基于共代謝原理改善TNT炸藥廢水的可生化性

摘　要：為改善TNT炸藥廢水的可生化性，以某實際TNT炸藥廢水為例，用水質(zhì)指標評價法和生化模型試驗法評價了其可生化性，研究了向廢水中添加葡萄糖或與制糖等工業(yè)廢水混合改善其可生化性。結(jié)果表明，原廢水可生化性較差，并且隨TNT濃度的增加，可生化性不斷降低。向TNT廢水中添加葡萄糖或制糖等食品工業(yè)廢水后，可顯著改善TNT的可生化性，使TNT廢水的生物處理成為可能。

引　言

彈藥裝藥工業(yè)廢水中的TNT、DNT和RDX具有生物毒性，甚至致癌性。然而，這些污染物化學性質(zhì)穩(wěn)定，很難被一般的微生物降解，因而一般工程應(yīng)用與研究中多采用活性炭吸附等物化技術(shù)，但存在流程長、工藝復雜、效率低及費用高等缺點。因此，尋找對該類廢水高效低耗的生物處理技術(shù)的研究具有重要意義。

實際的TNT廢水，不僅其中TNT難降解，而且其可生化性較低，制約著生物處理技術(shù)作用功效的發(fā)揮。根據(jù)環(huán)境工程微生物學原理，可從兩方面著手改善該類廢水生物處理技術(shù)的作用功效：一種是篩選和分離專屬微生物；另一種則是通過一定的措施改善廢水的可生化性，以確保其為普通微生物所利用。通常條件下，后者更容易實現(xiàn)。然而，目前的研究多集中于尋找TNT降解的高效微生物。

本實驗在水質(zhì)指標評價法與生化模型試驗法研究TNT廢水生化性的基礎(chǔ)上，基于基質(zhì)共代謝的思想，研究了用生活污水或工業(yè)廢水改善TNT廢水的可生化性，以期為實現(xiàn)TNT廢水的生物處理提供參考。

1　實　驗

1.1　主要儀器和試劑

主要儀器和設(shè)備有：870型直讀式五日生化需氧量(BOD5)測定儀，江蘇江分電分析儀器有限公司；LRH2150型生化培養(yǎng)箱，廣東省醫(yī)療器械廠；XSP215型生物顯微鏡，江南光電(集團)股份有限公司；PHS23C型酸度計，上海雷磁儀器廠。試劑主要有：磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀及磷酸氫鈉等，均為分析純。

1.2　分析技術(shù)

采用國家標準(GB/T13903295)分光光度法測定廢水中TNT濃度。采用重鉻酸鉀容量法測定化學需氧量(COD)。

1.3　實驗廢水

工業(yè)生產(chǎn)廢水取自陜西省某工廠，TNT的質(zhì)量濃度為34.3mg/L，COD值約為500mg/L。通過向原廢水中添加分析純TNT，得到高濃度的TNT廢水。

1.4　實驗步驟與過程

1.4.1　生化性的測定

(1)污泥培養(yǎng)

將采集于西安北石橋污水凈化中心氧化溝中的活性污泥(200mL)放置于700mL的生活污水(采集于西北工業(yè)大學某下水道)中，調(diào)pH值為7.0～7.5，在室溫條件下，連續(xù)曝氣進行微生物的培養(yǎng)。培養(yǎng)過程中，隔1d倒出上層清液，適量加入葡萄糖、磷酸氫二鉀等，并不定時地觀測其中生物相。約10d后，觀察出現(xiàn)大量菌膠團、原生動物和后生動物。測定結(jié)果表明，污泥的沉降比為30%左右，污泥的質(zhì)量濃度為2.0～3.0g/L，污泥指數(shù)為100mL/g左右，污泥具有較好活性，表明活性污泥培養(yǎng)成熟。

(2)污泥馴化

當污泥培養(yǎng)成熟后，將曝氣瓶中上清液倒出，用原TNT廢水馴化，并加入一定比例的生活污水。馴化14d后，生物相活躍，可以觀察到枝角類、線蟲、輪蟲、鐘蟲、殼吸管蟲、變形蟲、板殼蟲等，其中大量出現(xiàn)一種體積很小的白色圓形蟲，旋轉(zhuǎn)游動，推測為白腐菌。經(jīng)測定各污泥指標正常，生物生長、繁殖未出現(xiàn)異常現(xiàn)象，COD均有較好的去除效果，污泥馴化完成。

(3)BOD5的測定

本實驗采用壓差測定法測定BOD5，為檢查儀器的性能，用葡萄糖2谷氨酸標準樣品進行BOD5平行實驗。培養(yǎng)箱溫度設(shè)定為20℃，通過NaOH溶液和H2SO4將水樣的pH調(diào)節(jié)至6.7～7.5。根據(jù)表1配方，裝瓶完成后，進行培養(yǎng)，5d后取出。

(4)CODB/COD和TNT去除率的測定

生化模型試驗法的主要步驟如下：在敞開式系統(tǒng)中曝氣，測定不同時間的COD去除量；待COD值穩(wěn)定后，測定其去除量(CODB)；在100mL污泥中加入500mLTNT廢水。

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