厌氧消化中有机毒物毒性研究进展

[，f一南学fI)，fL-,，专惟中国沼气ChlnaBiogas第l0卷第4蕻l厌氧消化中有机毒物毒性研究进展剑垦(西安公路学院环境工程研究所)．X7扩目前，厌氧生物技术已成为废水废物处理中的主要方法之一。由于可回收能源、减轻污染，运行管理费用低等优点，所以越来越受到环保工作者的重视。但是，随着制药，化工等行业的发展，愈来愈多的工业污染物，特4是有机悸染物的产生，使得废水废物的厌氧生物处理过程很不稳定，甚至导致运行过程失败。为了保证厌氧生物处理过程的正常运行，探索这些污染物的治理逾径，就需要对厌氧生物处理进行毒性试验研究。本文就厌氧消化中有机毒物毒性的研究进展作一概述．1罾内外厌氧生钫处理毒性研究氟况1．1有机毒精的毒性厦可降解性研究厌氧毒性试验较早的是对厌氧生物处理中无机毒物毒性的研究，对有机毒物毒性的研究开始较晚。1965年，Chmielowski等人对酚类物质的厌氧生物降解性作了研究，结果表明，甲酚浓度小于20Omg／L酚浓度小于500mg／L对，可被厌氧生物降解．1971年，Sykes和kirseh【2)的研究指出，作为甲烷菌抑制荆的CCI．，也抑制了非甲烷菌的发酵过程，使丁酸的产生受到了抑制。1980年，Stuekey等人f‘)对二氯甲烷，乙烯乙酸盐，1．2一二氯乙烷和氧乙烯4种有机毒物在厌氧生物处理中的抑制作用进行了研究，结果表明，4种有机毒物间歇式试验时的毒性较半连续式试验时强。不产生明显抑制的4种有机毒物的允许浓度值见表l。收‘19期I1991-09-'02塞璺盘互茎趁堕些星丝廑竺g2运行方式二氯甲靛乙烯乙陵盐J．2—二氯乙烷氯乙蘑间歇⋯～：i面⋯⋯2．5～5二==-一主墨墨苎：!!兰旦=：三§l983年，Fedorak和HrudeyC1)采用间歇式试验方法对酚及7种烷基酚的厌氧生物降解性及其对甲烷发酵的抑制特性进行了研究，结果表明，在酚和7种烷基酚(26-二甲酚，2，5--~甲酚，34_二甲酚，3，5-二甲酚，对甲酚，邻甲酚，间甲酚)当中，只有酚和对甲酚是可被厌氧微生物降解的，酚在浓度5O0mg／L时，经l5天驯化后可被降解。甲酚浓度在2OOmg／L和400mg／L时，分别经20天和30天的驯化后可被降解不产生明显抑制的酚的浓度值(临界浓度)为800—120Omg／L，甲酚为6OOmg／L。对有机毒物的浓度与厌氧微生物降解该有机毒物所需的驯化时间的关系的研究表明，毒物的浓度存在着一阈值，即当毒物浓度小于该值时，随着毒物浓度的增大，降解该有机毒物所需的驯化时间逐渐增大，而当毒物浓度稍大于该浓度值时，降解所需的驯化时问显著增大酚的闭值为4OOmg／L，对甲酚阈值为100mg／L作者还对酚及甲基酚对厌氧生物的抑制造径作了探讨，认为在投加酚类毒物。生物体系中，存在着三类菌群，即产甲烷菌、降解酚类物质的产酸菌及降勰非酚类物质的产酸菌当投相酚类物质的试验组累积产气量曲线高于对照样时，酚类对上述三类菌群均末产生抑制：累积产气量曲线与对照样重合时，则酚类物质在其浓度下抑制了降解酚类物质的产酸菌；累积产气量曲线低于对照样时，则认为酚类物质除了抑制降维普资讯http://www.cqvip.coml992年1l,q中国沼气第lo卷第4蝌解酸类物质的产酸菌之外，至少还抑制其余两类菌群中的一类试验结果表明，酚浓度为800~1200mg／L时抑制了降解酚的产酸菌，浓度为2000~3000mg／L时，则至少还抑制了产甲烷菌1983年，L．D．J'ohnsonC6)等人筛选出5种对厌氧处理具有相当强毒性的有机物：2一硝基酚，4一硝基酚，2，4一二氯酚，硝基苯，六氯乙烷，并就这5种毒物对厌氧生物的抑制作用进行了研究，结果表明，受有机毒物抑制后，厌氧消化的产气量下降，怛随着消化时间的延长，产气量能得到恢复，恢复的原因可能是(1)有机毒物被厌氧生物还原成对生物无毒的物质。如硝基苯，经还原后产物为苯胺。(2)某些有机物生物是难降解的，其对厌氧微生物抑制的恢复是微生物的驯化所致。1984年．WangYitin[T)等人首次报道了含氨多环芳香族化合物(吲噪和甲基喹啉)的厌氧降解，给出吲哚厌氧降解的化学计算式为：cHN+8H2O~---．3．5CO：+4．5CH+NH。+OH一；而甲基喹啉则难以生物降解。1984年，Guthrie等人[8)对五氯酚在；厌氧消化中的抑制特性作了研究，结果表明，未经驯亿的细菌，产生抑制的临界浓度为Q一2oo~g／L，经过驯化的细菌，临界浓度为6oo~g／L。采用半连续式对降解五氯酚的微生物富集培养表明，初期五氯酚的浓度维持在一个相当低的水平，缓慢增加浓度，经过约6O天驯化后，微生物是可降解五氯酚的，降解浓度可达5mg／L1984年，美国密执安州立大学的Stcphcm和DanielCg)发表了他们对一氯酚，二氯酚及其异构体厌