李曉明

（深圳市環(huán)境工程科學(xué)技術(shù)中心有限公司 廣東深圳 518000）

引言

隨著工業(yè)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)污水的排放造成了日益嚴(yán)重的環(huán)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(zhì)。磷化氫主要來源于半導(dǎo)體制造等工業(yè)，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(shù)的應(yīng)用，則可以有效提高對磷化氫的處理效率。生物凈化技術(shù)有著工藝簡單，處理成本低的優(yōu)點，其在磷化氫處理方面有這重要的應(yīng)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(yǎng)液進(jìn)行稀釋，并將其轉(zhuǎn)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(jìn)行馴化培養(yǎng)。馴化培養(yǎng)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(yǎng)液各成分組成如表1所示。

表1 培養(yǎng)液組成成分

培養(yǎng)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(diào)節(jié)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(zhì)的影響，本文設(shè)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(xué)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(jié)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(jìn)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(jù)實驗測到的磷化氫的轉(zhuǎn)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(zhì)的影響

從測試結(jié)果看，隨著通入氧氣濃度的增加，磷化氫的轉(zhuǎn)化率也呈現(xiàn)增長的趨勢。氧氣的增加，可以更多的促進(jìn)磷化氫的氧化反應(yīng)，從而能夠有利于提高磷化氫的轉(zhuǎn)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(jìn)磷化氫轉(zhuǎn)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(zhì)的生物降解性質(zhì)有著決定性的影響。而微生物的活性，有很大程度取決于環(huán)境的PH值。本文也研究了不同PH值對磷化氫生物降解性質(zhì)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(zhì)的影響

從測試結(jié)果看，隨著PH的數(shù)值增加，體系磷化氫生物降解有著更明顯的作用。但是，當(dāng)體系PH增長到8.0，也就是體系轉(zhuǎn)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(huán)境下，微生物的活性有著很大的不同。在酸性環(huán)境下，微生物的活性更高，這是因為其體內(nèi)很多物質(zhì)都處于酸性環(huán)境，酸性環(huán)境也有利于微生物的生長。而在堿性環(huán)境下，微生物生長困難，從而嚴(yán)重降低了微生物對磷化氫的降解性質(zhì)。

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(guān)酶的作用至關(guān)重要。而酶的催化活性又與溫度有著直接的聯(lián)系。為了研究溫度對磷化氫生物降解的影響，本文設(shè)置了對比實驗，分為研究了25℃、40℃、60℃、80℃和100℃環(huán)境下，活性污泥體系中的磷化氫生物降解性質(zhì)，其結(jié)果如表5所示。

表5 不同溫度對磷化氫生物降解性質(zhì)的影響

從測試結(jié)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(dāng)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(nèi)，溫度的升高有利于提高相關(guān)酶的活性，促進(jìn)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(zhì)。但是，當(dāng)溫度超過80℃后，由于溫度過高，一些酶的結(jié)構(gòu)被破壞，微生物的生長反而受到限制，從而導(dǎo)致體系對磷化氫生物降解效率降低。

結(jié)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(jié)果表明：

（1）隨著通入氧氣濃度的增加，磷化氫的轉(zhuǎn)化率也呈現(xiàn)增長的趨勢。氧氣的增加，可以更多的促進(jìn)磷化氫的氧化反應(yīng)，從而能夠有利于提高磷化氫的轉(zhuǎn)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(jìn)磷化氫轉(zhuǎn)化率的提高。

（2）隨著PH的數(shù)值增加，也就是體系從酸性環(huán)境向堿性環(huán)境轉(zhuǎn)變，體系對磷化氫生物降解性質(zhì)先增加，后降低。當(dāng)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(dāng)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(guān)酶的活性，促進(jìn)其催化性能的提高。但是，溫度過高，一些酶的結(jié)構(gòu)被破壞。