評估涂裝廢水的生物降解性是決定其處理工藝路線(特別是能否采用經(jīng)濟(jì)且效率高的生物處理技術(shù))的關(guān)鍵步驟。涂裝廢水成分復(fù)雜,常含有難降解的樹脂、溶劑、添加劑等,盲目采用生化處理可能導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。以下是系統(tǒng)性的評估方法:
一、核心評估指標(biāo)與方法
BOD?/COD 比值法 (生化需氧量/化學(xué)需氧量)
原理:BOD?(5天生化需氧量)反映廢水中可被微生物降解的有機物含量,COD(化學(xué)需氧量)反映總有機物含量。BOD?/COD 比值是判斷生物降解性的常用、直觀指標(biāo)。
評估標(biāo)準(zhǔn):
> 0.4:易生物降解??芍苯硬捎贸R?guī)生物處理(如活性污泥法)。
0.2 ~ 0.4:可生物降解??梢圆捎蒙锾幚恚赡苄枰^長的水力停留時間(HRT)、優(yōu)化運行條件或進(jìn)行適當(dāng)預(yù)處理(如水解酸化)以提高可生化性。
< 0.2:難生物降解或不可生物降解。直接生物處理效果差,必須進(jìn)行強氧化預(yù)處理(如Fenton、臭氧、電化學(xué)氧化、光催化氧化等)將大分子、有毒有機物分解為小分子、易降解物質(zhì)后,才能進(jìn)入生化系統(tǒng)。
操作:采集代表性廢水樣品,分別測定其BOD?和COD值,計算比值。
呼吸計量法 (Respirometry)
原理:通過測量微生物在降解廢水過程中消耗的氧氣速率或產(chǎn)生的二氧化碳量,來評估其降解速率和程度。比BOD?/COD更精確,能反映降解動力學(xué)。
方法:
耗氧速率 (OUR) 測試:將廢水與活性污泥混合,在密閉反應(yīng)器中監(jiān)測溶解氧(DO)的下降速率。初始OUR高且持續(xù)下降,表明可生化性好。
標(biāo)準(zhǔn)呼吸計測試 (如STOUR):更標(biāo)準(zhǔn)化的測試,可計算出理論zui大耗氧量,并與實際耗氧量比較,得出可生化性指數(shù)。
優(yōu)勢:不僅能判斷“能否降解”,還能判斷“降解多快”,對設(shè)計生化系統(tǒng)更有指導(dǎo)意義。
毒性測試 (Toxicity Test)
重要性:即使BOD?/COD比值尚可,廢水中可能含有對微生物有毒害或抑制作用的物質(zhì)(如高濃度溶劑、重金屬、殺菌劑),導(dǎo)致生化系統(tǒng)失效。
方法:
抑制性BOD測試:對比廢水對活性污泥BOD去除率的抑制程度。將廢水按不同比例稀釋后,與活性污泥混合測BOD,若去除率顯著低于對照組(如生活污水),則存在抑制性。
發(fā)光菌毒性測試 (如費氏弧菌):快速、靈敏。通過測量廢水對發(fā)光菌發(fā)光強度的抑制率來評估急性毒性。
種子發(fā)芽/生長抑制實驗:用廢水澆灌種子(如白菜、黃瓜),觀察發(fā)芽率和根長抑制情況,評估生態(tài)毒性。
評估:若存在顯著毒性,必須進(jìn)行預(yù)處理(如吸附、深度氧化、稀釋)去除或降低毒性后,才能進(jìn)行生化處理。
二、輔助評估手段
水質(zhì)特征分析
pH值:極端pH(過酸或過堿)會抑制微生物活性。涂裝廢水pH可能波動大,需中和。
可溶性有機碳 (DOC) / 溶解性COD (SCOD):分析溶解態(tài)有機物比例,懸浮物過多會影響測試準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵污染物識別:通過GC-MS、LC-MS等手段分析廢水中主要有機物成分(如苯系物、醇類、酯類、特定樹脂單體)。已知難降解或有毒的物質(zhì)(如某些鹵代烴、苯酚類)含量高,則生物降解性差。
水解酸化預(yù)處理試驗
目的:對于BOD?/COD在0.2-0.4之間或略低于0.2的廢水,可通過小試驗證水解酸化預(yù)處理是否能提高可生化性。
方法:將廢水在厭氧條件下(水解酸化池)停留一段時間(如6-24小時),然后再次測定BOD?/COD比值。若比值提高(例如從0.15升至0.3以上),則說明水解酸化有效,后續(xù)可接好氧生化處理。
三、評估流程建議
采樣與均質(zhì):采集具有代表性的混合廢水樣,充分混勻。
初步篩查:測定pH、COD、BOD?,計算BOD?/COD比值。
毒性評估:進(jìn)行簡單的抑制性BOD或發(fā)光菌毒性測試。
綜合判斷與決策:
若 BOD?/COD > 0.4 且無顯著毒性 → 可直接采用生物處理。
若 BOD?/COD 0.2-0.4 且無顯著毒性 → 可采用生物處理,建議進(jìn)行呼吸計量或小試優(yōu)化參數(shù)。
若 BOD?/COD < 0.2 或 存在顯著毒性 → 必須進(jìn)行預(yù)處理。選擇深度氧化或吸附等方法進(jìn)行小試,處理后再測BOD?/COD和毒性,確認(rèn)可生化性提高后,再進(jìn)入生化系統(tǒng)。
中試驗證:對于大型或成分復(fù)雜的項目,在確定工藝路線前,建議進(jìn)行中試,以驗證評估結(jié)果和工藝設(shè)計的可靠性。
總結(jié):評估涂裝廢水生物降解性是一個多指標(biāo)、多方法結(jié)合的過程。BOD?/COD比值是基礎(chǔ),呼吸計量提供動力學(xué)信息,毒性測試是安全底線。只有通過系統(tǒng)評估,才能科學(xué)決策,避免因誤判導(dǎo)致處理失敗或投資浪費。

