污水处理技术工艺

判断废水处理工艺可生化性四种方法

发布日期:2019-08-09 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

目前,生化处理是污水处理的主流工艺。废水的可生化性(生物可降解性),也称为废水的生物可降解性,即废水中有机污染物生物降解的难度,是废水的重要特征之一。

造成废水生物降解性差异的主要原因是废水中含有的有机物除易被微生物分解和利用外,还含有一些不易被微生物降解甚至抑制微生物生长的可生物降解物质。 。废水的性质和相对含量决定了该废水的生物处理的可行性和简易性(通常称为好氧生物处理)。在某些情况下,废水的生物降解性除了反映废水中有机污染物的利用和利用程度外,还反映了加工过程中微生物对有机污染物的利用率:一旦分解和利用微生物的速度太慢,导致处理时间过长,在实际的废水工程中难以实现,因此,通常认为废水不可生物降解。

污水生物降解性的测定对污水处理方法的选择、生化处理工段进水量和有机负荷的确定具有重要意义。国内外生物降解性判断方法大致可分为有氧呼吸参数法、微生物生理指标法、模拟实验法和综合模型法。

一、好氧呼吸参量法

微生物对有机污染物的需氧降解,以及诸如鳕鱼(化学需氧量)和bod(生化需氧量)等水质指标的变化,都伴随着o2的消耗和co2代。

好氧呼吸参数法是通过测定水中COD、BOD等水质指标的变化以及呼吸代谢过程中O2或CO2含量(或消耗、形成率)的变化来确定有机污染物(或废水)的生物可降解性的方法。根据水质指标可分为:水质指标评价法、微生物呼吸曲线法、CO2产生法。

1、水质指标评价法

BOD5 / CODCr比率法是评估废水生物降解性的最经典且目前最常用的水质指数评价方法。

BOD是指在有氧条件下,好氧微生物分解利用废水中有机污染物进行代谢所消耗的氧气量。我们通常使用BOD5(五天生化需氧量)来直接表示废水中有机物的可生物降解部分。CODCr是指化学氧化剂(K2Cr2O7)对废水中有机污染物进行彻底氧化过程中消耗的氧气量。CODcr通常用来表示废水中有机污染物的总量。

传统的观点认为,bod5/codcr,即bc/c比,反映了废水中可生物降解的有机污染物占有机污染物总量的比例,使得该值可用于评价废水在需氧条件下的微生物降解性。在正常情况下,人体/鳕鱼值越大,废水的生物处理越好。根据国内和国外研究的结果,可以参照"废水生物利用度评估参考数据"表中的数据对废水的生物利用度进行评估。

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在各种有机污染指标中,总有机碳(TOC)、总耗氧量(TOD)的测定速度快于COD,测定过程更加可靠,能更准确地反映废水中有机污染物的含量。近年来,随着上述指标测定方法的发展,国外主要以BOD/TOD和BOD/TOC比值作为测定废水可生化性的指标,并给出了一系列标准。然而,BOD/COD、BOD/TOD或BOD/TOC法的主要原理是通过测定可生物降解有机物(BOD)与总有机物(COD、TOD或TOC)的比值来确定废水的可生化性。

该方法的主要优点是BOD和COD等水质指标的重要性已被广泛理解和接受,测量方法成熟,所需仪器简单。

但是,该方法存在明显的缺陷,导致了该方法在应用过程中的局限性。首先,BOD本身是一个经验参数,其重现性和可比性只能在严格一致的测试条件下进行比较。任何测试条件的偏差都会导致测试结果极不稳定。稀释过程、分析人员的经验以及接种材料的变化都会导致生化需氧量测试的误差较大。同时,很难找到一种标准的接种材料来检测接种微生物的误差。哪个测量值更接近真实值?事实上,同一水样在不同实验室的BOD测试结果重现性很差,这可能是由于稀释水制备过程中的误差或不同实验室的具体操作差异造成的。其次,国内外学者对各种工业废水和城市污水的生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)进行了大量的研究,并对研究结果进行了验证。他们之间的关系是确定的。

鳕鱼+鳕鱼----(1)

式(1)中

a=CODnB,b=CODB/BOD

CoDNB-不能生物降解的有机物部分的COD值;

CODB - 可以生物降解的有机物部分的COD值。

由式1可知,BOD/COD值不能表示可生物降解有机物与总有机物的比值,只有当一个值为零时,废水的BOD/COD比值才是常数。最后,利用该方法对废水的生物降解性进行了误差测定,甚至得出了相反的结论,如BOD/COD值为零。不能反映有害和有毒物质对废水中微生物的抑制作用。当废水中含有悬浮的有机污染物和缓慢降解的胶体污染物时,BOD与COD之间没有很好的相关性。

在使用这种方法时,我们应该注意以下问题。

1部分废水中的悬浮物在COD测定中易被重铬酸钾氧化,并以COD的形式表示。但由于BOD反应瓶物理形态的限制,BOD值偏低,导致COD值下降。事实上,悬浮有机固体可以通过生物絮凝去除,然后被胞外酶水解后氧化成细胞。虽然BOD 5/COD值较小,但生物处理效果并不差。

2COD测量包括废水中某些无机还原物质(如硫化物,亚硫酸盐,亚硝酸盐,亚铁离子等)消耗的氧气量。 BOD5的测量值还包括硫化物和亚硫酸盐。亚铁离子消耗的氧气量。然而,由于COD和BOD5测定方法的不同,这些无机还原物质的最终浓度和状态在测量过程中是不同的,即两种测定方法中消耗的氧气量不同,从而直接影响BOD5和COD。测量值及其比率。

(3)重铬酸钾在酸性条件下具有较强的氧化能力。在大多数情况下,COD值可以近似代表废水中所有有机物的含量。但是,有些化合物如吡啶没有被重铬酸钾氧化,不能以COD的形式显示氧的需要量,但在微生物的作用下可能被氧化,以BOD5的形式显示氧的需要量,这对BOD5/COD值有很大的影响。

总之,废水的身体/鳕鱼值不能直接等于可生物降解有机物质在总有机物质中所占的百分比。因此,利用人体5/鳕鱼值来评价废水的生物处理可行性,虽然方便,但相对粗糙。为了得出准确的结论,还应辅以生物处理的模型实验。

2、微生物呼吸曲线法

微生物呼吸曲线是以时间为横向坐标,生化反应过程中的耗氧量为纵向坐标的曲线。曲线特征主要取决于废水中有机物的性质。测量耗氧率的仪器有瓦贝尔呼吸器和电极溶解氧测试仪。

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微生物内源呼吸曲线:当微生物进入内源呼吸期时,耗氧率恒定,耗氧量与时间成正比。在微生物呼吸曲线上,它显示通过坐标原点的直线,斜率表示内源呼吸。耗氧率。如图1所示,比较微生物呼吸曲线和微生物内源呼吸曲线。曲线a位于微生物内源呼吸曲线的上部,表明废水中的有机污染物可被微生物降解,氧消耗率高于内源呼吸。经过一段时间曲线a后的速率几乎与内源呼吸线平行,表明基质的生物降解基本完成,微生物进入内源呼吸阶段;曲线b与微生物内源呼吸曲线一致,表明废水中的有机污染物不能被微生物降解,但没有抑制微生物,微生物维持内源呼吸,曲线c位于微生物内源呼吸曲线的下端,氧气消耗速率小于内源呼吸过程中的氧气消耗速率,表明废水中的有机污染物不能被微生物降解,并对微生物有抑制或毒性作用。一旦微生物呼吸曲线与横坐标重合,微生物呼吸就停止并死亡。将微生物呼吸曲线的横坐标改变为基质浓度成为另一种确定生物降解性的方法 - 氧消耗曲线法。虽然图的含义不同,但它与微生物呼吸曲线法的原理和实验方法一致。 。

与其它方法相比,该方法具有操作简单、实验周期短等优点,能满足大量数据的测定要求。但是,必须指出的是,由于该方法在我国的普及率较低,而且在评价微生物的可生物降解性时对其来源、浓度、驯化、有机污染物浓度和反应时间等方面有严格的规定,因此在我国还没有得到广泛的应用。废水。

3、co2代测量方法

在污染物降解过程中,微生物会产生相应数量的CO2。同时消耗废水中的氧气。因此,可以通过测定生化反应过程中产生的CO2量来判断污染物的可生化性。

目前,最常用的方法是Sturm测量方法。反应时间为28d。可以比较CO2的实际产率和理论产率,以确定废水的生物降解性。 CO2 / DOC值也可用于确定废水的生物降解性。由于这种判断实验需要特殊的仪器和方法,操作复杂,仅限于实验室研究。目前尚未报道实际生产中的应用。

二、微生物生理指标法

微生物与废水接触后,利用废水中的有机物作为碳源和能量进行代谢。微生物生理指标法是通过观察微生物代谢过程中重要生理生化指标的变化来确定废水的可生化性。目前,可作为检测依据的主要生理生化指标是脱氢酶活性和三磷酸腺苷(ATP)。

1、脱氢酶活性指标法

微生物对有机物的氧化分解是在各种酶的参与下进行的,脱氢酶在其中扮演了重要的角色:催化氢从氧化物质转移到另一种物质。由于脱氢酶对毒物非常敏感,因此在出现毒物时,脱氢酶的活性(单位时间内激活氢气的能力)会降低。因此,脱氢酶活性可以作为微生物分解污染物的能力的指标:如果基于废水(有机污染物)的培养液中生长的微生物脱氢酶活性增加,说明微生物可降解废水(有机污染物).

ATP指数法

微生物氧化降解污染物的过程实际上是一个能量代谢过程,微生物生产能力直接反映了活动水平。三磷酸腺苷(ATP)是一种在微生物细胞中储存能量的物质。因此,可以测量细胞中ATP的水平以反映微生物的活性程度,并作为评估微生物降解有机污染物的能力的指标,如果某种废水(有机污染)微生物的活性增加在底物的培养基中生长的ATP表明微生物可以降解废水(有机污染物)。

此外,微生物生理指标的测定方法还包括细菌标准平板计数法、DNA测定法、int测定法、发光细菌光强测定法等。

虽然目前有较成熟的测定脱氢酶活性、atp等的方法,但由于仪器和药物对这些参数的测定要求较高,操作也较为复杂。因此,目前主要采用微生物生理指标法来测定单个有机污染物的生物降解性和生态毒性。

三、模拟实验法

模拟实验是通过模拟实际废水处理过程,直接判断生物处理废水的可行性的方法。根据模拟过程与实际过程的近似程度,大致可分为培养基法和模拟生化反应器法。

1、培养液测定法

培养液测定也称为振荡器测试方法。具体操作方法是:在一系列三角烧瓶中加入一定量的污染物(或废水)到碳源培养液中,加入适量的N,P等营养物质调节pH值。然后,用一种或多种微生物(或驯化的活性污泥)接种瓶子,将三角烧瓶放在振荡器上振荡,模拟实际的好氧处理过程,并在一定阶段内连续监测烧瓶中的培养液。 。物理外观(浓度,颜色,气味等)的变化,微生物(细菌,生物量和生物体)的变化以及培养液的各种指标:pH,COD或某种污染物浓度的变化。

2、模拟生化反应器法

模拟生化反应器方法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,如MLSS浓度、温度、溶解氧、F/M比等,预测了污水处理设施中各种废水的去除效果。各种因素对生物处理的影响。

由于模拟实验方法中使用的微生物和废水与实际过程相同,而且生化反应条件也接近实际值,从水处理研究的角度来看,相当于对实际治疗过程的小范围试验研究。实验过程中可以反映出各种实际影响因素,避免了实验过程中其他测定方法的误差,也因为实验条件和反应空间更接近实际情况,模拟实验方法和培养液测量方法.与该方法相比,可以更准确地解释废水生物处理的可行性。

然而,正是由于该决策方法具有很强的针对性,使得各类废水的测定结果不具有可比性,难以形成一套系统的理论,小规模试验过程的测定结果也可能在实际放大过程中造成一些误差。

四、综合模型法

综合模型法主要用于某些有机污染物的可生物降解测定。通过计算机模拟,通过大量已知污染物的生物降解性和分子结构之间的相关性来预测新有机化合物的生物降解性。模型有:BIODEG模型,PLS模型等。

综合模型方法依赖于一个大型的已知污染物数据库(如欧盟的EINECS数据库),模拟过程复杂且成本高昂。主要用于预测新化合物的生物降解能力和进入环境后的降解途径。

除上述生化测定方法外,近年来还发展了许多其他方法,如利用多级过滤和超滤方法获得颗粒大小分布的psd和作为废水生化预测器的鳕鱼分布。指标;利用含氧量、产品某一端的生化反应、废水生化联合评价的生物活性值;用经验流程图预测有机污染物的生化特性。

判断废水处理工艺可生化性四种方法

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