（环境工程专业论文）复合型生物膜反应器处理柠檬酸废水的试验研究.pdf

江苏大学硕士学位论文 摘要 针对我国柠檬酸生产废水对环境的危害问题，分析了柠檬酸生产过程中产生 废水的主要成分及可生物降解性，采用复合型生物膜反应器对柠檬酸废水进行好 氧试验研究。为复合型生物膜反应器处理柠檬酸废水提供技术支持和参考。 论文主要研究工作及结果如下： 1 研究有机负荷与微生物活性的关系，确定了较佳的填充比。试验结果表明， 在有机负荷低于4k gc o d ( m 3 d ) 时，悬浮污泥的活性随有机负荷的提高而提高， 悬浮污泥的活性明显高于填料表面生物膜的活性；在有机负荷高于4k gc o d ( m d ) 时，生物膜的活性较悬浮污泥的活性更稳定。 通过改变反应器中填料的填充比，考察复合型生物膜反应器的抗冲击负荷性 能。试验结果表明，填充比为2 0 比填充比为3 0 时的耐冲击性能更佳。 2 研究复合型生物膜反应器的生物降解性能。在填充比为2 0 时，通过改变 有机负荷考察反应器对c o d 和氨氮的去除效果。试验结果表明，反应器对c o d 去 除的平均值为8 3 ，对氨氮去除的平均值为4 0 ，达到了污水综合排放标准 ( g b 8 9 7 8 1 9 9 6 ) 规定的二级标准。 3 对复合型生物膜反应器与传统活性污泥法处理柠檬酸废水的效果进行了对 比分析。复合型生物膜反应器在不同有机负荷下，c o d 的去除率低于传统的活性污 泥法，对氨氮的去除率与抗负荷冲击能力均优于传统活性污泥法。 关键词：柠檬酸复合型生物膜反应器废水处理 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t a st ot h ed a m a g et ot h ee n v i r o n m e n to f w a s t e w a t e rw h i c hc o m e sf r o mt h ep r o o f s o fp r o d u c i n gc i t r i ca c i d , t h i sp a p e rd i s c u s s e st h ec o m p o s i t i o na n db i o d e g r a d a b i l i t yo f t h ew a s t e w a t e r t h i sp a p e rm a k e se x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho nt h eu e a t m e n to fc i t r i ca c i d p l a n t w a s t e w a t e rb yh y b r i db i o l o g i c a lr e a c t o r ，w h i c ho f f e r st e c h n i c a le n h a n c e m e n ta n d c r a f td a t e sf o r t h ea p p l i c a t i o no f h y b r i db i o l o g i c a lr e a c t o ri nt h et r e a t m e n to f c i t r i ca c i d w a s t e w a t e r t h ec a r d i n a lr e s e a r c ho u t c o m e sa r ep r e s e n t e da sb e l o w ： 1 t h er e l a t i o no f f ma n dm i c r o b ea c t i v a t i o ni sd i s a 玛s e di nt h i sp a p e r t h er e s u l t s s h o w e dt h a tw h e nf mi sl o w e rt h a n4 k g c o d m ? 正t h ea c t i v a t i o no f s u s p e n d e d s l u d g e i sb e h i n dt or i s ew i t ht h ei n c r e a s i n go ff m a tt h es 锄et i m e t h ea c t i v a t i o no f s u s p e n d e ds l u d g ei so b v i o u s l ys u p e r i o rt ot h a to ff i l l e ro nt h em i c r o b ef i l m h o w e v e r , w h e nf mi sh i g h e rt h a n4 k gc o d m 3d t h ec a s ei sr e v e r s e d b yc h a n g i n gt h e 丘nr a t i oi n t h er e a c t o r 9t h ec a p a c i t yo f r e s i s t i n gt h ei m p a c to f h b r i sr e v i e w e d , t h er e s u l ts h o w e dt h a tw h e nt h ef i l lr a t i oi s2 0 t h ee f f i c i e n c yi sb e t t e r t h a nt h a to f 3 0 t h e r e f o r e ，w h e nt h ef i l lr a t i oi s2 0 ，t h ef u n c t i o no f r e a c t o ri sb n t e r 2 t h eb i o d e g r a d a t i o no f h b ri ss t u d i e di nt h i sp a p e r w h e nt h e 觚r a t i oi s2 0 t h er e a c t o r sc o da n dn i - 1 4 - nr e m o v a le f f i c i e n c y & r er e v i e w e db yc h a n g i n gf m t h e r e s u l ts h o w e dt h a tt h er e m o v a le f f i c i e n c yo f c o da n dn i 1 4 - n 黜r e s p e c t i v e l y8 3 a n d 4 0 m e e t i n gw i t ht h es e c o n dc r i t e r i o no f g b 8 9 7 8 1 9 9 6 3 i ta l s od i s c u s s e sc i t r i ca c i dw 砒w a t e rl r e a t m e n tb yh b ra n dc o m p a r e si t 谢l h c o n v e n t i o n a la c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s t h o u g hc o dr e m o v a li sn o ta sg o o da si ti n c a s ，t h es y s t e mw i t hn t g - nr e m o v a le f f i c i e n c yi ss u p e r i o rt oc a sa n dt h ec a p a c i t yo f r e s i s t i n gt h ei m p a c ti sa l s ob e t t e rt h a nt h a ti nc a s k e yw o r d s ：c i t r i ca c i dh y b r i db i o l o g i c a lr 髓c t o r w a s t e w a t e rt r e a t m e n t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学位保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文 的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本授权书。 不保密吖 学位论文作者繇往弓砂 御年易月侈日 指导教师签名：移英 。守d 7 年厶月，3 日 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外， 本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。 对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式 标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 以吵 日 、了 侈 论 月 名 e 戳 年 作 沙 腓 沙 沦 期 幽 日 学 江苏大学硕士学位论文 第1 章绪论 水是人类宝贵的资源，分布于由海洋、江、河、湖和地下水、大气水分及冰 川共同构成的地球水圈中。同时水也是人类赖以生存的主要物质之一，除供饮用 外，更大量用于生活和工农业生产。随着世界人口的增长及工农业生产的发展， 用水量也在日益增加，工业发达国家的用水量几乎每十年翻一番。此外，由于人 类的生产和生活活动，将大量工业废水、生活污水、农业回流水及其它废弃物未 经处理直接排入水体，造成水源的污染引起水质恶化，亦使保护水资源显得更加 重要。 1 1 我国水资源现状 我国是一个水资源缺乏的国家，水资源总量为2 8 1 0 ”m 3 ，人均水资源量 为2 3 4 0m 3 ，仅为世界平均水平的四分之一，按照1 9 9 7 年联合国可持续发展委员 会全面评估世界淡水资源报告提出的标准，我国有1 4 地区属于严重缺水地 区，1 1 0 地区人均水量低于生存线m 。近2 0 年来，随着经济的持续快速发展和 城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出，缺水范围不断扩大，缺水程度日趋 严重。一方面我国的水资源严重短缺，而另一方面水污染状况却日趋加剧，进一 步造成水资源的短缺。工业的迅猛发展在给人类的生活创造极大便利的同时，也 对人类赖以生存的环境产生了严重破坏，同时水污染对人体健康造成直接和间接 的危害已有悠久的历史，到2 0 世纪中叶，随着工业的发展出现了水体受工业废 水、废渣的污染，特别是含重金属的废水的污染，对人体健康造成了极大的危害。 水危机及其衍生的水质和生态问题不仅将束缚和制约我国经济发展的第三 步战略目标的实现，而且将可能引发重大的社会和政治危机，进而影响我国国家 安全的格局，因此，水资源可持续利用是我国经济、社会发展的战略性问题，节 水和治污是水资源可持续利用战略的核心部分嘲。必须在充分注意节约用水的基 础上，多方面开发非传统水源，缓解城市缺水危机，加强水污染防治，改善水环 境质量，促进水资源的可持续利用和良性循环。 江苏大学硕士学位论文 1 2 柠檬酸废水处理的必要性 柠檬酸是一种重要的化工原料和食品添加剂，它是世界上以生物化学方法生 产量最大的有机酸，目前世界上有3 0 多个国家在生产。1 9 9 0 年全世界的产量约 5 5 万吨，1 9 9 5 年达到6 8 4 万吨，目前，仍在以每年均3 5 的速度增加。在2 0 世纪7 0 年代以前，世界上柠檬酸的消费主要是用于食品方面，2 0 世纪7 0 年代以 后，消费结构发生了明显的变化，柠檬酸在其它领域的用途不断被开发，特别是 在洗涤工业中代替磷酸盐作增效助剂，国外开发的柠檬酸深加工产品有6 0 种之多， 其中盐类近3 0 种，酯类近2 0 种，还有酯盐类，高聚物等【3 】。我国的柠檬酸生产存 在着规模小而分散的问题，这和国外相比是一个劣势【4 1 。 目前生产柠檬酸主要有两种方法，一种是以天然含柠檬酸的果实用榨汁提取 的方法制备；另一种是发酵法生产。目前，世界上柠檬酸的生产大多采用发酵法。 发酵法生产柠檬酸是以糖蜜、淀粉质或废果渣等为原料，利用霉菌和酵母菌 进行发酵，发酵母液再经提取，精制而获得高纯度的产品。由于提取方法不同， 可分为钙盐法、萃取法、离子交换法等。然而，不管用什么提取方法，由于柠檬 酸生产工艺固有的特点，生产过程中会排放大量的废水以及废渣与废气，而且由 于投资技术运行成本等原因，该行业三废基本处于任意排放状态，严重污染周围 环境，这些已经成为该行业发展的制约因素。目前，我国生产的柠檬酸大部分通 过出口销往国际市场，随着全球生态环境的日趋恶化，各国对环境问题越来越重 视，对企业的环保要求也越来越高，继i s 0 9 0 0 0 质量认证之后，国际上掀起了 i s 0 1 4 0 0 0 环境管理认证的高潮，i s 0 1 4 0 0 0 被视为同往国际市场的绿色通行证，这 对我们的柠檬酸生产企业提出了严峻挑战，可以说废水治理不仅和柠檬酸生产企 业的可持续发展息息相关，更关系到企业的生死存亡。 1 3 柠檬酸生产废水的来源与主要成分 1 3 1 柠檬酸生产的原料 从广义上说，任何含淀粉和糖的农产品、农产品加工品及其副产品、某些有 机化合物，以及石油中的某些成分，都可以是柠檬酸生产的原料。但是目前工业 2 江苏大学硕士学位论文 上常使用的原料主要有： ( 1 ) 淀粉质：甘薯，木薯，马铃薯，及其薯渣，淀粉及玉米等。 ( 2 ) 粗质糖类：粗蔗糖，水解糖，饴糖等。 ( 3 ) 制糖工业副产品：糖蜜，葡萄糖母液，冰糖母液等。 在我国柠檬酸生产以薯干、玉米等淀粉质原料为主，它们中含有丰富的营养 物质，以纯碳水化合物的淀粉为主，还存在一些蛋白质，纤维素，脂肪，无机盐 灰等非纯碳水化合物【5 】。 1 3 2 柠檬酸生产废水的主要来源 柠檬酸废水的主要来源为【6 】： ( 1 ) 糖化洗滤布水：在糖化过程中，糖化液必须过滤除去玉米渣，过滤机的 滤布需要定期清洗，产生“糖化洗滤布水”，主要含有淀粉、蛋白质、纤维素、玉米 脂肪及钠离子等。 ( 2 ) 二压洗滤布水：糖液在发酵罐中发酵得到发酵液，经压滤机压滤去除菌 丝体，成为发酵清液，送到提取车间。压滤机的滤布需要定期清洗，由此而产生“二 压洗滤布水”，主要含有柠檬酸、残糖、蛋白质和维生素等。 ( 3 ) 刷罐水；发酵罐排放发酵液后，在下一次进料前，要用清水将发酵罐洗 涤干净，从而产生“刷罐水”，主要含有柠檬酸、残糖、蛋白质、维生素和聚醚等。 ( 4 ) 浓糖水：发酵清液与c a c 0 3 中和生成柠檬酸钙沉淀，上部母液称为“浓 糖水”，含有柠檬酸、柠檬酸钙、残糖、油脂、蛋白质、微量钠盐、聚醚及有机色 素等。 ( 5 ) 洗糖水：中和工序得到的固相柠檬酸钙调浆后送入过滤机，继续使用 8 0 9 0 的热水，进一步洗去残糖及可溶解性杂质，抽滤后排放出“洗糖水”， 含有柠檬酸、柠檬酸钙、残糖、油脂、蛋白质、无机钙及有机色素等。 ( 6 ) 沙柱冲洗水：精制工序中要把固体物质在沙滤器中除去，沙柱需定期 冲洗，形成“沙柱冲洗水”，含有硫酸钙、柠檬酸以及其他结成滤饼的固性物。 ( 7 ) 离子交换淡酸水：离子交换淡酸水由4 个位置产生：沙柱、炭柱、阴 柱、阳柱。离子交换柱再生前，将淡酸液排入后柱，然后用清水( 无离子水) 把残 液冲向后柱，所产生的废水为“离子交换淡酸水”，含有柠檬酸、铁、钙、氯等 江苏大学硕士学位论文 离子以及滤层微粒和破碎的阴、阳离子树脂等。 ( 8 ) 炭柱废碱水：酸碱液经沙柱过滤后，进入活性炭柱吸附，炭柱每2 周用 n a o h 水溶液再生，再生所排放的水为“炭柱废碱水”，含有n a o h 、柠檬酸盐及有 机色素等。 ( 9 ) 阳柱废酸水；来自炭柱的酸解液经过阳离子交换柱，再生时先放去浓 酸液，用清水洗涤残液，形成“阳柱废酸水”，含有盐酸、柠檬酸、金属离子等。 ( 1 0 ) 阴柱废氨水：来自阳柱的酸解液经过阴离子交换柱，再生时先放去浓 缩液，用清水洗涤，放去淡酸水以后，用氨水溶液再生，形成“阳柱废酸水，含 有氨根离子、柠檬酸、非金属离子等。 ( 1 1 ) 再生冲洗水：交换柱再生冲洗水包括炭柱、阴柱、阳柱三部分，再生 结束，放去再生废水后，用无离子水冲洗残留的再生废水而形成“再生冲洗水”， 含有n a o h 、h c l 、氨根离子以及相应的盐类和破碎的树脂等。 由此可见，柠檬酸废水主要来自提取车间的浓糖水和洗糖水，其浓度高、排 放量大；发酵车间的刷罐水虽然浓度高，但水量很少，有机负荷较小；其他各点 排放的废水浓度较低，水量也不大。柠檬酸废水中含有大量的有机物( 有机酸、 糖、蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等) 及n 、p 、s 等物质，生产中未糖化的淀粉 质、未发酵的残糖、未能提取的柠檬酸等都进入废水中，形成高浓度的有机污染 物。 1 4 柠檬酸废水处理的研究进展 近几十年来，随着人们对微生物去除废水中有机物的机理和规律的了解不断 深入，微生物在废水处理中的应用也越来越受到人们的重视。由于微生物分布广、 种类多、生长旺、繁殖快、易变异和对环境的适应性强等特点，通过新陈代谢， 使有机物无机化，有害物无害化。而且微生物生长条件温和，用生化法促使污染 物的转化与一般化学法相比优越很多，其处理费用低，运行管理方便，所以利用 微生物处理废水已经成为废水处理系统中最重要的过程之一，尤其是在处理象柠 檬酸废水这样的高浓度有机废水时，微生物的方法已经成为处理方法的主体。 4 江苏大学硕士学位论文 1 4 1 废水生物处理的主要方法 1 4 1 1 废水生物处理的概念 生物法是通过微生物吸收废水中污染物( 主要是有机物) ，通过代谢活动， 一面被分解、稳定，为微生物生命活动提供所需的能量；另一方面被转化，合成 为新的原生质( 细胞质) 的组成部分，即微生物自身的生长繁殖，使废水中污染 物被转化和稳定的污水处理方法嘲。生物处理是利用微生物能很强地分解氧化有机 物的功能，并采取一定的人工措施，创造出一种可控制的环境，使微生物大量生 长、繁殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理方法。 1 4 1 2 生物处理方法分类 户然条件下壤净化污，7 j k 一灌溉 ll 十爆待化鹕摇搬 搠r 处气下鬣鬻竺慧蒸等 生物处鼍蔗蕊蔷“。”“。2 4 i 。户然条件下氧塘 l 厌氧处理1 玉荨星物法一厌氧消化、u a s b 等 匕人工条件下t 固着生物法一厌氧滤池、厌氧流化床 1 4 2 柠檬酸废水处理工艺国内外研究进展 按有机污染废水的可生化性，可分为易生化( b o d s c o d o 4 5 ) ，可生化( 0 3 b o d 5 ，c o d 0 4 5 ) ，难生化( 0 2 5 b o d s c o d 0 4 5 ) ， 由于该厂有初沉池等预处理设施，所以所取废水是经预处理后的废水，具体水质 指标见表2 2 。 1 2 江苏大学硕士学位论文 表2 2 试验水质指标 t a b 2 2c i m r a e t e r i s t i c so f s y n t h e t i cw a s t e w a t e r 2 1 2 试验仪器与设备 活性污泥池 爱米克v 系列计量泵 w q 潜水式污泥泵 1 9 1 f m 气体流量计 p h s 2 5 型酸度计 t l - i a 型c o d 速测仪 x s 1 8 生物显微镜 p h b 6 0 7 型便携式溶解氧仪 2 1 3 主要指标及分析方法 扬州兄弟环境保护设备工程有限公司 上海桦微自动化科技有限公司 上海浦江水泵厂 捷锐企业( 上海有) 限公司 东莞市吉之垄电子有限公司 承德市华通环保仪器有限公司 上海海精密仪器仪表有限公司 北京中仪金叶科技有限公司 p h ；p h s - 2 5 型酸度计直接测定b o d s ：稀释接种法 c o d ：c o d 快速测定仪直接测定m l s s ：重量法 m l v s s ：重量法生物相：显微镜观测 比基质耗氧速率( s o u r ) ：p h b - 6 0 7 型便携式溶解氧仪 江苏大学硕士学位论文 2 2 试验方法 2 2 1 试验装置 由于所用的废水取自连云港市柠檬酸厂，该厂已经有预处理设施对废水进行 了一定程度的预处理，所以本次实验的小试实验采用的实验装置如图2 1 所示。 其中复合型生物膜反应器( 鹏r ) 试验装置主体采用硬质塑料为制作材料，在曝气池 上配备计量泵和气泵等，由于处理的是高浓度的有机废水，反应器中的负荷会比 较高，所以从二次沉淀池出来的污泥大部分用泵回流到曝气池。 回流 图2 1 复合型生物膜反应器试验装置 n 醇1e x p e r i m e n ts c h e m ef o r t h eh y b r i db i o l o g i c a lr e a t o r 试验装置及其它相关技术参数见表2 3 。 表2 3 反应器的技术参数 t a b 2 3t e c h n o l o g i c a lp a r a m e n t so f r e a c t o r 参数数值 曝气池的体积( l ) 沉淀池体积( l ) 填料的填充比( v n ，) 温度( ) 2 4 0 1 2 5 2 0 ，3 0 1 5 2 0 1 4 水 江苏大学硕士学位论文 2 2 2 试验原理 2 2 2 1 生物膜法去除污染物的基本原理 生物膜法的基本原理是使废水与生物膜接触，进行固、液相的物质交换，利 用膜内微生物将有机物氧化，使废水获得净化，同时，生物膜内微生物不断生长 与繁殖。当有机废水或由活性污泥悬浮液培养而成的接种液流过载体时，水中的 悬浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有机底物而生长繁殖， 逐渐在载体表面形成一层粘液状的生物膜。这层生物膜具有生物化学活性，又进 一步吸附、分解废水中呈悬浮、胶体和溶解状态的污染物。 为了保持好气性生物膜的活性，除了提供废水营养物外，还应创造一个良好 的好氧条件，亦即向生物膜供氧。在填充式生物膜法设备中常采用自然通风或强 制自然通风供氧。氧透入生物膜的深度取决于它在膜中的扩散系数，固一液界面处 氧的浓度和膜内微生物的氧利用率。对给定的废水流量和浓度，好气层的厚度是 一定的。增大废水浓度将减小好气层的厚度，而增大废水流量则将增大好气层的 厚度。 由于生物膜的吸附作用，在膜的表面存在一个很薄的水层( 附着水层) 。废水 流过生物膜时，有机物经附着水层向膜内扩散，膜内微生物在氧的参加下对有机 物进行分解和机体新陈代谢，同时代谢产物沿底物扩散相反的方向，从生物膜传 递返回水相和空气中。 随着废水处理过程的发展，微生物不断生长繁殖，生物膜厚度不断增大，废 水底物及氧的代谢传递阻力逐渐增大，在膜表层仍能保持足够的营养以及处于好 氧状态，而在膜深处将会出现营养物或氧的不足，造成微生物内源呼吸代谢或出 现厌氧层，此处的生物膜因与载体的附着力减小及水力冲刷作用而脱落。老化的 生物膜脱落后，载体表面又可重新吸附、生长、增厚生物膜直至重新脱落，从吸 附到脱落，完成一个生长周期。 在正常运行条件下，整个反应器内的生物膜各个部分总是交替脱落的，系统 内活性生物膜数量相对稳定，膜厚2 3 m m ，净化效果良好。过厚的生物膜并不能 增大底物利用速度，却可能造成堵塞，影响正常通风。 江苏大学硕士学位论文 2 2 2 2 活性污泥法去除污染物的基本原理 在活性污泥处理系统中，有机污染物从废水中被去除的实质就是有机底物作 为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，这一过程的结果是污水 得到了净化，微生物获得了能量而合成新的细胞，活性污泥得到了增长。一般将 这整个净化反应过程分为三个阶段：( 1 ) 初期吸附；( 2 ) 微生物代谢；( 3 ) 活 性污泥的凝聚、沉淀与浓缩。 在活性污泥系统内，在污水开始与活性污泥接触后的较短时间( 1 0 3 0m i n ) 内， 由于活性污泥具有很大的表面积因而具有很强的吸附能力，因此在这很短的时间 内，就能够去除废水中大量的呈悬浮和胶体状态的有机污染物，使废水的b o d 5 值 ( 或c o d 值) 大幅度下降。但这并不是真正的降解，随着时间的推移，混合液的 b o d s ( 或c o d 值) 值会回升，这是由于固体有机物被吸附并经微生物酶作用后，变成 可溶性物质而扩散到液体中去的缘故；对于溶解性的有机物则没有扩散现象，再 之后，b o d s ( 或c o d 值) 值才会逐渐下降。 具有活性的微生物( 好氧微生物和兼性厌氧微生物，兼有少量的厌氧微生物) ， 微生物自身氧化的残留物，吸附在活性污泥上不能降解的有机物和无机固体物。 2 2 2 3 复合翌生物膜反应器的基本原理 复合型生物膜反应器模拟了大自然生态系统中水体的自净功能。在活性污泥 曝气池中加入填料作为微生物附着生长的载体，通过增加反应器中的生物量来提 高污水处理的效果，在反应器中有两种以不同方式生长的微生物，一种是活性污 泥中的悬浮生长微生物，另一种是填料上附着生长的微生物。对废水中污染物分 解起作用的微生物既有附着填料表面的微生物也有反应器中悬浮微生物，因此， 反应器内部能够保持较高的微生物量，提高了系统的有机负荷和效率。复合生物 膜反应器与传统活性污泥法比较，具有很突出的优点：单位体积内微生物的数量 大大增加；耐冲击负荷的能力大大增强，比活性污泥法稳定性和运行性能提高许 多；提高了脱氮、除磷效率等。而且复合生物膜反应器中填料比表面积大，为微 生物的大量繁殖提供必要的场所；同时填料孔隙率大，在保证气流顺利通过的同 时对气泡也有会有剪切作用，从而提高气、液两相间的传质效率，提高了处理效 率；同时在液体的冲击下填料会互相碰撞，促进生物膜脱落与更新，使生物膜始 终保持较高的活性。 1 6 江苏大学项士擘位论文 2 3 有机污染物可生物降解性能评价 影响微生物降解转化作用的因素主要有：微生物的活性( 最主要的影响因素， 包括微生物的种类和生长速率等方面) 、底物的结构、温度、酸碱度、营养、溶解 氧等。在污染环境中，有机污染物与生物系统之间构成了一对矛盾统一体。一方 面有机物污染物被生物降解转化，变有机为无机清洁环境，同时生物得到生长繁 殖；另一方面有机污染物又不同程度影响、妨碍甚至杀死生物。矛盾双方在变化 的环境条件下主动权始终在生物的一方，因此，有机污染物的生物降解性能，可 以由生物活力指标来表达瞄2 6 1 。 2 3 1有机污染物生物降解性的特点 2 3 1 1 有机污染物生物降解性能的多样性 有机污染物生物可降解性存在很大差别。许多有机物很容易被生物降解；另 有一部分有机物比较难被生物降解，它们的生物降解性很差；再有一部分有机物 化学稳定性很好，对生物很毒，不能被生物降解；还有一部分有机物对生物虽然 有毒有害，置生物以死亡，但残留生物可改造自我，适应以对，或多或少对原有 毒有害有机物进行降解，所以有机物不但种类多，而且结构复杂多变，生物降解 性能也千差万别。 2 3 1 2 有机污染物生物降解性能与微生物种类的相关性 有机污染物生物降解性能与微生物种类有很大的相关性，最明显的现象就是 有一些有机物在普通活性污泥中曝气不能氧化分解或不能很好的氧化分解，但改 用在特别驯化过的活性污泥中曝气培养，该有机物则表现生物降解性能良好。为 什么有如此显著的变化呢? 主要是因为驯化污泥中存在一类特异微生物，它们细 胞内可形成降解特定底物的专一性酶，这种酶在促进有有机物氧化降解过程中起 着关键性作用。因此，没有与某难生物降解的有机物匹配的特异微生物，也就没 有可能提高其生物降解的性能，它们密切相关- 3 0 j 。 2 3 1 3 有机污染物生物降解性能与物质结构的相关性 有机化合物的结构对其生物降解性有一定的影响。2 0 世纪8 0 年代科学家只是 从有机化合物内碳链结构、碳原子被其他元素取代、官能团的性质与数量及分子 1 7 江苏大学硕士学位论文 量大小等结构因素上寻找影响生物降解性能的原因【3 l 】。到了9 0 年代中期，随着生 物技术的发展和计算机计算模拟能力的大幅度提高，科学家们又深入到量子化学 与量子生物学做了定性定量实验研究，对有机污染物生物降解性能与物质结构的 相关性有了进一步的了解。 2 3 2 有机污染物生物降解性的评价方法 2 3 2 1 有机污染物总量变化评价其降解性能 比较有机污染物总量变化作为其降解性能评价的基本原理是取一定量的某一 有机物样品，在规定的同一条件下经微生物降解作用后，测出降解作用前后样品 量的变化，求出其变化率；然后比较不同有机物的变化率，可得出不同有机物可 降解性的大小。 ( 1 ) 比较c o d 去除率做性能评价 具体方法通常有5 个步骤：取曝氧生物反应器，其内m l s s 要求达到一定 浓度，一般2 0 0 0m g l 左右，或更高；最佳p n 值和温度，一般p h 值为6 7 ， 温度为2 0 左右；通入被测试的有机污染物，保持反应停留时间；检测进水 c o d 和出水c o d ，求出c o d 去除率；查看与比较相关有机污水的c o d 去除 率。通常认为，去除率8 0 9 0 以上者属易生物降解，该有机污染物属易生物降 解性。反之，如果去除率在2 0 0 6 以下，有机物就被认为是难生物降解性或不可降 解性f 3 2 】。 ( 2 ) b o d 5 2 l c o d c r 做性能评价 目前国内外环境科学与工程工作者仍然普遍使用b o d 只，c o d 伢之比来考察有机 污水的可生物降解性。用生物氧化降解率的大小可直接比较不同有机物的生物降 解性能，而这个比值就是表示生物氧化降解率的意思，它和b o o 含义不同，因为 后者是指5 天内( 2 0 条件下) 微生物降解有机物量所需消耗的氧量；而前者是 反映在5 日所耗氧量的情况下，有机物被微生物氧化降解了多少个百分点。它们 虽然不同，但有相关性，是一个事物的两个方面。b o d 5 ”c o d 。作为有机废水可生物 降解性的评价标准，虽然说比较容易掌握，但是在确定其b o o 和c o d 过程中干扰 因素较多，重现性也较