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廢水的可生化性(Biodegradability)，也稱廢水的生物可降解性，即廢水中有機(jī)污染物被生物降解的難易水平，是廢水的重要特性之一。

廢水存在可生化性差別的主要緣由在于廢水所含的有機(jī)物中，除一些易被微生物合成、應(yīng)用外，還含有一些不易被微生物降解、以至對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑止作用，這些有機(jī)物質(zhì)的生物降解性質(zhì)以及在廢水中的相對(duì)含量決議了該種廢水采用生物法處置(通常指好氧生物處置)的可行性及難易水平。在特定狀況下，廢水的可生化性除了表現(xiàn)廢水中有機(jī)污染物能否能夠被應(yīng)用以及被應(yīng)用的水平外，還反映了處置過(guò)程中微生物對(duì)有機(jī)污染物的應(yīng)用速度：一旦微生物的合成應(yīng)用速渡過(guò)慢，招致處置過(guò)程所需時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在實(shí)踐的廢水工程中很難完成，因而，普通也以為該種廢水的可生化性不高。

肯定處置對(duì)象廢水的可生化性，關(guān)于廢水處置辦法的選擇、肯定生化處置工段進(jìn)水量、有機(jī)負(fù)荷等重要工藝參數(shù)具有重要的意義。國(guó)內(nèi)外關(guān)于可生化性的斷定辦法依據(jù)采用的斷定參數(shù)大致能夠分為好氧呼吸參量法、微生物生理指標(biāo)法、模仿實(shí)驗(yàn)法以及綜合模型法等。

一、好氧呼吸參量法

微生物對(duì)有機(jī)污染物的好氧降解過(guò)程中，除COD(ChemicalOxygenDemand化學(xué)需氧量)、BOD(BiologicalOxygenDemand生化需氧量)等水質(zhì)指標(biāo)的變化外，同時(shí)隨同著O2的耗費(fèi)和CO2的生成。

好氧呼吸參量法是就是應(yīng)用上述事實(shí)，經(jīng)過(guò)測(cè)定COD、BOD等水質(zhì)指標(biāo)的變化以及呼吸代謝過(guò)程中的O2或CO2含量(或耗費(fèi)、生成速率)的變化來(lái)肯定某種有機(jī)污染物(或廢水)可生化性的斷定辦法。依據(jù)所采用的水質(zhì)指標(biāo)，主要能夠分為：水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)法、微生物呼吸曲線法、CO2生成量測(cè)定法。

1、水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)法

BOD5/CODCr比值法是最經(jīng)典、也是目前最為常用的一種評(píng)價(jià)廢水可生化性的水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)法。

BOD是指有氧條件下好氧微生物合成應(yīng)用廢水中有機(jī)污染物停止新陳代謝過(guò)程中所耗費(fèi)的氧量，我們通常是將BOD5(五天生化需氧量)直接代表廢水中可生物降解的那局部有機(jī)物。CODCr是指應(yīng)用化學(xué)氧化劑(K2Cr2O7)徹底氧化廢水中有機(jī)污染物過(guò)程中所耗費(fèi)氧的量，通常將CODCr代表廢水中有機(jī)污染物的總量。

傳統(tǒng)觀念以為BOD5/CODCr，即B/C比值表現(xiàn)了廢水中可生物降解的有機(jī)污染物占有機(jī)污染物總量的比例，從而能夠用該值來(lái)評(píng)價(jià)廢水在好氧條件下的微生物可降解性。在普通狀況下，BOD5/COD值愈大，闡明廢水可生物處置性愈好。綜合國(guó)內(nèi)外的研討結(jié)果，可參照表--【廢水可生化性評(píng)價(jià)參考數(shù)據(jù)】所列數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)廢水的可生化性。

在各種有機(jī)污介入標(biāo)中，總有機(jī)碳(TOC)、總需氧量(TOD)等指標(biāo)與COD相比，可以更為快速地經(jīng)過(guò)儀器測(cè)定，且測(cè)定過(guò)程愈加牢靠，能夠愈加精確地反映出廢水中有機(jī)污染物的含量。隨著近幾年來(lái)上述指標(biāo)測(cè)定辦法的開展、改良，國(guó)外多采用BOD/TOD及BOD/TOC的比值作為廢水可生化性斷定指標(biāo)，并給出了一系列的規(guī)范。但無(wú)論BOD/COD、BOD/TOD或者BOD/TOC，辦法的主要原理都是經(jīng)過(guò)測(cè)定可生物降解的有機(jī)物(BOD)占總有機(jī)物(COD、TOD或TOC)的比例來(lái)斷定廢水可生化性的。

該種斷定辦法的主要優(yōu)點(diǎn)在于：BOD、COD等水質(zhì)指標(biāo)的意義已被普遍理解和承受，且測(cè)定辦法成熟，所需儀器簡(jiǎn)單。

但該斷定辦法也存在明顯缺乏，招致該種辦法在應(yīng)用過(guò)程中有較大的局限性。首先，BOD自身是一個(gè)經(jīng)歷參數(shù)，必需在嚴(yán)厲分歧的測(cè)試條件下才干比擬它們的重現(xiàn)性和可比性。測(cè)試條件的任何偏向都將招致極不穩(wěn)定的測(cè)試結(jié)果，稀釋過(guò)程、剖析者的經(jīng)歷以及接種資料的變化都能夠招致BOD測(cè)試的較大誤差，同時(shí)，我們又很難找到一個(gè)規(guī)范接種資料來(lái)檢驗(yàn)所接種的微生物終究帶來(lái)多大的誤差，也不曉得終究哪一個(gè)丈量值更接近于真值。實(shí)踐上，不同實(shí)驗(yàn)室對(duì)同一水樣的BOD測(cè)試的結(jié)果重現(xiàn)性很差，其緣由可能在于稀釋水的制備過(guò)程或不同實(shí)驗(yàn)室詳細(xì)操作差別所帶來(lái)的誤差;其次，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)各類工業(yè)廢水和城市污水的BOD與COD數(shù)值做了大量的測(cè)定工作，并肯定了能表征兩者相關(guān)性的關(guān)系式：

COD=a+bBOD——(1)

式(1)中a=CODnB，b=CODB/BOD

CODnB—不能被生物降解的那局部有機(jī)物的COD值;

CODB—能被生物降解的那局部有機(jī)物的COD值。

依據(jù)公式1能夠看出，BOD/COD值不能表示可生物降解的有機(jī)物占全部有機(jī)物的比值，只要當(dāng)a值為零時(shí)廢水的BOD/COD比值才是常數(shù);最后，廢水的某些性質(zhì)也會(huì)使采用該種辦法斷定廢水可生化性產(chǎn)生誤差以至得到相反的結(jié)論，如：BOD無(wú)法反映廢水中有害有毒物質(zhì)關(guān)于微生物的抑止作用，當(dāng)廢水中含有降解遲緩的有機(jī)污染物懸浮、膠體污染物時(shí)，BOD與COD之間不存在良好的相關(guān)性。

在運(yùn)用此法時(shí)，應(yīng)留意以下幾個(gè)問(wèn)題。

①某些廢水中含有的懸浮性有機(jī)固體容易在COD的測(cè)定中被重鉻酸鉀氧化，并以COD的方式表現(xiàn)出來(lái)。但在BOD反響瓶中受物理形態(tài)限制，BOD數(shù)值較低，致使BOD5/COD值減小，而實(shí)踐上懸浮有機(jī)固體可經(jīng)過(guò)生物絮凝作用去除，繼之可經(jīng)胞外酶水解后進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)被氧化，其BOD5/COD值雖小，可生物處置性卻不差。

②COD測(cè)定值中包含了廢水中某些無(wú)機(jī)復(fù)原性物質(zhì)(如硫化物、亞硫酸鹽、亞硝酸鹽、亞鐵離子等)所耗費(fèi)的氧量，BOD5測(cè)定值中也包括硫化物、亞硫酸鹽、亞鐵離子所耗費(fèi)的氧量。但由于COD與BOD5測(cè)定辦法不同，這些無(wú)機(jī)復(fù)原性物質(zhì)在測(cè)定時(shí)的終態(tài)濃度及狀態(tài)都不盡相同，亦即在兩種測(cè)定辦法中所耗費(fèi)的氧量不同，從而直接影響BOD5和COD的測(cè)定值及其比值。

③重鉻酸鉀在酸性條件下的氧化才能很強(qiáng)，在大多數(shù)狀況下，COD值可近似代表廢水中全部有機(jī)物的含量。但有些化合物如吡啶不被重鉻酸鉀氧化，不能以COD的方式表現(xiàn)出需氧量，但卻可能在微生物作用下被氧化，以BOD5的方式表現(xiàn)出需氧量，因而對(duì)BOD5/COD值產(chǎn)生很大影響。

綜上所述，廢水的BOD5/COD值不可能直接等于可生物降解的有機(jī)物占全部有機(jī)物的百分?jǐn)?shù)，所以，用BOD5/COD值來(lái)評(píng)價(jià)廢水的生物處置可行件雖然便當(dāng)，但比擬粗糙，欲做出精確的結(jié)論，還應(yīng)輔以生物處置的模型實(shí)驗(yàn)。

2、微生物呼吸曲線法

微生物呼吸曲線是以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以生化反響過(guò)程中的耗氧量為縱坐標(biāo)作圖得到的一條曲線，曲線特征主要取決于廢水中有機(jī)物的性質(zhì)。測(cè)定耗氧速度的儀器有瓦勃氏呼吸儀和電極式溶解氧測(cè)定儀。

微生物內(nèi)源呼吸曲線：當(dāng)微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期時(shí)，耗氧速率恒定，耗氧量與時(shí)間呈正比，在微生物呼吸曲線圖上表現(xiàn)為一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，其斜率即表示內(nèi)源呼吸時(shí)耗氧速率。如圖1所示，比擬微生物呼吸曲線與微生物內(nèi)源呼吸曲線，曲線a位于微生物內(nèi)源呼吸曲線上部，標(biāo)明廢水中的有機(jī)污染物能被微生物降解，耗氧速率大于內(nèi)源呼吸時(shí)的耗氧速率，經(jīng)一段時(shí)間曲線a與內(nèi)源呼吸線簡(jiǎn)直平行，標(biāo)明基質(zhì)的生物降解已根本完成，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段;曲線b與微生物內(nèi)源呼吸曲線重合，標(biāo)明廢水中的有機(jī)污染物不能被微生物降解，但也未對(duì)微生物產(chǎn)生抑止作用，微生物維持內(nèi)源呼吸，曲線c位于微生物內(nèi)源呼吸曲線下端，耗氧速率小于內(nèi)源呼吸時(shí)的耗氧速率，標(biāo)明廢水中的有機(jī)污染物不能被微生物降解，而且對(duì)微生物具有抑止或毒害作用，微生物呼吸曲線一旦與橫坐標(biāo)重合，則闡明微生物的呼吸已中止，死亡。將微生物呼吸曲線圖的橫坐標(biāo)改為基質(zhì)濃度，則變?yōu)榱硪环N可生化性斷定辦法—耗氧曲線法，固然圖的含義不同，但是與微生物呼吸曲線法的原理和實(shí)驗(yàn)辦法是分歧的。

該種斷定辦法與其他辦法相比，操作簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)周期短，能夠滿足大批量數(shù)據(jù)的測(cè)定。但必需指出，用此種辦法來(lái)評(píng)價(jià)廢水的可生化性、必需對(duì)微生物的來(lái)源、濃度、馴化和有機(jī)污染物的濃度及反響時(shí)間等條件作嚴(yán)厲的規(guī)則，加之測(cè)定所需的儀器在國(guó)內(nèi)的提高率不高，因而在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用并不普遍。

3、CO2生成量測(cè)定法

微生物在降解污染物的過(guò)程中，在耗費(fèi)廢水中O2的同時(shí)會(huì)生成相應(yīng)數(shù)量的CO2。因而，經(jīng)過(guò)測(cè)定生化反響過(guò)程CO2的生成量，就能夠判別污染物的可生物降解性。

目前最常用的辦法為斯特姆測(cè)定法，反響時(shí)間為28d，能夠比擬CO2的實(shí)踐產(chǎn)量和理論產(chǎn)量來(lái)斷定廢水的可生化性，也能夠應(yīng)用CO2/DOC值來(lái)斷定廢水的可生化性。由于該種斷定實(shí)驗(yàn)需采用特殊的儀器和辦法，操作復(fù)雜，僅限于實(shí)驗(yàn)室研討運(yùn)用，在實(shí)踐消費(fèi)中的應(yīng)用還未見(jiàn)報(bào)道。

二、微生物生理指標(biāo)法

微生物與廢水接觸后，應(yīng)用廢水中的有機(jī)物作為碳源和能源停止新陳代謝，微生物生理指標(biāo)法就是經(jīng)過(guò)察看微生物新陳代謝過(guò)程中重要的生理生化指標(biāo)的變化來(lái)斷定該種廢水的可生化性。目前能夠作為斷定根據(jù)的生理生化指標(biāo)主要有：脫氫酶活性、三磷酸腺苷(ATP)。

1、脫氫酶活性指標(biāo)法

微生物對(duì)有機(jī)物的氧化合成是在各種酶的參與下完成的，其中脫氫酶起著重要的作用：催化氫從被氧化的物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一物質(zhì)。由于脫氫酶對(duì)毒物的作用十分敏感，當(dāng)有毒物存在時(shí)，它的活性(單位時(shí)間內(nèi)活化氫的才能)降落。因而，能夠應(yīng)用脫氫酶活性作為評(píng)價(jià)微生物合成污染物才能的指標(biāo)：假如在以某種廢水(有機(jī)污染物)為基質(zhì)的培育液中生長(zhǎng)的微生物脫氫酶的活性增加，則標(biāo)明微生物可以降解該種廢水(有機(jī)污染物)。

2、三磷酸腺苷(ATP)指標(biāo)法

微生物對(duì)污染物的氧化降解過(guò)程，實(shí)踐上是能量代謝過(guò)程，微生物產(chǎn)能才能的大小直接反映其活性的上下。三磷酸腺苷(ATP)是微生物細(xì)胞中儲(chǔ)存能量的物質(zhì)，因此可經(jīng)過(guò)測(cè)定細(xì)胞中ATP的程度來(lái)反映微生物的活性水平，并作為評(píng)價(jià)微生物降解有機(jī)污染物才能的指標(biāo)，假如在以某種廢水(有機(jī)污染物)為基質(zhì)的培育液中生長(zhǎng)的微生物ATP的活性增加，則標(biāo)明微生物可以降解該種廢水(有機(jī)污染物)。

此外，微生物生理指標(biāo)法還有細(xì)菌規(guī)范平板計(jì)數(shù)、DNA測(cè)定法、INT測(cè)定法、發(fā)光細(xì)菌光強(qiáng)測(cè)定法等。

固然目前脫氫酶活性、ATP等測(cè)定都已有較成熟的辦法，但由于這些參數(shù)的測(cè)定對(duì)儀器和藥品的請(qǐng)求較高，操作也較復(fù)雜，因而目前微生物生理指標(biāo)法主要還是用于單一有機(jī)污染物的生物可降解性和生態(tài)毒性的斷定。

三、模仿實(shí)驗(yàn)法

模仿實(shí)驗(yàn)法是指直接經(jīng)過(guò)模仿實(shí)踐工業(yè)廢水處理過(guò)程來(lái)判別廢水生物處置可行性的辦法。依據(jù)模仿過(guò)程與實(shí)踐過(guò)程的近似水平，能夠大致分為培育液測(cè)定法和模仿生化反響器法。

1、培育液測(cè)定法

培育液測(cè)定法又稱搖床實(shí)驗(yàn)法，詳細(xì)操作辦法是：在一系列三角瓶?jī)?nèi)裝入某種污染物(或廢水)為碳源的培育液，參加恰當(dāng)N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)理pH值，然后向瓶?jī)?nèi)接種一種或多種微生物(或經(jīng)馴化的活性污泥)，將三角瓶置于搖床上停止振蕩，模仿實(shí)踐好氧處置過(guò)程，在一定階段內(nèi)連續(xù)監(jiān)測(cè)三角瓶?jī)?nèi)培育液物理外觀(濃度、顏色、嗅味等)上的變化，微生物(菌種、生物量及生物相等)的變化以及培育液各項(xiàng)指標(biāo)：pH、COD或某污染物濃度的變化。

2、模仿生化反響器法

模仿生化反響器法是在模型生化反響器(如曝氣池模型)中停止的，經(jīng)過(guò)在生化模型中模仿實(shí)踐污水處置設(shè)備(如曝氣池)的反響條件，如：MLSS濃度、溫度、DO、F/M比等，來(lái)預(yù)測(cè)各種廢水在污水處置設(shè)備中的去除效果，及其各種要素對(duì)生物處置的影響。

由于模仿實(shí)驗(yàn)法采用的微生物、廢水與實(shí)踐過(guò)程相同，而且生化反響條件也接近實(shí)踐值，從水處置研討的角度來(lái)講，相當(dāng)于實(shí)踐處置工藝的小試研討，各種實(shí)踐呈現(xiàn)的影響要素都能夠在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中表現(xiàn)，防止了其他斷定辦法在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中呈現(xiàn)的誤差，且由于實(shí)驗(yàn)條件和反響空間更接近于實(shí)踐狀況，因而模仿實(shí)驗(yàn)法與培育液測(cè)定法相比，可以更精確地闡明廢水生物處置的可行性。

但正是由于該種斷定辦法針對(duì)性過(guò)強(qiáng)，各種廢水間的測(cè)定結(jié)果沒(méi)有可比性，因而不容易構(gòu)成一套系統(tǒng)的理論，而且小試過(guò)程的斷定結(jié)果在實(shí)踐放大過(guò)程中也可能形成一定的誤差。

四、綜合模型法

綜合模型法主要是針對(duì)某種有機(jī)污染物的可生化的斷定，經(jīng)過(guò)對(duì)大量的已知污染物的生物降解性和分子構(gòu)造的相關(guān)性應(yīng)用計(jì)算機(jī)模仿預(yù)測(cè)新的有機(jī)化合物的生物可降解性，主要的模型有：BIODEG模型、PLS模型等。

綜合模型法需求依托龐大的已知污染物的生物降解性數(shù)據(jù)庫(kù)(如EU的EINECS數(shù)據(jù)庫(kù))，而且模仿過(guò)程復(fù)雜，耗資大，主要用于預(yù)測(cè)新化合物的可生化性和進(jìn)入環(huán)境后的降解途徑。

除以上的可生化性斷定辦法之外，近年來(lái)還開展了許多其他辦法，如應(yīng)用多級(jí)過(guò)濾和超濾的辦法得到廢水的粒徑散布PSD(particlesizedistribution)和COD散布來(lái)作為預(yù)測(cè)廢水可生化性的指標(biāo);應(yīng)用耗氧量、生化反響某端產(chǎn)物、生物活性值結(jié)合評(píng)價(jià)廢水的可生化性;應(yīng)用經(jīng)歷流程圖來(lái)預(yù)測(cè)某種有機(jī)污染物的可生化性。

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于廢水的可生化性斷定辦法各有所長(zhǎng)，在實(shí)踐操作中應(yīng)依據(jù)廢水的性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)條件來(lái)選擇適宜的斷定辦法。