1　前言

　　生物法在工业废水的治理中发挥着举足轻重的作用,各种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。对于生物降解性差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或对其造成冲击。这就是工业废水的可生化性问题,也就是工业废水进行生物处理的可行性问题。

2　工业废水可生化性测试技术综述

　　在微生物降解污染物的过程中,污染物的分解有好氧性生物降解和厌氧性生物降解两种方式。其中,好氧性生物降解的速度明显高于厌氧性生物降解的速度,而且污染物降解得较彻底。因此,在污水的生物处理工艺中,好氧法占据着主导地位,为此,本文只讨论工业废水的好氧可生化性测试问题。

2、1　好氧呼吸法

有机物的好氧性生物降解过程同时伴随着O₂的消耗和CO₂的生成。通过测定呼吸代谢过程中的O₂或CO₂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CO2生成量测定法。

2、1、1　水质指标评价法　BOD5/CODCr比值法是最经典的一种评价废水可生化性的方法。

这种方法的主要优点是BOD和COD的测定方法比较成熟,分析所需的仪器设备较简单。但BOD的测定周期较长,且在其测定过程中温度、pH值以及接种等因素都会使测量产生误差。另外,在COD的测定值中还包括某些无机还原性物质(如S^2-、SO₂^-4等)所消耗的氧量,不能准确反映废水中有机污染物的含量。因此,传统的BOD5/CODCr比值法已不能适应现代生产和科研的需要。TOC、TOD等指标比COD能更好地反映出废水中有机污染物的浓度,而且这些指标能够快速地通过分析仪器进行测定。因此,近几年来,TOC、TOD等指标已开始用来代替COD。

2、1、2　生化呼吸线法　生化呼吸线是以时间为横坐标,以耗氧量为纵坐标作出的一条曲线。

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。如其与横坐标重合,则说明微生物的呼吸停止,濒于死亡。

近年来,随着电极式溶解氧测定仪的商品化,欧美国家以将这种方法广泛用于污水处理场的运行管理之中,预计该技术在不远的将来在我国将得到推广应用。

2、1、3　相对耗氧速率法　耗氧速率反映出微生物与废水(或污染物)接触后消耗水中溶解氧的快慢程度。该值越高,说明废水的可生化性越好。

2、1、4　CO2生成量测定法　微生物在降解污染物的过程中,在消耗废水中O2的同时会生成相应数量的CO2。因此,通过测定生化反应过程生成的CO2的数量,就可以判断污染物的可生物降解性。目前,由于CO2的测定需要采用特殊的仪器和方法,操作较复杂,因此,该方法只限于供实验室内研究使用,在实际生产中的应用还未见报道。

2、微生物数量或活性测定法

微生物与废水接触以后,通过观察其数量或活性的变化,可以从一个侧面反映出废水的可生化性。由于微生物对有机物的分解作用的本质在于脱氢,因此,可以利用脱氢酶活性作为评价微生物分解污染物能力的指标。如果在以某种污染物为基质的培养液中微生物的脱氢酶活性增加,则表明微生物能够降解该污染物。三磷酸腺苷(ATP)是微生物细胞中贮存能量的物质,所以可以把ATP含量作为评价微生物降解污染物能力的指标。如果在含有污染物的培养液中生活的微生物体内的ATP含量增长,则说明微生物可以降解污染物。虽然目前脱氢酶活性测定和ATP含量的测定都已有较成熟的方法,但由于这两个参数的测定需要较多的仪器和药品,而且操作也较复杂,因此目前这两种方法主要还是在研究中使用。

2、3　直接评定法

这是一种通过测定微生物对废水中污染物的去除效率来判断废水生物处理可行性的方法。具体可以采用摇床试验和生化模型试验进行测定。摇床试验是在摇床上进行的。具体操作方法是在一系列三角瓶内装入某种污染物(或废水)为主要碳源的培养液,加适当的N、P等营养物质,调节pH值,然后向瓶内接种一种或多种微生物(可以是经驯化的活性污泥),将三角瓶置于摇床上进行振荡。在一定阶段内连续监测三角瓶内培养液物理外观上的变化(浓度、颜色、嗅味等),微生物的变化(菌种、生物量及生物相等)及化学组成的变化(pH、COD、BOD或污染物浓度的变化)。

模型试验是在模型生化反应器(如曝气池模型)中进行的。通过在生化模型中模拟实际污水处理设施(如曝气池)的反应条件(MLSS浓度、温度DO、F/M比等)可以预测各种废水在污水处理设施中的去除效果及其对污水生物处理的影响。因此,模型试验能够最准确地说明废水生物处理的可行性。

3　结束语

　　在工业废水的生物法治理中,废水的可生化性是一个非常基础而关键的问题,它对于处理流程的选择以及工艺过程的控制都起着决定性的作用。就目前的技术发展水平而言,模型试验法,生化呼吸线法及耗氧速率法等测定工业废水可生化性的方法比较适宜于在石化行业治理生产污水和研究中应用。