污水可生化性的研究

SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT科技纵横污水可生化性的研究.韩玮,何康林(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)摘要:本文阐述了 污水可生化性的评价及测试方法,并对奎河污水进行了测定和分析。结果表明,奎河污水是可生化的。这为城市污水处理厂选择污水处理方法提供了理论依据。关键词:可生化性;化学需氧量;生化需氧量;相对耗氧速率;瓦勃氏呼吸仪;评价方法中图分类号:X522文献标识码:B文章编号:1006- -5377(2004)06 -0037-03Study on Biodegradability of W astewaterHAN Wei, HE Kang-lin-一、前言的BOD/CODcr比值可通过表1判别。污水的可生化性,也称污水的可生物降解性，即生表1BOD5/CODc比值判别废水可生化性的指标物降解的难易程度,是指污水中所含污染物质(基质)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。可生 化性评价易生化可生化难生化不宜生化研究确定污水的可生化性,对进行污水处理方法的选择2.生化呼吸线测试法及污水治理规划的制定具有重要意义。生化呼吸线是以时间为横坐标,以耗氧量为纵坐标奎河源于云龙湖,市区河段9347公里,环绕在建筑作出的一条 曲线,其特征主要取决于基质的性质。当细密集、居住人口集中的老城区。河道两岸有4公里长的石菌进人内源呼吸期时，其呼吸耗氧速率将是恒定的,此砌护岸,汇水面积为32平方公里,河底宽7~9米,河口宽时耗氧量与时间呈直线关系,这-直线被称为内源呼吸10~21米,河底坡度1/5000,河底标高26.7米~28.7米。平线。测定不同时间的内源呼吸耗氧量及与有机物接触后时几乎无清水补给,城市的生活污水和工业废水是主要的生化呼吸耗氧量，可得内源呼吸线和生化呼吸线,通污染水源,奎河已成为淮河地区一条城市排污沟。而下过比较即可判定废水的可生化性(图1)。游沿岸村民长期以污水灌溉土地,造成土地盐化,重金属富积,农作物有害物质残留超标,地下水受到不同程()度的污染。生化呼吸线内源呼吸线研究奎河污水的可生化性，在于了解其污水的性(2)二质,寻求采用生物化学法处理奎河污水的可能性,从而.为二级城市污水处理厂提供理论依据。(3二、污水可生化性的评价及测试方法时间评价污水可生化性的方法很多，目前常用的方法有:(1)测定水质有关指标并进行比较，一般以BODJ图1生化呼吸线与内源呼吸线的比较CODcr的比值来判别; (2)测定生化呼吸线并进行分析比由图1可以看出:较;(3)进行摇床试验及模型试验;(4)菌种培养试验。下(1)当生化呼吸线位于内源呼吸线之上时,废水中.面将对前两种方法作具体介绍。有机物-般是可被微生物氧化分解的;(2)当生化呼吸1.BOD/C0Dcr比值评价法线与内源呼吸线重合时,有机物可能是不能被微生物降BOD表示5日生物化学需氧量，反映了水中的某些解的,但它对微生物的生命活动尚无抑制作用;(3)当生可被微生物降解的有机物含量;C0Dcr表示化学需氧量,化呼吸线在内源呼吸线之下时,则说明有机物对微生物反映了水中受还原性物质污染的程度。这两项指标都被中国煤化工用。用此种方法来评价用来间接表示水中有机物的污染情况。一般认为:废水:TYHCNMHG'物的来源、浓度、驯化和中国环保产业CEPI 20046- 37-科技纵横SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT有机物的浓度及反应时间作严格的规定。的氧化分解作用;另一方面又可以考查污水中基质对微三、奎河污水可生化性分析生物种群的毒害作用。1.按BOD/CODer比值来评价奎河污水的可生化性(2)瓦勃实验步骤由于排人奎河的工业废水和城市生活污水经过一①活性污泥的培养、驯化及处理段距离后，利用管道抽取提升到达城市污水处理厂，所●取污水处理厂活性污泥为菌种，在培养容器中以以需要在进人管道前的污水断面进行监测。此外,根据奎河污水为营 养,曝气或搅拌,来培养活性污泥。季节变化及奎河水位涨落情况,为了掌握不同时段的污.每天停止曝气一小时,沉淀后去除上清液,加人新水水质,分别于3月到5月之间,每周定时取样。监测结果鲜废水并逐渐增加废水量,达到驯化活性污泥的目的。经整理后,按表1评价结果列于表2。●当活性污泥数量足够，且对废水具有相当去除能表2奎河污水可生 化性分析力后,即认为活性污泥的培养和驯化已完成，停止投加、啡BOD,(mg/) COD.(mg/) BOD,/COD， 评价结果营养,空曝24小时,使活性污泥处于内源呼吸阶段。采样时间●取上述活性污泥在3000转/分的离心机上离心102002.3.2556.92182.45.31可生化分钟,倒去上清液,加入蒸馏水洗涤,搅拌均匀后再离2002.4.337.51170.600.22难生化心,反复三次,用pH=7的磷酸盐缓冲液稀释,配制成活性2002.4.970.65190.000.372002.4.1679.91223.440.36 .污泥悬浊液。2002.5.940.8711.10.②按表3将各种试剂加人反应瓶中,实验水温20C。2002.5.1624.6051.510.48易生化③在开始试验后的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小时,关闭振摇开头,调整各测压管闭管液面至2002.5.28100.600.45150mm处,并记录开管液面读数。由表2看出，奎河污水在此期间BOD2/CODer比值几表3瓦勃氏呼吸仪反应器 中所加物质乎都大于0.3,属于可生化性质,但是比值不太稳定。究其反应瓶内液体体积(ml)中央小杯侧杯内基中央小科液体原因,首先是季节的变化。进入夏季之后,降雨量增加，反应瓶~编号蒸馏水 活性污泥质溶液体得液体总体积备注对排入的废水起到稀释作用，使得生物降解程度提高。(ml)悬浮 液(m)积(ml)(ml)此外,废水的可生化性还受到了工业废水和城市生活污3.40.23.2温度压力对照3.2内源呼吸水排污量的影响。总之，由于奎河废污水主要是低浓度.5,6基质呼吸.有机废水,用生物处理法是完全可行的。7,8基质呼吸2.利用瓦勃氏呼吸仪测定生化呼吸线和相对耗氧速9.10率曲线来评价奎河污水的可生化性11,12(1)瓦勃实验原理13,143.2基 质呼吸瓦勃呼吸仪由两部分构成(图2):-部分是由反应(3)瓦勃实验结果处理及分析瓶和测压计相连构成的定容系统;另一部分是恒温控制①根据实验记录结果计算耗氧量,主要公式为:系统。瓦勃实验的原理是:将一定量的活性污泥与一定●Oh,=Oh-Oh'量的待测污水混于反应瓶中,Sh,-各测压管计算的BRODIE溶液液面高度变化在恒温定容条件下,好气性微二通活塞值(mm)生物分解.利用污水基质进行0h一温度压力对照管中BRODIE溶液液面高度变后0L侧杯管宪代谢反应;代谢过程中不断吸ice-侧杯化值(mm)中心杯收氧气并释放出二氧化碳,后.”测压计Ah'一各测压管实验的BRODIE溶液液面高度变者被贮存于反应瓶中央小杯中的碱液吸收。微生物代谢过.X(=K,Ah或X=1.429K,Ah,程中耗氧量就表现为体系内XI,X--各反应瓶不同时间的耗氧量分别以及气体压力的改变,通过测压计橡皮管.μg表示反映出来。瓦勃实验一方 面可的螺旋火中国煤化工已事先测得1.429-以考查微生物对污水中基质图2 瓦勃氏呼吸器MYHCNMHG中国环保产业CEPI 20046- 38-SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT科技纵横其结果是一致的,均属可生化性质。70「◆内源呼吸线 --■-生化呼 吸线; 602.用BODVCODer比值法来判断较为简便，适应性面50-广,但是BOD/CODer比值不可能直接等于可生物降解的1 40-有机物占全部有机物的百分数,所以用此法进行废水的30可生化性评价比较粗糙。203.用瓦勃氏呼吸仪测定奎河污水的可生化性，可以100.250.51234567时间(b).从不同角度去考查,从而取得较多的生物降解特性的数图3驯化后微生物的生化呼吸线与内源呼吸线比较据，如生物降解速度、生物耗氧量等。这种方法测得的耗.氧量、相对耗氧速率在一定程度 上能反映有机污染物被图3表示经奎河废水驯化后的微生物的生化呼吸线微生物氧化分解的特性。和内源呼吸线,从两条线的变化趋势来看,当微生物处.4.通过不同侧面评价废水，剖析废水主要有机污染于内源呼吸阶段时,其呼吸速度基本恒定,耗氧量随时指标的内 在联系,充分揭示了废水污染物的特性。它不间几乎成直线变化。当供给奎河污水后,微生物处于生仅可判断污水可生化性程度的高低,还可找出不能生物化呼吸阶段,其耗氧量高于内源呼吸阶段,说明奎河污降解的 部分所占有机污染的比例。这对研究废水的有机水是可生化的。.污染指标、污染水平、化学降解性等各方面都有参考价②相对耗氧速率(R):基质耗氧速率与内源呼吸耗值和实用意义。氧速率的百分比,即:参考文献:R=Vs/Vx100%[1]韩庆莉.应用瓦勃氏技术研究工业污水的可生化式中:Vs投加奎河污水后的微生物耗氧速率 性[J].环境保护科学,1994,20(2):60~65.Vo--微生 物的内源呼吸耗氧速率[2]裴青,赵英魁.东明渠污水可生化性研究[J].河北省由于测定时生物量不变，反应时间也完全相同，上科学 院学报,1994,(4):14-~19.式可简化为:[3]温俨,武果香等,用BOD-C0D相关原理分析城市R=X&2/ X&x100%废水的可生化性[J].科技情报开发与经济,1999,(3):21~22.式中:X&-投加奎河污水后的微生物的耗氧量X&-微生物的内源呼吸耗氧量国产首台大型海水淡化装置建成出水200中围分类号:X747+.1文献标识码:D1806月4日，我国首台拥有全部自主知识产权的大型R 160◆◆蒸馏法海水淡化装置在青岛华欧集团黄岛电厂建成并“ 140一次试车成功。据悉,此台3000吨/ 8低温多效海水淡120化装置是“十五”国家重大科技攻关项目示范工程,由天津海水淡化与综合利用研究所负责设计,青岛华欧0.25 0.5 I7时间(h)集团建设完成。图4时间与相对耗氧速率 的关系此套装置成功建成出水，标志着我国完全能够依图4表示奎河污水驯化后的微生物相对耗氧速率曲靠自主开发的科技成果建设大型蒸馏法海水淡化设线。R值如果大于100%,该废水对微生物没有毒性抑制备,对我国海水淡化事业的发展具有里程碑性的意义。作用,并且R值越大,其可生化越好。从图4可以看出,R据国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所惠值一直是大于100% ,在开始阶段,生化耗氧速率较大，绍棠所长和项目负责人阮国岭博士介绍，该示范工程随着时间的推移，加人的废水中的污染物逐渐被降解,是该所继“九五”国家重点科技攻关项目取得重大技术.微生物趋于内源呼吸。所以,得出结论:奎河污水是可生突破后,在产业化技术方面的又一重大成果。该装置从化的。设计、加工到安装、调试历时3年,全部采用我国自主开四、结论到国际同类技术水平。1.通过以上两种方法来评价奎河污水的可生化性,中国煤化工中国建设报》6月11日)CNMHG中国环保产业CEPI 20046- 39-