淺論廢水可生化性評價方法及中段廢水可生化性評價

1、淺論廢水可生化性評價方法及中段廢水可生化性評價文章標題：淺論廢水可生化性評價方法及中段廢水可生化性評價摘要：本文介紹了幾種評價廢水可生化處理性能的方法，并采用微生物呼吸速率法和亞甲基藍毒性測定法對某非木材漿廠制漿中段廢水的可生化性進行評價。結(jié)果表明，微生物呼吸速率法和亞甲基藍毒性測定法結(jié)合可以比較客觀、準確的判斷中段廢水的可生化性和毒性抑制的來源。關(guān)鍵詞：可生化性；評價方法；中段廢水作者簡介：陳壁波（1979-），男，漢族，廣東汕頭人，碩士，汕頭職噻業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，從事環(huán)境監(jiān)測教學(xué)和廢水處理研究工遜作。造紙工業(yè)是我國污染臆最嚴重的行業(yè)之一。造紙工嗬業(yè)的主要污染源是化學(xué)制漿的蒸煮黑液和漂白廢水，

2、其坎廢水中污染物質(zhì)種類繁多，諉成分復(fù)雜，采用含氯漂白工藝的紙漿廠廢水中還含有大睇量的有機氯化物，加大了其趿廢水的處理難度和廢水生物踝處理性能判斷的難度。為了探討非木材化學(xué)制漿廠中段庵廢水的可生化性能，本論文蝸介紹了幾種評價廢水可生化笪性能的方法，并采用微生物驄呼吸速率法和亞甲基藍毒性攻抑制測定法對某含氯漂白非木材漿化學(xué)制漿廠的中段廢水進行了實驗和評價。1可生化性評價方法廢水的可生化處理性（biolo紙gicaltreatmentability）就是醮通過試驗去判斷某種污水或某種物質(zhì)用生物處理的可能性，或確定不影響生化處理毖設(shè)備正常工作的水量和濃度睛。判斷制漿造紙廢水生物處拔理的可行性與廢水的組

3、成情況和微生物的生存條件密切相關(guān)。研究和考察廢水可生弼物處理性的方法有很多種：測定生物需氧量/化學(xué)需氧鑷量（即BOD5/CODc胴r）的比值法；測定微生物糗呼吸好氧過程法；測定廢水對底物去除效果法；測定脫氫酶活性或ATP法等3。/CODcr比值法汞BOD5/CODcr比值法是目前廣泛采用來評價可廢水可生化性的一種最簡易屮的方法。該方法是直接比較蟯廢水的生物需氧量和化學(xué)需漪氧量。使用該方法時，可參考表1中的數(shù)據(jù)，對廢水的昀可生化性進行評價1。表1廢水可生化性評價參走考指標BOD5/COD索cr可生化性較好鷥可以較難不宜但是勒，在實際應(yīng)用中，BOD5墑/CODcr的方法也存在炒一定的缺陷8。例如廢

4、謹水中含有的有機懸浮性固體，容易在COD的測定中被重鉻酸鉀氧化，以CODc控r的形式表現(xiàn)出來，而在BOD反應(yīng)瓶中受物理形態(tài)限颥制，導(dǎo)致BOD5數(shù)值較低溆。但是實際上這部分有機懸鰷浮性固體可經(jīng)胞外酶水解后滾進入細胞被微生物氧化，其BOD5/CODcr值雖釷小，但是其可生物處理性能并不差。同樣，有些污染物耀具有較高的BOD5/CO尷Dcr值，但是廢水中的毒性物質(zhì)對微生物毒害作用的挾最低極限較低，采用生物處理時生物的生長繁殖容易受崞到抑制，導(dǎo)致效果不佳。例鷙如乙酰苯，其對微生物毒害郁作用的最低極限值是/L，擂而它的BOD5/CODc羲r。此外COD的測定時婺，在有氯離子存在的條件下汴，廢水中的氨容易

5、被重鉻酸簇鉀氧化，導(dǎo)致CODcr值偏高。特別當有大量有機氯鷙化物參與反應(yīng)時，COD值測定的精確度和實驗結(jié)果的熏重現(xiàn)性不是很高，這在含有衄機氯化物的中段廢水是難以避免的?？梢?，采用BOD澌5/CODcr比值法評價圭廢水的生物處理可行性雖然圉方便簡單，但是結(jié)果比較粗幻糙，要得出準確的結(jié)論，還必須輔助生物處理的模型實驗。瓦勃呼吸儀測定法秸2好氧微生物分解有機廢水時要進行呼吸，消耗O2并產(chǎn)生CO2。瓦勃呼吸儀是一種定容呼吸測定計，肝如圖1所示，即在反應(yīng)瓶中瀕測壓計內(nèi)氣體容積不變的前提下，微生物呼出的CO2嘜由KOH全部吸收，測定出剜微生物呼吸后氣體壓力的改掊變，由此計算出O2的消耗賬量和CO2的產(chǎn)生量

6、。然后乎通過基質(zhì)的耗氧呼吸線與微趼生物的內(nèi)源呼吸線比較，得煩出廢水是否適合生物處理的蔚結(jié)論。微生物呼吸速率法微生物的呼吸過程隨底物的伐性質(zhì)而異，反映了底物被氧筻化分解的規(guī)律。當活性污泥蛙微生物處于內(nèi)源呼吸時，微直生物利用自身的細胞物質(zhì)作欷為分解基質(zhì)，呼吸速率是恒打定的，這稱為內(nèi)源呼吸曲線蛔。而微生物降解有機底物的噓過程中所消耗的氧包括兩個脫部分：（1）氧化分解有機污染物，使其分解為CO2賡、H2O等，為合成細胞提眄供能量；（2）供微生物進價行內(nèi)源呼吸，使細胞物質(zhì)氧梗化分解。如果污水對微生物無毒害作用，微生物與廢水赍混合后立即大量攝取有機物惻合成新細胞，同時消耗水中掌的溶解氧。如果污水中的有攬機

7、物質(zhì)對微生物有毒害作用捺，微生物降解利用有機物速雪度會減慢或者停止。因此可舂以通過測定活性污泥的呼吸枇速率，用氧吸收累積值和時間的關(guān)系曲線來判斷某種廢惝水的生物處理可能性。如圖2是微生物呼吸耗氧過程線欲，曲線b是微生物內(nèi)源呼吸嘈線，曲線c位于內(nèi)源呼吸線沐下方，此廢水對微生物有抑福制作用，曲線越靠近橫坐標狼，廢水對生物的抑制作用允就越大，微生物幾乎停止呼莖吸，瀕臨死亡；曲線a位于律內(nèi)源呼吸線上方，廢水可被微生物降解，兩條曲線之間的距離越大，說明廢水的可喚生物處理性越好，反之亦然酚。呼吸好氧線與內(nèi)源呼吸性幟重合時，說明廢水中底物不哮能被生物降解，但對微生物蝤的生命活動尚無抑制作用。憶脫氫酶活性法利

8、用無色徵的物質(zhì)氧化三苯基四氮剡唑（TTC）作為外源受氫體，當把這種外源受氫體引卣入生化反應(yīng)中時，經(jīng)脫氫酶南活化的氫原子將被受氫體接摒受，成為紅色的三苯基甲月速替（TF），反應(yīng)如圖3。脫氫酶活性越高，活化的氫離子就越多，TTC轉(zhuǎn)化成TF的量就越多，紅色的色旅度越深。通過比色法，測定485nm下的光密度變化，根據(jù)標準曲線可以做脫氫酶活性的定量分析。因為測紊定微生物的脫氫酶活性可以橇表征微生物收到外界毒性物紋質(zhì)影響的情況，判斷微生物搌是否已經(jīng)被馴化或死亡，從櫟而達到評價廢水可生化性的灑目的。圖3TTC與氫離摸子的反應(yīng)示意圖亞甲基藍癩毒性測定法3以亞甲基藍作指示劑，對照廢水加胨毒物和不加毒物處理，通過

9、釜觀察亞甲基藍的褪色時間，哇可以判斷出廢水和某些廢水你對微生物的毒性。令t1訐為廢水使亞甲基藍褪色的時隆間，t2為生活污水使亞甲基藍褪色的時間。根據(jù)褪色時間對比，可以得出：（1）t1t2時，廢水不藩存在抑制微生物生長的物質(zhì)茗；（2）t1t2時，孑廢水的生化性良好，容易生罩化處理；（3）t1t2妁時，廢水對活性污泥有毒，嬸會抑制微生物的生長。2悼實驗部分實驗方法與材料膪實驗儀器與設(shè)備COD茸消解裝置、BOD恒溫培養(yǎng)蔥箱、Sension6即讀型溶解氧測定儀、85-2翌型電磁攪拌器、空氣壓縮機鱒等。實驗廢水水質(zhì)實驗禎廢水為廣東某亞硫酸鹽法非叵木材制漿廠洗滌、篩選、漂白綜合廢水，該廠采用CE薯H三段漂

10、白工藝。廢水水質(zhì)如表2所示。表2實驗廢觶水水質(zhì)水質(zhì)指標COD引(mg/L)BOD(m握g/L)TSS(mg/病L)Cl-(mg/疲L)AOX(mg/L)pH平均生物呼吸速率實驗步驟如圖4蝴裝置所示，取兩個反應(yīng)器中餳加入相同濃度的活性污泥，再加入清水，使反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為15002000mg/L，曝氣12h餑，使微生物處于饑餓狀態(tài)。扁然后將其中一個停止曝氣，藏靜置沉淀，待反應(yīng)器內(nèi)污泥奄沉淀后，用虹吸去除上清液蟻，加入中段廢水繼續(xù)曝氣，泛按一定時間間隔取出一定量污泥混合液，測定其溶解氧敘下降速率（do/dt），眺如圖5所示。開始每隔30min測一次，3h后每小簏時測一次，

11、同時測定活性污剝泥內(nèi)源呼吸速率。再按式（醚2-2）求出氧吸收累積值攔（Ou），所得（Ou）與山對應(yīng)的t作圖，即可得到微生物呼吸過程累積耗氧圖，種判斷廢水的可生化性。亞壙甲基藍毒性抑制實驗在一組平行對照和加入不同比例鯢漂白廢水的三角瓶中，分別接入活性污泥，加入亞甲基逡藍作為指示劑，在恒溫水浴佾鍋進行保溫，觀察亞甲基藍的褪色時間。實驗分析方醢法COD、BOD、Cl繾-、pH、TSS采用國家標準方法；溶解氧的測定都采用Sension6即讀橫型溶解氧測定儀；AOX采啡用微庫侖滴定法。3結(jié)果與討論/CODcr法結(jié)行果分析根據(jù)表2的水質(zhì)分析數(shù)值，實驗廢水BOD5蚱/CODcr的比值為，參嘞考表1可,知，該

12、中段廢水珞的BOD5/CODcr比栝值接近，說明該廢水的生物處理反應(yīng)性能偏低，雖然可采用生物進行處理，但廢水砘的生物處理性能不強，處理捐可能比較困難。不過從表軺*的水質(zhì)分析可知，廢水中捆含有一定的有機氯化物和較錈多的氯離子，這會對廢水C睡ODcr測定結(jié)果造成一定的影響，導(dǎo)致CODcr值擗偏大，從而影響了BOD5和CODcr的比值對廢水藻生化性能的判斷。因此，B敫OD5/CODcr得到的閘結(jié)果比較粗糙，難以得出比芷較正確、客觀的結(jié)論，只適委合對廢水生化性的初步判斷鏘和評價。呼吸速率法結(jié)果髂分析根據(jù)實驗所做微生物莢的氧吸收累計值和時間關(guān)系盍作圖得到廢水的微生物氧吸副收曲線和微生物內(nèi)源呼吸過癘程曲線

13、的關(guān)系圖6。由圖6可以看出，廢水的微生物氧吸收曲線處于微生物內(nèi)源呼吸過程線的上方，高于內(nèi)源弭呼吸線，并與內(nèi)源呼吸線?？⒊忠欢ǖ木嚯x，說明該廢水棍中的微生物能較好的利用和笈分解廢水中的有機物，耗氧灘量比較大，屬于可生化廢水湃。好氧微生物經(jīng)過一段時間的培養(yǎng)和馴化后，可以對實踅驗中的中段廢水進行處理。圖6實驗中微生物呼吸耗氧過程線亞甲基藍結(jié)果分析實驗中采用2的生活污唄水作為參照對比，分別對中狩段混合廢水、不同濃度漂白蘅廢水洗滌廢水、洗滌工段掌廢水進行了亞甲基藍毒性抑聆制實驗，結(jié)果如表3所示。表3亞甲基藍褪色觀察結(jié)果Table2-4Thed藏epigmentatio裘nresultofmethylen

14、eblue試椽樣取樣量/mL加污泥量/mL亞甲基藍加入燈量/mL褪色時間/mi疥n120226毫2202375瘕5320236檢420245盈20271162021318720221338噔20248（注究：表中，12的生活污水；22的漂白廢暮水；32的洗滌廢水楣；44mL2漂白廢壞水16mL2洗滌廢水；58mL2漂白廢越水12mL2洗滌廢水鼠；612mL2漂白廢水8mL2洗滌廢水帑；716mL2漂白廢水4mL2洗滌廢水蔌；82實驗用混合中荔段廢水。）從上表的實驗脞結(jié)果可以看出，實驗所使用的混合中段廢水亞甲基藍褪誤色時間等于或略大于生活污水中亞甲基藍的褪色時間，說明實驗中使用的該造紙廠產(chǎn)中段廢

15、水可生化性能雖然比仆生活污水差，但仍可以使用爵生物處理的方法進行處理。同時可知，該廠制漿中段廢背水生物處理的毒性物質(zhì)主要沭存在于漂白廢水中，這主要咨是由于該廠采用的是CEH三段漂白工藝，含氯漂白過程中產(chǎn)生的有機氯化物具有嗒較大的毒性，對微生物的生鹛命活動產(chǎn)生較大的影響和抑舀制，此廢水的可生化性能很汴差。而洗滌工段的廢水則基棋本不對微生物的生長產(chǎn)生抑衽制作用，具有良好的可生化妊處理性能。同時，不同比例弳的漂白廢水與洗滌廢水混合對亞甲基藍的實驗可知，混醐合廢水對微生物生命活動抑陵制作用的影響隨著廢水中漂般白廢水比例的增加而愈顯嚴硅重，廢水的可生化性下降。喁4結(jié)論（1）BOD5跟/CODcr比值法評價廢軾水的可生化性雖然方便簡單，但結(jié)果粗糙，需要輔助其他評價手段和方法，才能做鋇出比較客觀、正確的結(jié)論。胄（2）采用微生物呼吸速蹁率法可以直觀的得到微生物與廢水中有機污染物的作用陋情況，有效的評價廢水的可聹生化性。（3）通過亞甲個基藍毒性抑制實驗可知中段努廢水中的毒性抑制物質(zhì)主要袱來自漂白廢水的比