废水的生物处理基于废水中所含的污染物作为营养源,微生物的代谢可用于降解污染物和净化废水。显然,如果废水中的污染物不能被微生物降解,那么生物处理是无效的。如果废水中的污染物可以被微生物降解,则可以在设计状态下对废水进行良好的处理。但是,当有毒物质突然进入废水并超过微生物的耐受力时,微生物将被抑制或中毒,严重损害系统的运行。因此,分析废水成分和确定废水是否可以进行生物处理是设计废水生物处理项目的先决条件。
所谓废水的生物降解性,是指废水中所含的污染物通过微生物的生命活动改变了污染物的化学结构,从而改变了污染物的化学和物理性质。研究污染物的生物降解性的目的是了解污染物的分子结构是否可以通过生物体的作用分解为环境所允许的结构形式,以及分解速度是否足够快。因此,废水的生物降解性研究只能研究是否可以进行生物处理,即使通过生物污泥吸附去除了有机污染物,也无法研究分解了哪些产品。因为在停留时间短的处理设备中,某些物质为时已晚而无法分解。当污泥进入消化池时,使其逐渐分解。实际上,生物处理不需要将有机物分解为CO2,H2O,硝酸盐等,而只需要在环境允许的范围内去除水中的污染物即可。
多年来,在国内外各种有机物质的生物降解性研究中积累了大量数据。以化学废水中常见的有机物为例,各种物质的可降解性可总结在表中-[各种有机物均可降解,并有特殊情况]。
在分析污染物的生物降解性时,还应注意以下几点:
1有些有机物质在低浓度时毒性较小,并且可以被微生物降解。但是,在较高浓度下,它对微生物表现出强烈的毒性,常见的苯酚,氰化物和苯就是这种情况。如果苯酚浓度为1%,则它是一种很好的杀菌剂,但低于300mg / L,可以被驯化的微生物降解。
2废水中通常含有多种污染物,混入废水后可能会复合,聚合等,从而增加其抗降解性。有毒物质之间的混合往往会增加毒性作用。因此,具有复杂水质成分的废水不能简单地通过某种化合物的存在来判断废水生化处理的难度。
3已接种微生物的种类是极其重要的因素。不同的微生物具有不同的酶诱导特性。在底物的诱导下,某些微生物可能产生相应的诱导酶,而有些微生物则不能,因此底物的降解能力不同。目前,已经开发出利用特效细菌和突变细菌处理有毒废水的废水处理技术,有毒物质的降解效率得到了极大的提高。现已发现镰刀菌和诺卡氏菌具有分解氰化物和腈的能力。假单胞菌(例如,Pseudomonas phenolphagum,Pseudomonas phenolicum)和小球菌(Micrococcus)等具有较强的降解苯酚的能力。在厌氧发酵过程中,假单胞菌和黄杆菌的某些种类具有很强的产酸能力,甲烷球菌具有很高的产气能力。目前,国内外大多数生物处理系统使用混合菌种,并通过废水驯化进行自然诱导和筛选。驯化程度对基质的降解效率有很大影响,例如含酚废水的处理和良好的驯化。苯酚的可接受浓度可以从几十毫克/升增加到500-600毫克/升。
4 pH,水温,溶解氧和重金属离子等环境因素会影响微生物的生长和繁殖以及污染物的存在。因此,这些环境因素也间接影响废水中有机污染物的降解程度。由于废水中污染物的种类繁多,相互影响是复杂的。因此,应通过实验评估废水的生物降解性,并判断生化处理的可能性和合理性。