医疗废水的可生化性

医疗废水的可生化性

一、废水可生化性

废水生物处理是以废水中所含污染物作为营养源，利用微生物的代谢作用使污染物被降解、废水得以净化。显然，如果废水中的污染物不能被微生物降解，生物处理是无效的。如果废水中的污染物可被微生物降解，则在设计状态下废水可获得良好的处理效果。但是当废水中突然进入有毒物质，超过微生物的忍受限度时，将会对微生物产生抑制或毒害作用，使系统的运行遭到严重破坏。因此对废水成分的分析以及判断废水能否采用生物处理是设计废水生物处理工程的前提。

所谓废水可生化性的实质是指废水中所含的污染物通过微生物的生命活动来改变污染物的化学结构，从而改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。研究污染物可生化性的目的在于了解污染物质的分子结构能否在生物作用下分解到环境所允许的结构形态，以及是否有足够快的分解速度。所以对废水进行可生化性研究只研究可否采用生物处理，并不研究分解成什么产物，即使有机污染物被生物污泥吸附而去除也是可以的。因为在停留时间较短的处理设备中，某些物质来不及被分解。允许其随污泥进入消化池逐步分解。事实上，生物处理并不要求将有机物全部分解成CO2、H2O和硝酸盐等，而只要求将水中污染物去除到环境所允许的程度。

多年来，国内外在各类有机物生物分解性能的研究方面积累了大量的资料，以化工废水中常见的有机物为例，各种物质的可降解性可归纳于表--【各类有机物的可降解性及特例】。

在分析污染物的可生化性时，还应注意以下几点。

①一些有机物在低浓度时毒性较小，可以被微生物所降解。但在浓度较高时，则表现出对微生物的强烈毒性，常见的酚、氰、苯等物质即是如此。如酚浓度在1%时是一种良好的杀菌剂，但在300mg/L以下，则可被经过驯化的微生物所降解。

②废水中常含有多种污染物，这些污染物在废水中混合后可能出现复合、聚合等现象，从而增大其抗降解性。有毒物质之间的混合往往会增大毒性作用，因此，对水质成分复杂的废水不能简单地以某种化合物的存在来判断废水生化处理的难易程度。

③所接种的微生物的种属是极为重要的影响因素。不同的微生物具有不同的酶诱导特性，在底物的诱导下，—些微生物可能产生相应的诱导酶，而有些微生物则不能，从而对底物的降解能力也就不同。目前废水处理技术已发展到采用特效菌种和变异菌处理有毒废水的阶段，对有毒物质的降解效率有了很大提高。现已发现镰刀霉(Fusarium)、诺卡氏菌(Nocardia)等具有分解氰与腈的能力;假单孢菌(如食酚极毛杆菌Pseudomonas phenolphagum、解酚极毛杆菌Pseudomonas phenolicum)、小球菌(Micrococcus)等具有很强的降解酚的能力.在厌气发酵过程中，假单孢菌的一些种以及黄杆菌(Flavobacterium)都具有很强的产酸能力，甲烷叠球菌(Methanococcus)等具有很高的产气能力。

目前，国内外的生物处理系统大多采用混合菌种，通过废水的驯化进行自然的诱导和筛选，驯化程度的好坏，对底物降解效率有很大影响，如处理含酚废水，在驯化良好时，酚的接受浓度可由几十毫克/升提高到500—600mg/L。

④pH值、水温、溶解氧、重金属离子等环境因素对微生物的生长繁殖及污染物的存在形式有影响，因此，这些环境因素也间接地影响废水中有机污染物的可降解程度。

由于废水中污染物的种类繁多，相互间的影响错综复杂，所以一般应通过实验来评价废水的可生化性，判断采用生化处理的可能性和合理性。

表各类有机物的可降解性及特例

二、可生化性的评价方法

1.BOD5/COD值法

BOD5和COD是废水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/COD值评价废水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法。在一般情况下，BOD5/COD值愈大，说明废水可生物处理性愈好。综合国内外的研究结果，可参照表--【废水可生化性评价参考数据】所列数据评价废水的可生化性。

表废水可生化性评价参考数据

在使用此法时，应注意以下几个问题。

①某些废水中含有的悬浮性有机固体容易在COD的测定中被重铬酸钾氧化，并以COD的形式表现出来。但在BOD反应瓶中受物理形态限制，BOD数值较低，致使BOD5/COD值减小，而实际上悬浮有机固体可通过生物絮凝作用去除，继之可经胞外酶水解后进入细胞内被氧化，其

BOD5/COD值虽小，可生物处理性却不差。

②COD测定值中包含了废水中某些无机还原性物质(如硫化物、亚硫酸盐、亚硝酸盐、亚铁离子等)所消耗的氧量，BOD5测定值中也包括硫化物、亚硫酸盐、亚铁离子所消耗的氧量。但由于COD与BOD5测定方法不同，这些无机还原性物质在测定时的终态浓度及状态都不尽相同，亦即在两种测定方法中所消耗的氧量不同，从而直接影响BOD5和COD的测定值及其比值。

③重铬酸钾在酸性条件下的氧化能力很强，在大多数情况下，COD值可近似代表废水中全部有机物的含量。但有些化合物如吡啶不被重铬酸钾氧化，不能以COD的形式表现出需氧量，但却可能在微生物作用下被氧化，以BOD5的形式表现出需氧量，因此对BOD5/COD值产生很大影响。

综上所述，废水的BOD5/COD值不可能直接等于可生物降解的有机物占全部有机物的百分数，所以，用BOD5/COD值来评价废水的生物处理可行件尽管方便，但比较粗糙，欲做出准确的结论，还应辅以生物处理的模型实验。

2.BOD5/TOD值法

对于同一废水或同种化合物，COD值一般总是小于或等于TOD值，不同化合物的COD/TOD值变化很大，如吡啶为2%，甲苯为45%，甲醇为100%，因此，以TOD代表废水中的总有机物含量要比COD准确，即用BOD5/TOD值来评价废水的可生化性能得到更好的相关性。

通常，废水的TOD由两部分组成，其一是可生物降解的了TOD(以了TODB表示)，其二是不可生物降解的TOD(以TODNB表示)，即：

图 TOD的代谢模式

在微生物的代谢作用下，TODB中的一部分氧化分解为CO2和H2O，一部分合成为新的细胞物质。合成的细胞物质将在内源呼吸过程中被分解，并有一些细胞残骸最终要剩下来。上述有机物的生物降解过程可用图--【TOD的代谢模式】表示.

根据图--【TOD的代谢模式】，可建立如下关系式：

在碳化阶段，BOD反应接近一级反应动力学，其BOD5与BODu的关系为BOD5=BODu.(1-10-5K)，将此式代入式(3)中，整理得：