废水生物处理出水中溶解性微生物产物的形成机制与特征_余萍

第一作者:余萍,女,1979年生,硕士,从事饮用水生物处理技术领域的研究。*国家自然科学基金资助项目(No.50408026)。废水生物处理出水中溶解性微生物产物的形成机制与特征*余萍1于鑫1戢启宏2齐枝花1魏谷1翟建平1(1南京大学环境学院,污染控制与资源化国家重点实验室,江苏南京210093;2江苏省环境监测中心,江苏南京210036)摘要废水生物处理出水中的溶解性微生物产物(SMP)主要产生于基质降解和微生物的内源呼吸过程,它的存在是影响生物处理出水水质和有机物去除率的一个重要因素,已引起人们的普遍关注。简单阐述了SMP的定义,详细探讨了废水生物处理出水中溶解性微生物产物的形成机制与特征。关键词生物处理SMP螯合毒性可生物降解性分子量分布Theformationmechanismandcharacteristicsofsolublemicrobialproducts(SMP)inwastewaterbiologicaltreatmentsYuPing1,YuXin1,JiQihong2,QiZhihua1,WeiGu,ZhaiJianping1.(1.StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,SchooloftheEnvironment,NanjingUniversity,NanjingJiangsu210093;2.Envi-ronmentMonitoringCenterofJiangsuProvince,NanjingJiangsu210036)Abstract:Theexistenceofsolublemicrobialproducts(SMP)producedbymicrobialculturesinvolvedinbiolog-icalwastewatertreatmentprocesshasbeenwidelyinvestigated.SMPs,whichwerereleasedfromsubstratemetabo-lismandmicrobialendogenousgrowth,arefoundtobeanimportantfactorwhichaffectsthequalityofthebiologicallytreatedeffluentandthedegradationoforganiccompounds.Areviewconcerningthedefinition,characteristicsofSMPanditsformationmechanismispresentedinthepaper.Keywords:BiologicaltreatmentSolublemicrobialproducts(SMP)ChelatingToxicityBiodegradabilityMolecularweight(MW)distribution废水生物处理的主要任务是去除进水中呈胶态和溶解态的有机物,通过生物作用尤其是微生物作用,完成有机物的分解及生物体的合成,使出水水质符合有关排放标准或回用标准以减轻对环境的影响。生物处理出水中含有大量的溶解性有机物质,主要包括残余的原始基质,基质降解过程中的中间产物,一些不能生物降解或难生物降解的有机物,以及溶解性微生物产物(SolubleMicrobialProducts,SMP)。SMP是指微生物在降解污染物的同时,通过细胞裂解、细胞膜扩散、合成代谢损失等方式向周围环境中释放出的溶解性物质。研究表明[1,2],对于生活污水、食品废水等可生化性较好的废水,SMP几乎占出水COD的100%,即绝大部分的溶解性有机物质是在生物处理中经微生物过程产生的,剩余的原始基质只占极少的一部分。而对于纺织印染废水、含纤维素废水等生化性较差的废水,SMP在COD中所占的比例偏小些。因此,SMP的存在是影响生物处理出水水质和有机物去除率的一个重要因素。Namkung等[3]将SMP分成基质利用相关型产物(Substrate-utilization-associatedProducts,UAP)和生物量相关型产物(Biomass-associatedProd-ucts,BAP)两类。UAP是微生物在分解基质产生能量、进行自身生长繁殖时释放出的产物,与基质降解、微生物代谢或细胞生长相关,它的生成速率与基质的分解速度成正比。而BAP是微生物在内源呼吸过程中,伴随细胞解体释放出来的,与微生物的增殖无关,只与细胞内源呼吸如细胞裂解、细胞衰亡相关,生成速率与生物量水平成正比。SMP组成复杂,分子量分布范围广,总体上呈现双峰特征;SMP对于产生它的微生物而言,可生物降解性可能较差,但大部分能被驯化过的污泥中的微生物所降解;SMP还能络合金属