活性污泥體系中磷化氫生物降解特性淺析

李曉明

（深圳市環境工程科學技術中心有限公司 廣東深圳 518000）

引言

隨著工業的蓬勃發展，工業污水的排放造成了日益嚴重的環境污染問題，很多土壤或者水資源中都檢測出了磷化氫物質。磷化氫主要來源于半導體制造等工業，有著很大的毒性和致癌性。對于磷化氫的治理，主要有干法和濕法兩種手段。其中，干法主要包括燃燒法和吸附法，而濕法主要有過氧化氫法、高錳酸鉀法和次氯酸鈉法等。但是，這些方法大多具有處理成本高，不適合大面積治理等缺點。而生物凈化技術的應用，則可以有效提高對磷化氫的處理效率。生物凈化技術有著工藝簡單，處理成本低的優點，其在磷化氫處理方面有這重要的應用價值。

1 活性污泥體系中磷化氫生物降解的材料與方法

1.1 實驗材料

原污泥（城市污水處理廠）的處理方法為，將活性污泥靜置半個小時，并除掉上層清液。之后，將100g的底泥作為接種物，并用酸堿值為7.0的培養液進行稀釋，并將其轉移到三角瓶中，體積控制在2L。之后，試樣放置在25℃的恒溫水浴中進行馴化培養。馴化培養12小時后，開始通入磷化氫與空氣。磷化氫氣體購自本地氣體公司，其對活性污泥的馴化過程如劉樹根的方法所示。

培養液各成分組成如表1所示。

表1 培養液組成成分

培養液的各種成分通過去離子水配制成混合液，體積控制在1L。之后，再利用5mol/L的氫氧化鈉溶液將酸堿度調節到7.0。通過滅菌后，可以用于實驗。

1.2 實驗方法

為了測定不同影響因素對活性污泥法對磷化氫氣體生物降解性質的影響，本文設置了對比實驗，其具體實驗條件如表2所示：

表2 不同對比實驗條件

1.3 測試方法

微生物的生長情況利用分光光度計測試收集菌液的吸光度，測定波長為600nm。活性污泥體系的酸堿度利用PH（上海恒商科技儀器有限公司）計測量。PH3的含量利用硫磷分析儀（湖北化學研究所）檢測。體系SOD酶的測定過程如劉樹根的方法所示。

2 結果與影響因素分析

2.1 氧氣對磷化氫生物降解的影響

磷化氫本身具有一定的還原性，因而空氣中的氧氣可以在一定程度上促進磷化氫的生物降解。為了測定氧氣對磷化氫生物降解的影響，向試樣中通入不同體積的氧氣，其體積分別為0、10、20、40、60 mL。根據實驗測到的磷化氫的轉化率如表3所示。

表3 不同氧氣濃度對磷化氫生物降解性質的影響

從測試結果看，隨著通入氧氣濃度的增加，磷化氫的轉化率也呈現增長的趨勢。氧氣的增加，可以更多的促進磷化氫的氧化反應，從而能夠有利于提高磷化氫的轉化率。同時，更為重要的是，氧氣的增加，可以有效提高其中的微生物的活性，從而能夠提高他們的生物降解效率，促進磷化氫轉化率的提高。

2.2 PH對磷化氫生物降解的影響

在活性污泥法中，微生物的活性對有毒物質的生物降解性質有著決定性的影響。而微生物的活性，有很大程度取決于環境的PH值。本文也研究了不同PH值對磷化氫生物降解性質的影響，其中，PH 值分別控制在 6.0、6.5、7.0、7.5、8.0。表 4 列出了不同PH對磷化氫生物降解的影響。

表4 不同PH對磷化氫生物降解性質的影響

從測試結果看，隨著PH的數值增加，體系磷化氫生物降解有著更明顯的作用。但是，當體系PH增長到8.0，也就是體系轉為堿性時，體系對磷化氫的生物降解作用明顯下降。分析其原因，主要在于在不同酸堿環境下，微生物的活性有著很大的不同。在酸性環境下，微生物的活性更高，這是因為其體內很多物質都處于酸性環境，酸性環境也有利于微生物的生長。而在堿性環境下，微生物生長困難，從而嚴重降低了微生物對磷化氫的降解性質。

2.3 溫度對磷化氫生物降解的影響

在活性污泥體系中，微生物對磷化氫的降解過程中，相關酶的作用至關重要。而酶的催化活性又與溫度有著直接的聯系。為了研究溫度對磷化氫生物降解的影響，本文設置了對比實驗，分為研究了25℃、40℃、60℃、80℃和100℃環境下，活性污泥體系中的磷化氫生物降解性質，其結果如表5所示。

表5 不同溫度對磷化氫生物降解性質的影響

從測試結果可以看出，隨著溫度的升高，活性污泥體系對磷化氫的生物降解效率先增加后降低。當溫度為60℃時，體系對磷化氫生物降解的效率最高。分析其原因，主要是因為在一定的溫度范圍內，溫度的升高有利于提高相關酶的活性，促進其催化性能，微生物的生長更快，從而提高了其對磷化氫的生物降解性質。但是，當溫度超過80℃后，由于溫度過高，一些酶的結構被破壞，微生物的生長反而受到限制，從而導致體系對磷化氫生物降解效率降低。

結語

本文主要研究了不同影響因素對活性污泥體系對磷化氫生物降解特性的影響，研究結果表明：

（1）隨著通入氧氣濃度的增加，磷化氫的轉化率也呈現增長的趨勢。氧氣的增加，可以更多的促進磷化氫的氧化反應，從而能夠有利于提高磷化氫的轉化率。同時，更為重要的是，氧氣的增加，可以有效提高其中的微生物的活性，從而能夠提高他們的生物降解效率，促進磷化氫轉化率的提高。

（2）隨著PH的數值增加，也就是體系從酸性環境向堿性環境轉變，體系對磷化氫生物降解性質先增加，后降低。當PH為7.0時，體系磷化氫生物降解有著更明顯的作用。

（3）隨著溫度的升高，活性污泥體系對磷化氫的生物降解效率先增加厚降低。其中，當溫度為60℃時，體系對磷化氫生物降解的效率最高在一定的溫度范圍捏，溫度的升高有利于提高相關酶的活性，促進其催化性能的提高。但是，溫度過高，一些酶的結構被破壞。