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有机化合物的化学结构与生物降解性的关系

有机化合物的化学结构与生物降解性的关系 绿创环境
2016-03-03
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导读:1烃类化合物烃类化合物包括脂肪烃、芳香烃、烯烃、炔烃等。对于烃类化合物来说,由于其C-H键比较牢固,因此BO


1烃类化合物

   烃类化合物包括脂肪烃、芳香烃、烯烃、炔烃等。对于烃类化合物来说,由于其C-H键比较牢固,因此BOD和COD值均较低,生物可降解性较差,介于生物可降解性与不可降解性之间。一般而言,长碳链的烃类化合物比短碳链的化合物易于降解。例如,长碳链的石油烃可以用来制备石油蛋白,苯环上有甲基等集团要比没有集团的苯容易降解,因为在这种情况下,生物降解可以不从苯环开始,而先从甲基开始降解为苯甲酸,再有苯甲酸降解,这样生物降解就容易多了。大部分烃类对对微生物毒性较小,只是在高浓度时,由于水中的油污将活性污泥包结起来,影响微生物的呼吸才会阻碍生化反应的进行。

    在分子中引入双键、三键会增加生物降解的难度,以脂肪烃而言,其生物可降解的次序为烷烃>烯烃>炔烃,到炔烃时已基本难以生物降解,并且其毒性也会增加。

    从烃类化合物的碳架而言,具有伯碳原子的化合物比具有仲碳原子的化合物容易生物降解,叔碳原子、季碳原子的化合物更难生物降解,到季碳原子化合物已基本不可生物降解。

    上述这些原因不但是烃类的特征,也是其他类别化合物降解类别特征。例如,丙醇BOD/COD为0.625,而丙炔醇的BOD/COD的比值仅为0.02,正丁醇的BOD/COD为0.55,而叔丁醇的BOD/COD的值为零,属于不能生物降解的物质。

    提高其生物可降解性的预处理技术主要是根据其污染成分的性质,采用混凝沉淀,气浮或汽提等技术,减少废水中烃类的含量。

2卤素化合物

    卤素化合物对微生物有一定的毒性,并且生物毒性也差,一般而言,分子中卤素原子越多,或在同一原子上的卤素个数越多,生物可降解性越差,毒性也越强。因此像六六六、DDT及PCB都是生物难降解的物质。另外,在其他类型的化合物中,只要在分子中引入卤素原子,都会增加生物可降解的难度。

    当一些尚可生物降解的卤素化合物经生化处理,不断无机化释放卤化氢,并使被处理的水pH不断下降,从而抑制了生化反应进一步进行。为此,在生化处理这类废水时,必须不断添加碱液进行中和,或提高进水的pH值,以此改善生物降解的条件。

    调高卤素化合物可生物降解性的预处理方法就是碱性水解或金属还原。

3醇类化合物

    醇类化合物是一类容易生物降解的物质,但是丙炔醇、氯乙醇、叔丁醇都是生物难降解的物质,这不是醇类的生物可降解性差,而是因为这些物质里引入了生物难降解因素,如双键、三键、卤素及叔碳碳架的原因。

4醚类化合物

   醚类化合物一般属于生物不可降解类化合物,但对微生物的毒性不大。例如乙醚,其BOD值为零。但C2H5OC2H4OH仍属于生物可降解类化合物,因为生物降解可从羟基开始,破坏醚键,达到生物降解的目的,而其聚合物的生物可降解性则要看其分子量的大小来决定,分子量越大,生物降解越难。一般而言,当分子量大于20000时,在好氧条件下已经难以生物降解,但仍可在厌氧条件下进行生物降解。

  


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