活性污泥体系中磷化氢生物降解特性浅析

2018-08-08李晓明

资源节约与环保 2018年7期

李晓明

（深圳市环境工程科学技术中心有限公司广东深圳 518000）

引言

随着工业的蓬勃发展，工业污水的排放造成了日益严重的环境污染问题，很多土壤或者水资源中都检测出了磷化氢物质。磷化氢主要来源于半导体制造等工业，有着很大的毒性和致癌性。对于磷化氢的治理，主要有干法和湿法两种手段。其中，干法主要包括燃烧法和吸附法，而湿法主要有过氧化氢法、高锰酸钾法和次氯酸钠法等。但是，这些方法大多具有处理成本高，不适合大面积治理等缺点。而生物净化技术的应用，则可以有效提高对磷化氢的处理效率。生物净化技术有着工艺简单，处理成本低的优点，其在磷化氢处理方面有这重要的应用价值。

1 活性污泥体系中磷化氢生物降解的材料与方法

1.1 实验材料

原污泥（城市污水处理厂）的处理方法为，将活性污泥静置半个小时，并除掉上层清液。之后，将100g的底泥作为接种物，并用酸碱值为7.0的培养液进行稀释，并将其转移到三角瓶中，体积控制在2L。之后，试样放置在25℃的恒温水浴中进行驯化培养。驯化培养12小时后，开始通入磷化氢与空气。磷化氢气体购自本地气体公司，其对活性污泥的驯化过程如刘树根的方法所示。

培养液各成分组成如表1所示。

表1 培养液组成成分

培养液的各种成分通过去离子水配制成混合液，体积控制在1L。之后，再利用5mol/L的氢氧化钠溶液将酸碱度调节到7.0。通过灭菌后，可以用于实验。

1.2 实验方法

为了测定不同影响因素对活性污泥法对磷化氢气体生物降解性质的影响，本文设置了对比实验，其具体实验条件如表2所示：

表2 不同对比实验条件

1.3 测试方法

微生物的生长情况利用分光光度计测试收集菌液的吸光度，测定波长为600nm。活性污泥体系的酸碱度利用PH（上海恒商科技仪器有限公司）计测量。PH3的含量利用硫磷分析仪（湖北化学研究所）检测。体系SOD酶的测定过程如刘树根的方法所示。

2 结果与影响因素分析

2.1 氧气对磷化氢生物降解的影响

磷化氢本身具有一定的还原性，因而空气中的氧气可以在一定程度上促进磷化氢的生物降解。为了测定氧气对磷化氢生物降解的影响，向试样中通入不同体积的氧气，其体积分别为0、10、20、40、60 mL。根据实验测到的磷化氢的转化率如表3所示。

表3 不同氧气浓度对磷化氢生物降解性质的影响

从测试结果看，随着通入氧气浓度的增加，磷化氢的转化率也呈现增长的趋势。氧气的增加，可以更多的促进磷化氢的氧化反应，从而能够有利于提高磷化氢的转化率。同时，更为重要的是，氧气的增加，可以有效提高其中的微生物的活性，从而能够提高他们的生物降解效率，促进磷化氢转化率的提高。

2.2 PH对磷化氢生物降解的影响

在活性污泥法中，微生物的活性对有毒物质的生物降解性质有着决定性的影响。而微生物的活性，有很大程度取决于环境的PH值。本文也研究了不同PH值对磷化氢生物降解性质的影响，其中，PH 值分别控制在 6.0、6.5、7.0、7.5、8.0。表 4 列出了不同PH对磷化氢生物降解的影响。

表4 不同PH对磷化氢生物降解性质的影响

从测试结果看，随着PH的数值增加，体系磷化氢生物降解有着更明显的作用。但是，当体系PH增长到8.0，也就是体系转为碱性时，体系对磷化氢的生物降解作用明显下降。分析其原因，主要在于在不同酸碱环境下，微生物的活性有着很大的不同。在酸性环境下，微生物的活性更高，这是因为其体内很多物质都处于酸性环境，酸性环境也有利于微生物的生长。而在碱性环境下，微生物生长困难，从而严重降低了微生物对磷化氢的降解性质。

2.3 温度对磷化氢生物降解的影响

在活性污泥体系中，微生物对磷化氢的降解过程中，相关酶的作用至关重要。而酶的催化活性又与温度有着直接的联系。为了研究温度对磷化氢生物降解的影响，本文设置了对比实验，分为研究了25℃、40℃、60℃、80℃和100℃环境下，活性污泥体系中的磷化氢生物降解性质，其结果如表5所示。

表5 不同温度对磷化氢生物降解性质的影响

从测试结果可以看出，随着温度的升高，活性污泥体系对磷化氢的生物降解效率先增加后降低。当温度为60℃时，体系对磷化氢生物降解的效率最高。分析其原因，主要是因为在一定的温度范围内，温度的升高有利于提高相关酶的活性，促进其催化性能，微生物的生长更快，从而提高了其对磷化氢的生物降解性质。但是，当温度超过80℃后，由于温度过高，一些酶的结构被破坏，微生物的生长反而受到限制，从而导致体系对磷化氢生物降解效率降低。