_工业废水厌氧处理的毒物抑制

第5期工业废水厌氧处理的毒物抑制王信诚(上海石油化工总厂环保所)木文综述了废水厌氧处理中毒物抑制的影响因素及测定抑制临界浓度的方法,并对各种方法测定的毒物抑制临界浓度进行了比轿。废水厌氧生物处理的正常运行,不仅取决于废水中基质的浓度与厌氧降解特性,而月.阳废水中是否存在抑制厌氧菌活性的有毒物质有密切的关系〔`,2,。毒物抑制作用通常表现为产气量下降,产气滞后,直至完全停止产气。工业废水进行厌氧处理时,由于废水组成复杂多变,在许多场合,毒物抑制是工业废水厌氧处理操作管理困难、运行不稳定、甚至失效的主要原因。这严重影响了厌氧生物工艺在各种工业废水处理中的推广应用。因此,深入分析厌氧过程中特定环境因素对者物抑制的影响,科学地估测各种毒物的抑制程度,寻求消除毒物抑制的有效途径,是很必要的。、影响毒物抑制作用的环境因素在厌氧反应过程中,毒物抑制作用和共存组份、pH、厌氧菌种属及其生长形态、保留时间等多种因素有密切关系。1.共存组份的毒性增强或拮筑效应厌氧处理中,不同的共存组份可使毒物的抑制作用增强或著减弱。已发现石化废水中酚、丙烯睛、丙烯酸乙醋和甲醛同时存在时,毒性显著增强,其发生抑制作用的浓度·(又称临界浓度)均比单独存在时要低。高掀2炙角K、N卜Ca、从g等介属离子均有一定的毒性,共存时情况较复杂。如7。。。毫克/升钠单独存在时有抑制作用,若同时存在小于3000毫克/升钾,却使钠的抑制程度下降80%。应用下向流厌氧滤床处理石化废水时发现,采用aC(OH):、KOH和NaOH混合溶液代替NaOH调节pH,可使金属离子的抑制作用明显减轻`韵。在工业废水厌氧处理中,加碱调节pH是常见的工艺操作,由此引起碱金属与碱土金属离子的抑制作用及其相互影响是值得重视的。2.生成德定化合物或络合物的影晌有毒性的金属(uC、Hg、pb、Cd、iN、eF和zn等)离子形成不溶性硫化物沉淀,从而消除抑制作用,床氧反应过程中硫酸盐还原或含硫有机物(如蛋白质)降解提供上述沉淀所需的硫离子。例如,投加的硫酸亚铁还原生成硫化铁,控制pH大于6。3,硫化铁释出硫离子以沉淀其它金属离子,本身转化为无毒性的碳酸铁沉淀。又如,造纸废水中存在有毒性的木材提取物和有机络合剂,可加入适量的铝、铁或钙离子以形成沉淀,从而消除其抑制作用`幻。3.pH的影晌pH不仅是厌氧反应控制的重要参数,而且调整合适的pH会有助于消徐某些毒物的抑制作用。氨的存在形态(游离氮和替离l二z年1月1吕日收稿化工环保1092年第12卷子)取决于pH,游离氨大于150毫克/升呈强毒性,而按离子的毒性则很弱,其临界浓度达3000毫克/升,控制pH7.2,可使大部分氨以低毒性的按离子形态存在。同祥原致,游离H多有强毒性,但在厌氧工艺正常江行的pH范围(6·5一7.5)内·大部分HZS均转化成宁一和HS一形态,因而减少了抑制作用。4.厌氧菌生长形态与菌属同好氧苗一样,厌氧菌有悬浮生长和附着生一长两种基本形态。悬浮生长的絮状厌氧菌中大部分细胞直接接触毒物,附着生长的庆氧菌只有外层细胞暴露于毒物,故有较好的耐毒物抑制性能,受到毒物冲击影响后也较容易恢复。厌氧反应主要由酸化菌和甲烷菌分阶段完成的,其中酸化菌比甲烷菌有较好的耐毒性。应用下向流庆氧滤床处理含高浓度硫酸盐工业废水时,滤床顶部快速增殖的硫酸盐还原菌(酸化菌的一个种属)将硫酸根还原成H多并随生成的沼气逸出,使滤床下部占优势的甲烷菌得到保护。所谓“两相分离厌氧反应”,是将酸化菌和甲烷菌的生物化学过程分开在两个反应器内进行。这样不仅使酸化菌和甲烷菌分别处于各自最合适的生长条件,而且使包括毒物抑制等外因的冲击主要由繁殖快、适应性强的酸化菌承担。造纸废水中的过氧化氢对甲烷菌有很强的抑制性,采用两相分离反应器时,产酸相中酸化菌释出过氧化氢酶而使其降解,这样后续的甲烷相就不再受毒物影响了。近年来两相分离厌氧反应器已成为引人注目的厌氧工艺发展新动向。5.微生物驯化作用经过一段培养驯化过程后,厌氧菌本身具有适应与克服毒物抑制的能力,这一点和好氧菌是相同的。但是,厌氧菌的增殖产率0.1克VS/克COD,仅为好氧菌的1/3一叮7,故厌氧菌的驯化过程必然要比好氧菌长得多。如果反应器中厌氧苗的保留时间(即尼令)不能维持足够长,则仄氧菌还未被训七就已大量流失,驯化过程无法完成。卜一!少,在厌氧反康器中探持厌氧菌有足够长纽:`于是减少毒物抑制作用的重要条件。所以娜士驯化过程可以大幅度提高毒牡临界浓赎。6.沼气的气提作用仄氧反应过程中,某些有毒组价一;一_入生成的沼气,随气相而逸出,如甲哎、了绪乙酷及硫化氢等均可藉助沼气气提作允,麻低其在废水中的浓度。二、毒物抑制作用的测试方法毒物抑制作用的测试方法与厌氧降解性能测试十分相似;两者的区别,在厌氧降解性能测试中待测组份是厌氧菌降解的唯一基质,而毒