用生化呼吸线法进行焦化废水的可生化性研究_王小英

第4期山西焦煤科技No.42006年4月ShanxiCokingCoalScience&TechnologyApr.2006·试验研究·用生化呼吸线法进行焦化废水的可生化性研究王小英①(太原市环保局万柏林分局)摘要废水的可生化性从根本上关系到焦化废水采用生化处理的有效性、可能性、合理性的重要问题。采用生化呼吸线法对焦化废水进行了实验研究并分析结果。关键词焦化废水;可生化性;生物法;生化呼吸线法生物法在焦化废水的治理中发挥着举足轻重的作用,污水生物处理设施运行效果的好坏将直接影响到工厂外排水的合格率。在决定是否采用生物法处理某种废水之前,必须先弄清该废水中的污染物能否被微生物降解以及是否会对微生物产生抑制或毒害作用。对于生物降解性或对微生物有毒害作用的废水,应考虑采用化学的或物理化学的方法进行处理,防止其进入生物处理设施,影响出水合格率对其造成冲击。这就是废水的可生化性问题,即焦化废水进行生物处理的可行性问题。生物处理已成为目前世界各国在城市污水和工业废水中应用最广的一种方法。1生化测定方法介绍生物处理只改变和分解受到微生物作用的物质,亦即那些受到生物降解或生物转化的物质。在设计良好的生物处理中,只要供应适量的氧气,微生物就能够生长,因而能够分解有机物,处理后废水可以排放而不会引起环境危害。生物处理中使用的两个主要循环过程是碳循环和氮循环。有机物的好氧性生物降解过程同时伴随着氧气的消耗和二氧化碳的生成。通过测定呼吸代谢过程中的氧气或二氧化碳含量的变化(或变化速度)就可以确定某种污染物(或废水)的可生化性。目前,好氧呼吸法主要包括以下几种方法:水质指标评定法、生化呼吸线法、相对耗氧速率法及二氧化碳生成量测定法。在本文中采用生化呼吸线法来进行焦化废水的可生化性研究。生化呼吸线法是以时间为横坐标,以耗氧量为纵坐标做出的一条曲线。生化呼吸线的特征主要取决于基质的性质。当细菌进入内源呼吸期时,其呼吸耗氧速率将是恒定的,此时耗氧量与时间呈直线关系。这一直线被称为内源呼吸线。将生化呼吸线与内源呼吸线进行比较时,可能出现三种情况,说明废水中的污染物能被微生物降解,经一段时间后生化呼吸线将与内源呼吸线几乎平行,这表明基质的生物降解已基本完成,微生物进入内源呼吸阶段;第二种情况说明废水中的污染物不能被微生物降解,但也未对微生物产生抑制作用,微生物只进行内源呼吸;第三种情况说明废水中的污染物非但不能被微生物降解,而且对微生物具有抑制或毒害作用。如与横坐标重合,则说明微生物的呼吸停止,濒于死亡。2实验原理及方案2.1原理1)废水生化处理的机理及要素:可生化废水生化处理主要是通过对水有净化作用的微生物即活性污泥的新陈代谢作用实现的。活性污泥中微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成的生态系。细菌是这个生态系中最主要的组成部分。利用微生物对废水中有机、有毒物质进行吸附和氧化分解。其过程有物理化学作用和生物化学作用。污水中有机物向活性污泥表面附聚。由于活性污泥为松软的絮状体,表面积大,有较强的①作者简介:王小英女1970年出生1993年毕业于山西经济管理学院工程师太原030024吸附力,所以活性污泥能对有机物或有毒物质进行吸附,其中可溶性有机物直接被细菌所吸附,而不溶性有机物通过细菌分泌的酸作用,将其降解为可溶性有机物后,再被细菌吸收,吸收到细菌体内的有机物,在有氧的条件下,将其中一部分有机物进行分解代谢,即氧化分解,以获得合成新细胞所需要的能量,并最终形成二氧化碳和水等稳定物质,再通过凝聚沉淀分离,使污水净化无害。2)生化处理过程中保证微生物生命的基本要素:a)水温保持20～30℃最为适宜;b)PH值7～9:活性污泥中微生物适宜中性或碱性环境中;c)营养物质与活性污泥的结构、处理废水中的有机杂质等密切相关。除以生物需氧量BOD表示的碳源外,还需要N、P和其它微量元素。2.2方案1)本实验是通过测定活性污泥的呼吸速度来考察焦化废水生物处理的可能性。生物对氧的消耗称之为呼吸,通过连续测定活性污泥的呼吸,即连续测定水样中溶解氧的变化,来研究活性污泥进行生化反应的可能性。当活性污泥处于内呼吸阶段(微生物取得生命活动的能量,仅仅利用体内贮藏的物质),呼吸速度是恒定的,即耗氧量相对稳定,所以耗氧量与时间成一直线关系,此直线称为内呼吸线。当活性污泥接触含有有机物或污水后,由于分解水中的有机物,其耗氧速度要加快,耗氧量随时间的变化是一条特征曲线,称之为生化呼吸曲线。其需氧速度可以用下式表示:(do/to)D=(do/to)F+(do/to)T式中:(do/to)D-总的需氧速度;(do/to)F-降解有机物,合成新细胞的耗氧速率;(do/to)T-微生物内源呼吸速率。如果废水对微生物无抑制作用,则微生物与废水混合后,立即大量摄取有机物合成新细胞,也消耗水中的溶解氧,