污水可生化性的研究

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。結果表明,奎河污水是可生化的。這為城市污水處理廠(chǎng)選擇污水處理方法提供了理論依據。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(lèi)號:X522文獻標識碼: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(guò)表1判別。污水的可生化性,也稱(chēng)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(xiàn)測試法及污水治理規劃的制定具有重要意義。生化呼吸線(xiàn)是以時(shí)間為橫坐標,以耗氧量為縱坐標奎河源于云龍湖,市區河段9347公里,環(huán)繞在建筑作出的一條 曲線(xiàn),其特征主要取決于基質(zhì)的性質(zhì)。當細密集、居住人口集中的老城區。河道兩岸有4公里長(cháng)的石菌進(jìn)人內源呼吸期時(shí)，其呼吸耗氧速率將是恒定的,此砌護岸,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(xiàn)關(guān)系,這-直線(xiàn)被稱(chēng)為內源呼吸10~21米,河底坡度1/5000,河底標高26.7米~28.7米。平線(xiàn)。測定不同時(shí)間的內源呼吸耗氧量及與有機物接觸后時(shí)幾乎無(wú)清水補給,城市的生活污水和工業(yè)廢水是主要的生化呼吸耗氧量，可得內源呼吸線(xiàn)和生化呼吸線(xiàn),通污染水源,奎河已成為淮河地區一條城市排污溝。而下過(guò)比較即可判定廢水的可生化性(圖1)。游沿岸村民長(cháng)期以污水灌溉土地,造成土地鹽化,重金屬富積,農作物有害物質(zhì)殘留超標,地下水受到不同程()度的污染。生化呼吸線(xiàn)內源呼吸線(xiàn)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(chǎng)提供理論依據。(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)指標并進(jìn)行比較，一般以BODJ圖1生化呼吸線(xiàn)與內源呼吸線(xiàn)的比較CODcr的比值來(lái)判別; (2)測定生化呼吸線(xiàn)并進(jìn)行分析比由圖1可以看出:較;(3)進(jìn)行搖床試驗及模型試驗;(4)菌種培養試驗。下(1)當生化呼吸線(xiàn)位于內源呼吸線(xiàn)之上時(shí),廢水中.面將對前兩種方法作具體介紹。有機物-般是可被微生物氧化分解的;(2)當生化呼吸1.BOD/C0Dcr比值評價(jià)法線(xiàn)與內源呼吸線(xiàn)重合時(shí),有機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(dòng)尚無(wú)抑制作用;(3)當生可被微生物降解的有機物含量;C0Dcr表示化學(xué)需氧量,化呼吸線(xiàn)在內源呼吸線(xiàn)之下時(shí),則說(shuō)明有機物對微生物反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。這兩項指標都被中國煤化工用。用此種方法來(lái)評價(jià)用來(lái)間接表示水中有機物的污染情況。一般認為:廢水:TYHCNMHG'物的來(lái)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有機物的濃度及反應時(shí)間作嚴格的規定。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(lái)評價(jià)奎河污水的可生化性(2)瓦勃實(shí)驗步驟由于排人奎河的工業(yè)廢水和城市生活污水經(jīng)過(guò)一①活性污泥的培養、馴化及處理段距離后，利用管道抽取提升到達城市污水處理廠(chǎng)，所●取污水處理廠(chǎng)活性污泥為菌種，在培養容器中以以需要在進(jìn)人管道前的污水斷面進(jìn)行監測。此外,根據奎河污水為營(yíng) 養,曝氣或攪拌,來(lái)培養活性污泥。季節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。監測結果鮮廢水并逐漸增加廢水量,達到馴化活性污泥的目的。經(jīng)整理后,按表1評價(jià)結果列于表2?！癞敾钚晕勰鄶盗孔銐?，且對廢水具有相當去除能表2奎河污水可生 化性分析力后,即認為活性污泥的培養和馴化已完成，停止投加、啡BOD,(mg/) COD.(mg/) BOD,/COD， 評價(jià)結果營(yíng)養,空曝24小時(shí),使活性污泥處于內源呼吸階段。采樣時(shí)間●取上述活性污泥在3000轉/分的離心機上離心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瓶中,實(shí)驗水溫20C。2002.5.1624.6051.510.48易生化③在開(kāi)始試驗后的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(kāi)頭,調整各測壓管閉管液面至2002.5.28100.600.45150mm處,并記錄開(kāi)管液面讀數。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),但是比值不太穩定。究其反應瓶?jì)纫后w體積(ml)中央小杯側杯內基中央小科液體原因,首先是季節的變化。進(jìn)入夏季之后,降雨量增加，反應瓶~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內源呼吸水排污量的影響?？傊?，由于奎河廢污水主要是低濃度.5,6基質(zhì)呼吸.有機廢水,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(xiàn)和相對耗氧速9.10率曲線(xiàn)來(lái)評價(jià)奎河污水的可生化性11,12(1)瓦勃實(shí)驗原理13,143.2基 質(zhì)呼吸瓦勃呼吸儀由兩部分構成(圖2):-部分是由反應(3)瓦勃實(shí)驗結果處理及分析瓶和測壓計相連構成的定容系統;另一部分是恒溫控制①根據實(shí)驗記錄結果計算耗氧量,主要公式為:系統。瓦勃實(shí)驗的原理是: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瓶中,Sh,-各測壓管計算的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側杯管憲代謝反應;代謝過(guò)程中不斷吸ice-側杯化值(mm)中心杯收氧氣并釋放出二氧化碳,后.”測壓計Ah'一各測壓管實(shí)驗的BRODIE溶液液面高度變者被貯存于反應瓶中央小杯中的堿液吸收。微生物代謝過(guò).X(=K,Ah或X=1.429K,Ah,程中耗氧量就表現為體系內XI,X--各反應瓶不同時(shí)間的耗氧量分別以及氣體壓力的改變,通過(guò)測壓計橡皮管.μg表示反映出來(lái)。瓦勃實(shí)驗一方 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科技縱橫其結果是一致的,均屬可生化性質(zhì)。70「◆內源呼吸線(xiàn) --■-生化呼 吸線(xiàn); 602.用BODVCODer比值法來(lái)判斷較為簡(jiǎn)便，適應性面50-廣,但是BOD/CODer比值不可能直接等于可生物降解的1 40-有機物占全部有機物的百分數,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圖3馴化后微生物的生化呼吸線(xiàn)與內源呼吸線(xiàn)比較據，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(xiàn)微生物氧化分解的特性。和內源呼吸線(xiàn),從兩條線(xiàn)的變化趨勢來(lái)看,當微生物處.4.通過(guò)不同側面評價(jià)廢水，剖析廢水主要有機污染于內源呼吸階段時(shí),其呼吸速度基本恒定,耗氧量隨時(shí)指標的內 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(xiàn)變化。當供給奎河污水后,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,其耗氧量高于內源呼吸階段,說(shuō)明奎河污降解的 部分所占有機污染的比例。這對研究廢水的有機水是可生化的。.污染指標、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)耗氧速率與內源呼吸耗值和實(shí)用意義。氧速率的百分比,即:參考文獻:R=Vs/Vx100%[1]韓慶莉.應用瓦勃氏技術(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)境保護科學(xué),1994,20(2):60~65.Vo--微生 物的內源呼吸耗氧速率[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，反應時(shí)間也完全相同，上科學(xué) 院學(xué)報,1994,(4):14-~19.式可簡(jiǎn)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].科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟,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(lèi)號:X747+.1文獻標識碼:D1806月4日，我國首臺擁有全部自主知識產(chǎn)權的大型R 160◆◆蒸餾法海水淡化裝置在青島華歐集團黃島電廠(chǎng)建成并“ 140一次試車(chē)成功。據悉,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)項目示范工程,由天津海水淡化與綜合利用研究所負責設計,青島華歐0.25 0.5 I7時(shí)間(h)集團建設完成。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，標志著(zhù)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(kāi)發(fā)的科技成果建設大型蒸餾法海水淡化設線(xiàn)。R值如果大于100%,該廢水對微生物沒(méi)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(kāi)始階段,生化耗氧速率較大，紹棠所長(cháng)和項目負責人阮國嶺博士介紹，該示范工程隨著(zhù)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)項目取得重大技術(shù).微生物趨于內源呼吸。所以,得出結論: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。設計、加工到安裝、調試歷時(shí)3年,全部采用我國自主開(kāi)四、結論到國際同類(lèi)技術(shù)水平。1.通過(guò)以上兩種方法來(lái)評價(jià)奎河污水的可生化性,中國煤化工中國建設報》6月11日)CNMHG中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)CEPI 20046- 39-