废水生物处理过程中,溶解性微生物产物(SMP)在出水COD中普遍存在并占很大比例。SMP的产生影响废水生物处理的出水达标排放、限制出水水质指标下限、影响后处理工艺的选择和性能以及处理过的废水对环境的最终影响。SMP还是影响废水回用和饮用水处理的关键因素,因为SMP的有些组分比进水组分毒性更大,它们还是三卤代甲烷(THM)和其它消毒副产物的前体,可在活性碳上竞争吸附,并使供水系统产生微生物繁殖等。因此,对废水生物处理过程中SMP的形成机理进行研究,对于废水生物处理工艺的设计、操作和后处理方法的选择,以及环保部门对于废水排放标准的制订具有指导性意义。本课题的目标是系统考察各种因素对好氧生物处理过程中SMP形成的影响,并对各种条件下产生的SMP的分子量和组成进行表征。同时对SMP的两个组成部分UAP和BAP分别进行鉴别与分析,在此基础上对SMP的形成机理进行深入的探讨。
在序批式生物反应器(SBR)、完全混合式反应器(CSTR)和生物接触氧化反应器(BCOR)三种不同类型反应器中,考察了各种操作参数及有毒物质对出水中SMP的量、分子量分布及组成的影响。在三种反应器中,苯酚底物的SMP产率比葡萄糖高。在SBR和CSTR中,SMP值均与底物TOC值呈线性关系,分子量呈双峰分布;在BCOR中,SMP值与底物TOC值呈指数关系,分子量分布呈单峰分布。在SBR中,温度对组成中的多聚糖浓度有显著影响。在CSTR中,温度对蛋白质浓度有显著影响;水力停留时间对蛋白质浓度和多聚糖浓度有显著影响;污泥停留时间对多聚糖浓度有显著影响。在SBR和CSTR中,存在最佳污泥停留时间使SMP的量最少;在BCOR中,随着水力停留时间增加SMP量逐渐减少;多聚糖浓度与水力停留时间相关。在三种反应器中,SMP的量均与三种毒物浓度呈指数关系。在SBR中,三种毒物浓度均与DNA浓度相关;在CSTR中,三种毒物浓度均与多聚糖浓度、蛋白质浓度相关;在BCOR中,多聚糖浓度均与三种毒物浓度相关。