申请日2006.05.26
公开(公告)日2007.01.17
IPC分类号G01N27/00; G01N33/18
摘要
一种工业废水可生化性的评价方法，涉及一种污水处理中废水可生化性的评价方法。为了解决当前测定方法因高倍稀释带来的测定误差和测定周期过长的问题，本发明采用溶解氧测定仪测定内源呼吸耗氧量和工业废水的生化呼吸耗氧量;采用相对耗氧量评价工业废水的可生化性：待测水样ROC>1，说明基质对微生物没有毒害抑制作用，ROC值越大废水可生化性越好;待测水样ROC<1，说明基质对微生物有毒害抑制作用，ROC值越小废水毒性越强，废水可生化性越差。本发明的方法采用微生物耗氧速率测定法，可以测定不同废水浓度对微生物活性的影响，避免高倍稀释带来的误差;而且方法简单、快捷，30～60min可以获得测定结果。
权利要求书
1、一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于所述方法为：
一、测定内源呼吸耗氧速率和废水生化呼吸耗氧速率：采用溶解氧测定仪 测定内源呼吸耗氧量和工业废水的生化呼吸耗氧量，绘制废水生化呼吸线与内 源呼吸线;
二、采用相对耗氧量评价工业废水的可生化性：废水生化呼吸耗氧量与内 源呼吸耗氧量的比值称为相对耗氧量ROC，如果待测水样ROC>1，生化呼吸 速率大于内源呼吸速率，说明基质对微生物没有毒害抑制作用，ROC值越大废 水可生化性越好;反之，如果待测水样ROC<1，生化呼吸速率小于内源呼吸 速率，说明基质对微生物有毒害抑制作用，ROC值越小废水毒性越强，废水可 生化性越差。
2、根据权利要求1所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 所述内源呼吸耗氧速率的测定方法为：将接种污泥加入溶解氧瓶，然后将充氧 后稀释水通过虹吸管移入溶解氧瓶，将溶解氧测定仪探头放入充满水样的溶解 氧瓶中进行溶解氧测定。
3、根据权利要求1所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 所述生化呼吸耗氧速率的测定方法为：首先用稀释水将废水按照要求配制成不 同浓度的水样，然后充氧待用，将接种污泥加入溶解氧瓶，将待用水样通过虹 吸管移入溶解氧瓶，将溶解氧测定仪探头放入充满水样的溶解氧瓶中进行溶解 氧测定。
4、根据权利要求3所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 所述水样的pH值为6.5～7.5。
5、根据权利要求1、2或3所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其 特征在于采用运行良好的曝气池活性污泥作为接种污泥。
6、根据权利要求2或3所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征 在于所述稀释水为蒸馏水，使用前在20℃恒温条件下充分曝气充氧。
7、根据权利要求1所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 选定30min作为相对耗氧量的测定时间，在水温20℃条件下，30min相对耗氧 量ROC30作为有毒性难降解废水可生化性的判定指标。
8、根据权利要求7所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 待测水样ROC30>1，表明废水可生化降解，ROC30越大废水可生化性越好; ROC30≤1，表明废水不可生化降解，废水中生物毒性物质或难降解物质含量较 高，ROC30越小废水可生化性越差。
9、根据权利要求7所述的一种工业废水可生化性的评价方法，其特征在于 ROC30对废水可生化性的判别标准为：ROC30>1.5时，废水易生物降解;1.5> ROC30>1.2时，废水可生物降解;1.2>ROC30>1.0时，废水难生物降解;ROC30 <1.0时，废水含有毒性物质或生物抑制物质。
说明书
一种工业废水可生化性的评价方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理中废水可生化性的评价方法。
背景技术
目前我国废水污染主要为有机污染，这决定了绝大多数废水处理都要采用 生物处理法作为主体处理工艺。而采用生物处理法对废水可生化性具有一定的 要求，若废水可生化性强，说明废水易生物降解，废水可以直接采用生物处理 工艺;若废水可生化性差，说明废水难生物降解，废水不能直接采用生物处理 工艺，因此确定废水可生化性，对废水处理工艺的选择具有重要意义。
目前常用的衡量污水可生化性的指标有BOD5/COD、BOD5/TOD、 BOD5/TOC等，其中BOD5/COD作为废水可生化性评价指标在目前最为常用。 这些指标都采用BOD5来评价废水中可生化降解物质的数量，BOD5测定的标准 方法是稀释接种法。
BOD5全称五日生化需氧量，指在水温20℃、培养五天的条件下，微生物分 解水中的有机物所消耗的溶解氧的量。由于工业废水中有机物含量较高，水样 受溶解氧饱和度的限制无法为有机物分解所提供充足的溶解氧，因而对于工业 废水需要对水样进行稀释后测定，废水的浓度越高采用的稀释倍数越大。
采用BOD5/COD来衡量废水的可生化性，BOD5/COD比值越高废水可生 化性越好，比值越低废水可生化性越差;一般认为BOD5/COD≥0.4，废水可生 化性较好，可以进行生物处理，BOD5/COD<0.4废水可生化性较差，不宜进行 生物处理。
随着现代工业技术的发展，越来越多的难降解物质和有毒性物质排入废水 中，工业废水的浓度越来越高，成分日趋复杂，原有的BOD5/COD作为废水可 生化性的评价指标已经不能满足当前废水处理技术的要求，因此有必要开发快 捷、简便、准确的工业废水可生化性的评价方法。
目前污水处理中最常用的废水可生化性的评价方法是BOD5/COD比值法， 这种方法在工程应用过程中存在下面两个问题。
1、忽视了废水浓度对废水可生化性的影响：
采用这种评价方法对于生活污水或毒性物质和抑制物质含量较低的工业废 水比较适用。但对于高浓度有毒性难降解工业废水，BOD5/COD评价指标不能 很好的反应废水的可生化性，采用这种评价方法误差很大还可能会得出完全相 反的错误结论。
以硝基化工废水为例，废水中含有硝基苯、对硝基乙苯、硝基甲苯、氯苯 等多种有毒性难降解有机化合物，废水COD为11500mg/L，BOD5为4715mg/L， 废水的BOD5/COD比值为0.41。单从BOD5/COD数值上来看可以认为该废水可 以进行生物降解，采用生物处理可以获得较高的去除效率，但实际上该废水毒 性很强，硝基苯类是我国环境保护中优化控制的58种有害物质之一，对水生生 物具有很强的毒性，实测废水中硝基苯类化合物高达1000mg/L，根本无法直接 采用生物处理。产生这一现象的原因在于：
(1)工业废水中或多或少存在着有毒或有害物质，对微生物的生长都有一 定的抑制作用，有毒有害物质的浓度越高，抑制作用也越强。还有很多有机物 在低浓度时可以被微生物利用，在高浓度时则对微生物有抑制作用。如采用稀 释法测定BOD5则忽视了抑制作用。
(2)有机物浓度的高低直接影响生物降解过程氧的消耗速率，在基质浓度 很低的情况下，其耗氧速率与有机底物浓度的一次方成正比，但原污水基质浓 度较高时将不完全按此规律变化。因此，在稀释状态下测定的BOD5不能准确 代表原污水的BOD5。
上述试验中按照BOD5测定的标准方法，首先确定三个稀释比分别为2500 倍、1725倍、850倍。稀释后水样中硝基苯浓度(以原水中浓度1000mg/L计) 分别为0.4mg/L、0.6mg/L、1.2mg/L，均小于《污水综合排放标准(GB8978-1996)》 一级标准规定的2.0mg/L，可以认为高倍稀释后水样中硝基苯浓度对微生物活 性影响较小，不能代表原废水生化特性。
因此，对于高浓度工业废水，采用高倍稀释法测定BOD5或用其来判别污水 的可生化性，都只能说明在稀释状态下的结果，不能代表原污水的性质， BOD5/COD指标忽视了废水中污染物浓度对可生化性的影响，使用过程中误差 较大，以此结果表示高浓度污水水质的生化特性并不完全正确。
2、测定周期过长：
BOD5从测定开始到得出结果需要五天的时间，测定的周期过长，面对复杂 多变的污水水质，原有测定方法无法及时指导工程实践，给污水处理设施的运 行管理带来不变。
废水难降解物质含量高，生物毒性大，抑制物质多等都可能成为废水生化性 差的原因。BOD5/COD比值较低时可以认为废水的可生化性差，但却无法解释 可生化性差的产生原因。要解决上述问题，必须开发新的废水可生化性评价方 法。
发明内容
为了解决当前测定方法因高倍稀释带来的测定误差和测定周期过长的问 题，本发明提供一种工业废水可生化性的评价方法，该方法采用微生物耗氧速 率测定法，可以测定不同废水浓度对微生物活性的影响，避免高倍稀释带来的 误差;而且方法简单、快捷，30min～60min可以获得测定结果。
本发明的上述发明目的通过如下技术方案得以实施：一、测定内源呼吸耗 氧速率和废水生化呼吸耗氧速率：采用溶解氧测定仪测定内源呼吸耗氧量和工 业废水的生化呼吸耗氧量，绘制废水生化呼吸线与内源呼吸线;二、采用相对 耗氧量评价工业废水的可生化性：废水生化呼吸耗氧量与内源呼吸耗氧量的比 值称为相对耗氧量ROC，如果待测水样ROC>1，生化呼吸速率大于内源呼吸 速率，说明基质对微生物没有毒害抑制作用，ROC值越大废水可生化性越好; 反之，如果待测水样ROC<1，生化呼吸速率小于内源呼吸速率，说明基质对 微生物有毒害抑制作用，ROC值越小废水毒性越强，废水可生化性越差。
本发明的工作原理：将一定量的活性污泥与废水混合，在恒温密闭条件下， 好氧微生物分解利用废水中的有机物进行代谢反应，代谢过程不断消耗水中的 溶解氧，微生物代谢的耗氧量可以通过溶解氧测定仪进行测定。
微生物降解有机物的物质代谢过程中所消耗的溶解氧包括两部分：一是氧 化分解有机污染物，使其分解为CO2、H2O等，为合成细胞提供能量;二是供 微生物进行内源呼吸，使细胞物质氧化分解。微生物进行物质代谢过程的需氧 速率可以用下式表示：
总耗氧速率=合成细胞的耗氧速率+内源呼吸的耗氧速率。
如果污水的组分对微生物生长无毒害作用，容易被微生物利用，微生物与 污水混合后立即大量摄取有机物合成新细胞，同时消耗水中溶解氧，此时测得 的耗氧量应大于内源呼吸的耗氧量。如污水中含有对微生物抑制或毒害的物质， 微生物降解利用有机物的速率会减慢或停止，造成测得的耗氧速率小于内源呼 吸的耗氧速率。
废水生化呼吸耗氧量与内源呼吸耗氧量的比值称为相对耗氧量ROC，可以 通过试验测定活性污泥的生化呼吸速率和内源呼吸速率，采用相对耗氧量ROC 来判别废水的可生化性。本发明提出30min相对耗氧量ROC30作为工业废水可 生化性的评价指标，尤其适用于毒性或抑制性物质含量较高的工业废水。本发 明具有如下优点：
1、可以了解污染物浓度对废水可生化性的影响：
同类废水污染物浓度不同，其对废水可生化性的影响也有所不同。通过测 定废水不同浓度下的ROC，建立ROC-浓度曲线(图2)，可以了解废水污染 物浓度变化对废水可生化性的影响。例如NaCL浓度过高时会抑制微生物活性， 而在低浓度时NaCL却起到刺激微生物活性的作用，因此通过本发明可以了解 不同污染物浓度对废水可生化性的影响。
2.可以了解废水可生化性差的原因：
通过废水ROC-浓度曲线可以了解废水可生化性差的原因。图2为三类不 同废水在不同稀释倍数下相对耗氧量ROC30的变化曲线。从曲线中可以看出I 类废水各点相对耗氧量ROC30>1，ROC30值随着基质浓度的增加而增大，I类 废水属于无毒易生化废水。II类废水在高稀释倍数的条件下，水样中基质浓度 很低，此时ROC30>1，体现出废水具有一定的可生化性，随着稀释倍数的降低 和基质浓度的提高，ROC30<1并随着浓度的增加而下降，说明随着稀释倍数的 减少和浓度的提高，废水中有毒物质对微生物的抑制作用越来越明显，因此II 类废水属于有毒可生化废水(低浓度可生化，高浓度有毒)，这类废水只要去除 有毒物质就可以进行生物处理。III类废水相对耗氧量ROC30值始终<1，ROC30 随着基质浓度的增加而减少，说明浓度高时体现出毒性抑制，低浓度时生化呼 吸量小于内源呼吸量，体现出废水的难降解性，因此III类废水属于有毒难生化 降解废水。
3、测定方法简单、快捷：
本发明所需要的仪器设备简单，都是实验室中常见设备，使用方便。同时 测定时间很短，可以根据水质变化情况随时进行多次测定。由相对耗氧量ROC30 可以判定废水的可生化性，通过ROC30-C曲线的测定可以了解废水浓度对可生 化性的影响，测定方法简单快捷，避免了BOD5指标费时费力、误差大的局限 性。
