中所含污染物質(zhì)(基質(zhì))可~ BOD,/COD>0.45 0.30~0.45 0.25~0.30<0.25被微生物分解利用的性能，它是污水的重要特性之一?？缮?化性評價(jià)易生化可生化難生化不宜生化研究確定污水的可生化性,對進(jìn)行污水處理方法的選擇2.生化呼吸線測試法及污水治理規(guī)劃的制定具有重要意義。生化呼吸線是以時(shí)間為橫坐標(biāo),以耗氧量為縱坐標(biāo)奎河源于云龍湖,市區(qū)河段9347公里,環(huán)繞在建筑作出的一條 曲線,其特征主要取決于基質(zhì)的性質(zhì)。當(dāng)細(xì)密集、居住人口集中的老城區(qū)。河道兩岸有4公里長的石菌進(jìn)人內(nèi)源呼吸期時(shí)，其呼吸耗氧速率將是恒定的,此砌護(hù)岸,匯水面積為32平方公里,河底寬7~9米,河口寬時(shí)耗氧量與時(shí)間呈直線關(guān)系,這-直線被稱為內(nèi)源呼吸10~21米,河底坡度1/5000,河底標(biāo)高26.7米~28.7米。平線。測定不同時(shí)間的內(nèi)源呼吸耗氧量及與有機(jī)物接觸后時(shí)幾乎無清水補(bǔ)給,城市的生活污水和工業(yè)廢水是主要的生化呼吸耗氧量，可得內(nèi)源呼吸線和生化呼吸線,通污染水源,奎河已成為淮河地區(qū)一條城市排污溝。而下過比較即可判定廢水的可生化性(圖1)。游沿岸村民長期以污水灌溉土地,造成土地鹽化,重金屬富積,農(nóng)作物有害物質(zhì)殘留超標(biāo),地下水受到不同程()度的污染。生化呼吸線內(nèi)源呼吸線研究奎河污水的可生化性，在于了解其污水的性(2)二質(zhì),尋求采用生物化學(xué)法處理奎河污水的可能性,從而.為二級城市污水處理廠提供理論依據(jù)。(3二、污水可生化性的評價(jià)及測試方法時(shí)間評價(jià)污水可生化性的方法很多，目前常用的方法有:(1)測定水質(zhì)有關(guān)指標(biāo)并進(jìn)行比較，一般以BODJ圖1生化呼吸線與內(nèi)源呼吸線的比較CODcr的比值來判別; (2)測定生化呼吸線并進(jìn)行分析比由圖1可以看出:較;(3)進(jìn)行搖床試驗(yàn)及模型試驗(yàn);(4)菌種培養(yǎng)試驗(yàn)。下(1)當(dāng)生化呼吸線位于內(nèi)源呼吸線之上時(shí),廢水中.面將對前兩種方法作具體介紹。有機(jī)物-般是可被微生物氧化分解的;(2)當(dāng)生化呼吸1.BOD/C0Dcr比值評價(jià)法線與內(nèi)源呼吸線重合時(shí),有機(jī)物可能是不能被微生物降BOD表示5日生物化學(xué)需氧量，反映了水中的某些解的,但它對微生物的生命活動尚無抑制作用;(3)當(dāng)生可被微生物降解的有機(jī)物含量;C0Dcr表示化學(xué)需氧量,化呼吸線在內(nèi)源呼吸線之下時(shí),則說明有機(jī)物對微生物反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。這兩項(xiàng)指標(biāo)都被中國煤化工用。用此種方法來評價(jià)用來間接表示水中有機(jī)物的污染情況。一般認(rèn)為:廢水:TYHCNMHG'物的來源、濃度、馴化和中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)CEPI 20046- 37-科技縱橫SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT有機(jī)物的濃度及反應(yīng)時(shí)間作嚴(yán)格的規(guī)定。的氧化分解作用;另一方面又可以考查污水中基質(zhì)對微三、奎河污水可生化性分析生物種群的毒害作用。1.按BOD/CODer比值來評價(jià)奎河污水的可生化性(2)瓦勃實(shí)驗(yàn)步驟由于排人奎河的工業(yè)廢水和城市生活污水經(jīng)過一①活性污泥的培養(yǎng)、馴化及處理段距離后，利用管道抽取提升到達(dá)城市污水處理廠，所●取污水處理廠活性污泥為菌種，在培養(yǎng)容器中以以需要在進(jìn)人管道前的污水?dāng)嗝孢M(jìn)行監(jiān)測。此外,根據(jù)奎河污水為營 養(yǎng),曝氣或攪拌,來培養(yǎng)活性污泥。季節(jié)變化及奎河水位漲落情況,為了掌握不同時(shí)段的污.每天停止曝氣一小時(shí),沉淀后去除上清液,加人新水水質(zhì),分別于3月到5月之間,每周定時(shí)取樣。監(jiān)測結(jié)果鮮廢水并逐漸增加廢水量,達(dá)到馴化活性污泥的目的。經(jīng)整理后,按表1評價(jià)結(jié)果列于表2?！癞?dāng)活性污泥數(shù)量足夠，且對廢水具有相當(dāng)去除能表2奎河污水可生 化性分析力后,即認(rèn)為活性污泥的培養(yǎng)和馴化已完成，停止投加、啡BOD,(mg/) COD.(mg/) BOD,/COD， 評價(jià)結(jié)果營養(yǎng),空曝24小時(shí),使活性污泥處于內(nèi)源呼吸階段。采樣時(shí)間●取上述活性污泥在3000轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)上離心102002.3.2556.92182.45.31可生化分鐘,倒去上清液,加入蒸餾水洗滌,攪拌均勻后再離2002.4.337.51170.600.22難生化心,反復(fù)三次,用pH=7的磷酸鹽緩沖液稀釋,配制成活性2002.4.970.65190.000.372002.4.1679.91223.440.36 .污泥懸濁液。2002.5.940.8711.10.②按表3將各種試劑加人反應(yīng)瓶中,實(shí)驗(yàn)水溫20C。2002.5.1624.6051.510.48易生化③在開始試驗(yàn)后的0,0.25 ,0.5, 1.0,2.0,3.0 ,4.0, 5.0,2002 .5.2229.7959.98 .0.506.0,7.0小時(shí),關(guān)閉振搖開頭,調(diào)整各測壓管閉管液面至2002.5.28100.600.45150mm處,并記錄開管液面讀數(shù)。由表2看出，奎河污水在此期間BOD2/CODer比值幾表3瓦勃氏呼吸儀反應(yīng)器 中所加物質(zhì)乎都大于0.3,屬于可生化性質(zhì),但是比值不太穩(wěn)定。究其反應(yīng)瓶內(nèi)液體體積(ml)中央小杯側(cè)杯內(nèi)基中央小科液體原因,首先是季節(jié)的變化。進(jìn)入夏季之后,降雨量增加，反應(yīng)瓶~編號蒸餾水 活性污泥質(zhì)溶液體得液體總體積備注對排入的廢水起到稀釋作用，使得生物降解程度提高。(ml)懸浮 液(m)積(ml)(ml)此外,廢水的可生化性還受到了工業(yè)廢水和城市生活污3.40.23.2溫度壓力對照3.2內(nèi)源呼吸水排污量的影響。總之，由于奎河廢污水主要是低濃度.5,6基質(zhì)呼吸.有機(jī)廢水,用生物處理法是完全可行的。7,8基質(zhì)呼吸2.利用瓦勃氏呼吸儀測定生化呼吸線和相對耗氧速9.10率曲線來評價(jià)奎河污水的可生化性11,12(1)瓦勃實(shí)驗(yàn)原理13,143.2基 質(zhì)呼吸瓦勃呼吸儀由兩部分構(gòu)成(圖2):-部分是由反應(yīng)(3)瓦勃實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理及分析瓶和測壓計(jì)相連構(gòu)成的定容系統(tǒng);另一部分是恒溫控制①根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果計(jì)算耗氧量,主要公式為:系統(tǒng)。瓦勃實(shí)驗(yàn)的原理是:將一定量的活性污泥與一定●Oh,=Oh-Oh'量的待測污水混于反應(yīng)瓶中,Sh,-各測壓管計(jì)算的BRODIE溶液液面高度變化在恒溫定容條件下,好氣性微二通活塞值(mm)生物分解.利用污水基質(zhì)進(jìn)行0h一溫度壓力對照管中BRODIE溶液液面高度變后0L側(cè)杯管憲代謝反應(yīng);代謝過程中不斷吸ice-側(cè)杯化值(mm)中心杯收氧氣并釋放出二氧化碳,后.”測壓計(jì)Ah'一各測壓管實(shí)驗(yàn)的BRODIE溶液液面高度變者被貯存于反應(yīng)瓶中央小杯中的堿液吸收。微生物代謝過.X(=K,Ah或X=1.429K,Ah,程中耗氧量就表現(xiàn)為體系內(nèi)XI,X--各反應(yīng)瓶不同時(shí)間的耗氧量分別以及氣體壓力的改變,通過測壓計(jì)橡皮管.μg表示反映出來。瓦勃實(shí)驗(yàn)一方 面可的螺旋火中國煤化工已事先測得1.429-以考查微生物對污水中基質(zhì)圖2 瓦勃氏呼吸器MYHCNMHG中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)CEPI 20046- 38-SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT科技縱橫其結(jié)果是一致的,均屬可生化性質(zhì)。70「◆內(nèi)源呼吸線 --■-生化呼 吸線; 602.用BODVCODer比值法來判斷較為簡便，適應(yīng)性面50-廣,但是BOD/CODer比值不可能直接等于可生物降解的1 40-有機(jī)物占全部有機(jī)物的百分?jǐn)?shù),所以用此法進(jìn)行廢水的30可生化性評價(jià)比較粗糙。203.用瓦勃氏呼吸儀測定奎河污水的可生化性，可以100.250.51234567時(shí)間(b).從不同角度去考查,從而取得較多的生物降解特性的數(shù)圖3馴化后微生物的生化呼吸線與內(nèi)源呼吸線比較據(jù)，如生物降解速度、生物耗氧量等。這種方法測得的耗.氧量、相對耗氧速率在一定程度 上能反映有機(jī)污染物被圖3表示經(jīng)奎河廢水馴化后的微生物的生化呼吸線微生物氧化分解的特性。和內(nèi)源呼吸線,從兩條線的變化趨勢來看,當(dāng)微生物處.4.通過不同側(cè)面評價(jià)廢水，剖析廢水主要有機(jī)污染于內(nèi)源呼吸階段時(shí),其呼吸速度基本恒定,耗氧量隨時(shí)指標(biāo)的內(nèi) 在聯(lián)系,充分揭示了廢水污染物的特性。它不間幾乎成直線變化。當(dāng)供給奎河污水后,微生物處于生僅可判斷污水可生化性程度的高低,還可找出不能生物化呼吸階段,其耗氧量高于內(nèi)源呼吸階段,說明奎河污降解的 部分所占有機(jī)污染的比例。這對研究廢水的有機(jī)水是可生化的。.污染指標(biāo)、污染水平、化學(xué)降解性等各方面都有參考價(jià)②相對耗氧速率(R):基質(zhì)耗氧速率與內(nèi)源呼吸耗值和實(shí)用意義。氧速率的百分比,即:參考文獻(xiàn):R=Vs/Vx100%[1]韓慶莉.應(yīng)用瓦勃氏技術(shù)研究工業(yè)污水的可生化式中:Vs投加奎河污水后的微生物耗氧速率 性[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),1994,20(2):60~65.Vo--微生 物的內(nèi)源呼吸耗氧速率[2]裴青,趙英魁.東明渠污水可生化性研究[J].河北省由于測定時(shí)生物量不變，反應(yīng)時(shí)間也完全相同，上科學(xué) 院學(xué)報(bào),1994,(4):14-~19.式可簡化為:[3]溫儼,武果香等,用BOD-C0D相關(guān)原理分析城市R=X&2/ X&x100%廢水的可生化性[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì),1999,(3):21~22.式中:X&-投加奎河污水后的微生物的耗氧量X&-微生物的內(nèi)源呼吸耗氧量國產(chǎn)首臺大型海水淡化裝置建成出水200中圍分類號:X747+.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:D1806月4日，我國首臺擁有全部自主知識產(chǎn)權(quán)的大型R 160◆◆蒸餾法海水淡化裝置在青島華歐集團(tuán)黃島電廠建成并“ 140一次試車成功。據(jù)悉,此臺3000噸/ 8低溫多效海水淡120化裝置是“十五”國家重大科技攻關(guān)項(xiàng)目示范工程,由天津海水淡化與綜合利用研究所負(fù)責(zé)設(shè)計(jì),青島華歐0.25 0.5 I7時(shí)間(h)集團(tuán)建設(shè)完成。圖4時(shí)間與相對耗氧速率 的關(guān)系此套裝置成功建成出水，標(biāo)志著我國完全能夠依圖4表示奎河污水馴化后的微生物相對耗氧速率曲靠自主開發(fā)的科技成果建設(shè)大型蒸餾法海水淡化設(shè)線。R值如果大于100%,該廢水對微生物沒有毒性抑制備,對我國海水淡化事業(yè)的發(fā)展具有里程碑性的意義。作用,并且R值越大,其可生化越好。從圖4可以看出,R據(jù)國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所惠值一直是大于100% ,在開始階段,生化耗氧速率較大，紹棠所長和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人阮國嶺博士介紹，該示范工程隨著時(shí)間的推移，加人的廢水中的污染物逐漸被降解,是該所繼“九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目取得重大技術(shù).微生物趨于內(nèi)源呼吸。所以,得出結(jié)論:奎河污水是可生突破后,在產(chǎn)業(yè)化技術(shù)方面的又一重大成果。該裝置從化的。設(shè)計(jì)、加工到安裝、調(diào)試歷時(shí)3年,全部采用我國自主開四、結(jié)論到國際同類技術(shù)水平。1.通過以上兩種方法來評價(jià)奎河污水的可生化性,中國煤化工中國建設(shè)報(bào)》6月11日)CNMHG中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)CEPI 20046- 39-