煤化工有機(jī)廢水處理一直是化工廢水處理的一個難點，其特點主要表現(xiàn)在有機(jī)成分復(fù)雜、對微生物毒性強(qiáng)、降解難度大。現(xiàn)今，煤化工企業(yè)多采用有機(jī)溶劑提取回收、深度氧化、物理吸附等手段進(jìn)行預(yù)處理后，再進(jìn)入生化水處理系統(tǒng)，但生化處理后的外排廢水水質(zhì)不穩(wěn)定，未達(dá)標(biāo)的情況依然存在。由此可見，提前判斷有機(jī)廢水的生化性能對提高廢水的出水效率及出水質(zhì)量有著重要的意義。

1、煤化工廢水可生化性

廢水的可生化性也稱廢水的生物可降解性，即廢水中有機(jī)污染物被生物降解的難易程度，是廢水的重要特性之一。廢水可生化性存在差異的主要原因在于所含有機(jī)物的種類不同，其一般可分為３大類：Ⅰ類為易被微生物分解的小分子有機(jī)物；Ⅱ類為不易被微生物降解的雜環(huán)、苯環(huán)等結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的大分子有機(jī)物；Ⅲ為抑制微生物生長及有抗菌作用的醇類、酚類。故對于廢水的可生化性能，可以通過水質(zhì)的生化指標(biāo)來判斷，如BOD５、CODCr、TOC等。也可通過分析廢水中有機(jī)物的理化性質(zhì)間接判斷，如UV２５４紫外分光光度法以及GC-MS法等。但最接近工藝生化過程的是反應(yīng)微生物生長情況的生化實驗法，如模擬生化實驗法、微生物生理指標(biāo)法。

本文對最為常用的B／C判斷法、GC-MS法以及模擬生化實驗法進(jìn)行比較，探討了各種方法的優(yōu)缺點、適用領(lǐng)域等，為合理分析煤化工有機(jī)廢水的可生化性提供參考。

2、可生化性評價方法

2. 1 B／C判斷法

BOD５／CODCr比值法最經(jīng)典，也是目前最為常用的一種評價廢水可生化性的水質(zhì)常規(guī)理化指標(biāo)評價方法。BOD是生化需氧量的簡稱，是表示水中需氧有機(jī)物含量的一個綜合指標(biāo)，通常在規(guī)定條件下，將水樣在２０℃的暗處培養(yǎng)５d，計為BOD５（５d生化需氧量），表示水中可生物降解有機(jī)物。CODCr是指利用化學(xué)氧化劑（K２Cr２O７）徹底氧化廢水中有機(jī)污染物過程中所消耗氧的量，通常將CODCr代表廢水中有機(jī)污染物的總量。一般考慮廢水的B／C，如果在０.３以上，認(rèn)為可生物處理；如果低于０.２，基本可不用考慮生化處理；在０.２～０.３之間時，嘗試如何提高B／C，如水解酸化、高級氧化等。用此比值評價廢水的可生化性，盡管方法簡單可行，但比較粗略，是一種常規(guī)式的判斷。在特殊情況下，會出現(xiàn)有的B／C比值低，但生物處理效果良好，或者有的B／C比值高，但生化處理不理想的現(xiàn)象。這是因為BOD５和COD之間存在以下關(guān)系：

式中，CODNB代表了不能被生物降解的無機(jī)鹽如硫化物、硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞鐵離子等，CODB代表能被微生物降解的有機(jī)物質(zhì)，a表示CODNB，b表示CODB／BOD５。

可見，BOD５和COD不是單純的比例線性關(guān)系，且CODB／BOD５的比值系數(shù)b受水體溫度、pH值、水中含氧量以及水體中有機(jī)化合物成分差異的影響，不同環(huán)境條件以及不同的水體都會產(chǎn)生較大差異，用單一的比值對水體的可生化性能進(jìn)行判斷的做法顯然是不全面的。

2.2 GC-MS法

通過分析廢水中有機(jī)物的組成來推斷其可生化性能是一種具有追根溯源意義的方法。分析測定廢水中有機(jī)物的種類、含量和轉(zhuǎn)化規(guī)律，對改善生化法、處理煤化工有機(jī)廢水具有理論指導(dǎo)作用。水中有機(jī)物一般可分為揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）以及半揮發(fā)性有機(jī)物（S-VOC），常用的方法有GC、LC、GC-MS、LC-MS等。其中GC-MS靈敏度高、定性鑒別能力強(qiáng)，能滿足快速分析復(fù)雜組分有機(jī)化合物的要求，是分析水中有機(jī)物組成的首選方法。呂曉立等利用GC-MS對某石油化工污染場地地下水進(jìn)行分析，結(jié)果表明，檢出的揮發(fā)性有機(jī)物共３大類２７種，其中氯代苯類為主要污染源。岳巖等考察了石化污水處理廠“水解酸化厭氧處理好氧處理”工藝的各單元出水中有機(jī)污染物的變化情況，結(jié)果見表１和表２，從中可以看出COD檢測值與GC-MS檢測結(jié)果成對應(yīng)關(guān)系：水中有機(jī)物的組分越復(fù)雜、含量越多，COD值越高，可生化性差。同時，GC-MS結(jié)果還顯示醛、醇、酯、胺、酚類等在好氧單元出水中去除率高，可生化性高；而雜環(huán)類化合物處理難度較大，可生化性低。

大量的實驗研究及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)表明，GC-MS在水質(zhì)有機(jī)物的分析中扮演著越來越重要的角色。借用GC-MS檢測手段，結(jié)合工藝實驗，對優(yōu)選水處理工藝方案有十分重要的指導(dǎo)作用。但由于GC-MS儀器成本高，同時樣品前處理復(fù)雜，要求檢測人員對圖譜具有一定判別、分析的能力。故現(xiàn)階段普及度不高，多作為研究水中有機(jī)物對其生化性能影響的科研手段或用作前期工藝方案的篩選及評價?？傔M(jìn)水及各處理單元出水中有機(jī)物的種類及含量見表１。

2.3 模擬生化實驗法

模擬生化實驗法指在實驗室內(nèi)模擬生化反應(yīng)環(huán)境，用目標(biāo)廢水進(jìn)行生化培養(yǎng)實驗。根據(jù)模擬過程，可以大致分為培養(yǎng)液測定法和模擬生化反應(yīng)器法。

培養(yǎng)液測定法是模擬環(huán)境因素對生化處理能力影響的方法。測定培養(yǎng)環(huán)境的溫度、pH值、水中營養(yǎng)物質(zhì)的多少以及微生物的種群情況都將直接影響生化的效率。模擬生化反應(yīng)器法是借用曝氣池、厭氧反應(yīng)器等，作為微生物生長的媒介及場所，通過實驗過程獲得MLSS濃度、溫度、DO、F／M比等各種因素對生物處理的影響，從而預(yù)測廢水處理設(shè)施的去除效果。楊春、呂錫武等人在折流板厭氧反應(yīng)器工藝（ABR）處理生活污水的實驗中發(fā)現(xiàn)，在反應(yīng)器啟動穩(wěn)定后，微生物的種類得到優(yōu)化，有機(jī)生化效率得到提高。

模擬實驗法的優(yōu)勢在于生化反應(yīng)條件接近實際值，相當(dāng)于實際處理工藝的小試研究。實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種情況都可能在實驗中體現(xiàn)出來，既避免了其他判定方法在實驗中出現(xiàn)的誤差，也可以通過實驗調(diào)試改變部分環(huán)境條件，從而降低后期實際生產(chǎn)中的風(fēng)險。因此，模擬實驗法與培養(yǎng)液測定法相比，能夠更準(zhǔn)確地說明廢水生物處理的可行性。但正是由于該種判定方法針對性過強(qiáng)，各種廢水間的測定結(jié)果沒有可比性，因此不容易形成一套系統(tǒng)的理論，而且小試過程的判定結(jié)果在實際放大過程中也可能造成一定的誤差。

3、可生化性評價方法對比分析

B／C判斷法、GC-MS法、模擬生化實驗法分別通過水質(zhì)常規(guī)檢測指標(biāo)、水中難生化有機(jī)物種類及含量、模擬環(huán)境下的微生物生長狀況這３方面來分析污水的可生化性能。３種代表性方法的優(yōu)缺點及適用領(lǐng)域、判定方法的對比見表３。

4、結(jié)語

綜上所述，B／C判斷法是一種常規(guī)的經(jīng)典判定方法，但隨著煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和環(huán)保的要求不斷提升，面對生化性能不理想、出水質(zhì)量不穩(wěn)定的問題時，可通過GC-MS等手段分析污水中的有機(jī)物組成，從而對工藝的產(chǎn)污環(huán)節(jié)進(jìn)行控制或優(yōu)化。同時進(jìn)行模擬實驗，考察環(huán)境因素對生化環(huán)節(jié)的影響，調(diào)整生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的相關(guān)因素，形成快速判斷、源頭分析、效果優(yōu)化的全面水生化性能評價方法。（來源：中國五環(huán)工程有限公司）