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如何利用細菌的定向變異處理廢水

發布時間:2023-08-29 19:36:49

1. 怎樣利用微生物處理廢水

廢水生物處理法

隨著工業的發展,污水成分已愈來愈復雜。某些難降解的有機物質和有毒物質,需要運用微生物的方法進行處理,污水具備微生物生長和繁殖的條件,因而微生物能從污水中獲取養分,同時降解和利用有害物質,從而使污水得到凈化。廢水生物處理是利用微生物的生命活動,對廢水中呈溶解態或膠體狀態的有機污染物降解作用,從而使廢水得到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術以其消耗少、效率高、成本低、工藝操作管理方便可靠和無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞。

定義

利用微生物的代謝作用除去廢水中有機污染物的一種方法,亦稱廢水生物化學處理法,簡稱廢水生化法。由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。

特點

1、用生物方法去除有機物最經濟;

2、90%廢水處理工藝屬於生物處理工藝;

3、水中氨氮用生物處理方法去除最有效;

4、絕大多數工業廢水也是以生物處理方法為主

分類

生物化學法

生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。[2]

需氧生物處理法

利用需氧微生物在有氧條件下將廢水中復雜的有機物分解的方法。生活污水中的典型有機物是碳水化合物、合成洗滌劑、脂肪、蛋白質及其分解產物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。這些有機物可按生物體系中所含元素量的多寡順序表示為 COHNS。

生物體系中這些反應有賴於生物體系中的酶來加速。酶按其催化反應分為:氧化還原酶:在細胞內催化有機物的氧化還原反應,促進電子轉移,使其與氧化合或脫氫。可分為氧化酶和還原酶。氧化酶可活化分子氧,作為受氫體而形成水或過氧化氫。還原酶包括各種脫氫酶,可活化基質上的氫,並由輔酶將氫傳給被還原的物質,使基質氧化,受氫體還原。水解酶:對有機物的加水分解反應起催化作用。水解反應是在細胞外產生的最基本的反應,能將復雜的高分子有機物分解為小分子,使之易於透過細胞壁。如將蛋白質分解為氨基酸,將脂肪分解為脂肪酸和甘油,將復雜的多糖分解為單糖等。此外還有脫氨基、脫羧基、磷酸化和脫磷酸等酶。

許多酶只有在一些稱為輔酶和活化劑的特殊物質存在時才能進行催化反應,鉀、鈣、鎂、鋅、鈷、錳、氯化物、磷酸鹽離子在許多種酶的催化反應中是不可缺少的輔酶或活化劑。

在需氧生物處理過程中,污水中的有機物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三個階段:第一階段,大的有機物分子降解為構成單元──單糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二階段中,第一階段的產物部分地被氧化為下列物質中的一種或幾種:二氧化碳、水、乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸(或稱 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又稱草醯乙酸)。第三階段(即三羧酸循環,是有機物氧化的最終階段)是乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化為二氧化碳和水。有機物在氧化降解的各個階段,都釋放出一定的能量。

在有機物降解的同時,還發生微生物原生質的合成反應。在第一階段中由被作用物分解成的構成單元可以合成碳水化合物、蛋白質和脂肪,再進一步合成細胞原生質。合成能量是微生物在有機物的氧化過程中獲得的。

厭氧生物處理法

主要用於處理污水中的沉澱污泥,因而又稱污泥消化,也用於處理高濃度的有機廢水。這種方法是在厭氧細菌或兼性細菌的作用下將污泥中的有機物分解,最後產生甲烷和二氧化碳等氣體,這些氣體是有經濟價值的能源。中國大量建設的沼氣池就是具體應用這種方法的典型實例。消化後的污泥比原生污泥容易脫水,所含致病菌大大減少,臭味顯著減弱,肥分變成速效的,體積縮小,易於處置。城市污水沉澱污泥和高濃度有機廢水的完全厭氧消化過程可分為三個階段(見圖)。在第一階段,污泥中的固態有機化合物藉助於從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解,並通過細胞壁進入細胞中進行代謝的生化反應。在水解酶的催化下,將復雜的多糖類水解為單糖類,將蛋白質水解為縮氨酸和氨基酸,並將脂肪水解為甘油和脂肪酸。第二階段是在產酸菌的作用下將第一階段的產物進一步降解為比較簡單的揮發性有機酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等揮發性有機酸,以及醇類、醛類等;同時生成二氧化碳和新的微生物細胞。

反應原理

第一、二階段又稱為液化過程。第三階段是在甲烷菌的作用下將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳,因此又稱為氣化過程,其反應可用下式表示:

一些有機酸或醇的氣化過程舉例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

為了使厭氧消化過程正常進行,必須將溫度、pH值、氧化還原電勢等保持在一定的范圍內,以維持甲烷菌的正常活動,保證及時地和完全地將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷。

生物化學反應的速度直接受溫度的影響。進行厭氧消化的微生物有兩類:中溫消化菌和高溫消化菌。前者的適應溫度范圍為17~43℃,最佳溫度為32~35℃;後者則在50~55℃具有最佳反應速度。

近年來,厭氧消化處理法發展到應用於處理高濃度有機廢水,如屠宰場廢水、肉類加工廢水、製糖工業廢水、酒精工業廢水、罐頭工業廢水、亞硫酸鹽制漿廢水等,比採用需氧生物處理法節省費用。

利用生物法處理廢水的具體方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地處理系統和污泥消化等

2. 利用微生物處理廢水的原理是什麼

能除掉毒物的微生物主要是細菌、黴菌、酵母菌和一些原生動物。它們能把水中的有機物變成簡單的無機物,通過生長繁殖活動使污水凈化。有種芽孢桿菌能把酚類物質轉變成醋酸吸收利用,除酚率可以達到99%;一種耐汞菌通過人工培養可將廢水中的汞吸收到菌體中,改變條件後,菌體又將汞釋放到空氣中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把穩定有毒的DDT轉變成溶解於水的物質而解除毒性。每年在運輸中有150萬噸的原油流入世界水域使海洋污染,清除這些油類,真菌比細菌能力更強。在去毒凈化中,不同的微生物各有「高招」!枯草桿菌、馬鈴薯桿菌能清除已內酷胺;溶膠假單孢桿菌可以氧化劇毒的氰化物;紅色酵母菌和蛇皮癬菌對聚氯聯苯有分解能力。

3. 使用生物技術方法的廢水處理

生物強化技術的主要特點 生物強化技術是一種利用生物治理廢水的高效技術,在廢水治理中具有廣闊的應用前景。與傳統的活性污泥法相比,生物強化技術更體現出易於操作、針對性強等優點,這種廢水處理技術主要研究並投放特殊菌種進入污水,通過其新陳代謝,將分解並吸收廢水中的一些物質,凈化污水,具有明顯的低成本、高效率等特點,所以在近期成為廢水處理領域的重要研究方向。 首先來看其技術原理。所謂生物強化技術,就是以生物制住生物,以菌制菌,向自然菌群中投入特殊的微生物以增強生物力量,並對污水等特定環境或特殊污染物加以反應。按投入菌種與底質之間的不同作用,可分為直接作用與共代謝作用兩種方式。 其中,直接作用是以馴化、篩選、誘變、基因重組等一系列關鍵技術的實施,獲得一批以污水為主要能源的微生物,然後復制投入一定數量,對目標物質進行降解,達到去除污染的目標,這種技術方法使用的菌株大多通過質粒育種和基因工程獲取。共代謝作用則是針對廢水中的一些有害物質,在一定條件下降解,改變其化學結構,從而降低物質的有害性,主要包括菌株通過新陳代謝將二級基質共同氧化、不同微生物之間的協同作用、休眠細胞對污染物降解等三種類型。這三種類型所採取的原理有所不同,例如不同微生物協同,是因為有些污染物的降解必須以兩種甚至多種微生物共同作用才能完成,通過幾種微生物的交替作用,微生物製造氧化物,然後氧化物再被另一種微生物降解,多次作用後徹底消除污染物。再如休眠細胞降解,由於處於休眠狀態的微生物在含有不同有機物的污水中會產生不同的酶,在一定條件下可以相互作用,降解廢水中的不同有機物。 其次來看其應用。生物強化技術作用用於焦化廢水、印染廢水和制葯廢水等幾個領域。焦化廢水因成分復雜,無機物和有機物的種類多,被列為難以降解工業廢水,一般通過投放高效菌種,以固定化、高效降解微生物法等強化技術來進行處理。而印染廢水中的有機物含量非常大,以前採用生物膜法來處理,無法有效去除其中的有機物,通過應用高效脫氧色菌和pva降解菌,加快生物膜的形成速度,穩定性好,效率高。對於制葯廢水,近年通常以混合菌種加以處理,並得到廣泛推廣。因為混合菌比單一菌種具備更強的降解能力,降解速度和降解效率明顯提升,並且在穩定性和抑制其他雜菌生長等方面有大幅改善,這些特性單靠單一菌種根本無法完成。 總的說來,由於成本低廉、操作簡單、效率較高,生物技術在污水處理領域不斷得到推廣,並取得顯著效果。隨著對生物膜法和生物強化等生物技術的深入研究,發展出越來越多污水處理技術,成本降低和效益提升日漸突出,我們只有不斷吸收國際上先進的生物技術信息,勇於創新,敢於實踐,才能逐漸提高國內污水處理的系統性水平

4. 微生物污水處理

微生物污水處理做法有很多種,而且微生物產品用來治理污水的也有很多品種!但是用納豆菌來處理污水是最理想的!
● 納豆菌活性微生物水處理劑生物法的特點及工作原理
(一)、特點
納豆菌活性微生物水處理劑採用天然原材料,由發酵的枯草桿菌屬中發酵提煉,並採用生物技術製成。微生物菌劑可以看作是一座小型的化工廠,並且自備酵素,將水中的有機物攝食後,經過一連串的反應而得到能量與細胞構成。而有機物則分解成CO2,水及許多對水質沒有影響的小分子。
利用多種不同的菌群,分解不同的污染物,使處理槽內的菌群互相依賴而形成特殊的分解鏈。菌群的整體耐溫系數為攝氏50度至零下40度,繁殖溫度為攝氏80度至零度,繁殖速度為4小時達成10萬倍以上,繁殖能力高於普通菌10萬倍以上,菌種體積高於普通菌4—10倍以上,好氧、厭氧皆能生存並快速繁殖。
納豆菌活性微生物水處理菌劑,經過特殊的馴化及強化,其能力特性如下:
1、納豆菌活性微生物水處理劑本身無毒性,無致病性,不會造成二次公害。
2、分解或降低廢水中COD、SS、BOD含量及濃度所造成的污染,速度快且效果好。
3、消除NH3-N、P、H2S及有機酸之能力強,故能除臭。
4、納豆菌所需的含氧量僅為傳統活性污泥法的60%。
5、系統污泥產生量少,每公斤的剩餘污泥量約0.1公斤。
6、污泥沉降性佳,緊密度高,穩定性高。
7、操作成本低廉,故障率低。
與傳統的活性污泥法水處理系統比較,納豆菌活性微生物水處理劑具有明顯的優勢!
在這我介紹一家專門生產納豆菌的公司給您-廣東省中山市納豆微生物製品有限公司,下面是這家公司的介紹:
中山市納豆微生物製品有限公司原名叫中山市納豆微生物(肥料)有限公司,於2010年5月公司變更了名字。公司是一家專門從事微生物產品研發、生產、銷售與技術服務的高科技微生物企業。公司生物專家通過多年不懈努力獲得「納豆菌活性制劑及製作方法」的國家發明專利(ZL220510101983.9),成功完成納豆菌制劑的國產化,打破了日本企業對該項產品的壟斷地位,為我國綠色環保事業作出了應有的貢獻。

公司主要產品有:納豆菌制劑(國家發明專利產品)、納豆菌原液、微生物污水處理劑(處理工業污水、生活污水及凈化養殖水質)、微生物除臭劑(垃圾處理場、養殖場、居家、汽車等除臭消毒)、微生物土壤改良劑、機肥發酵菌、微生物肥料(添加劑、葉面肥、助長劑等)等及環保工程產品與技術服務。
公司始終以「治理環境污染,改善生存環境;面向未來,造福子孫後代」為企業使命,以「質量第一」為企業生命。在未來的發展過程中,公司繼續以「客戶至上」為企業服務宗旨,秉承「科學、誠信」的理念,竭誠與海內外同行進行精誠合作,攜手並進。
公司的合作夥伴——「上海羌郎生物工程公司」無論在「節能減排」領域——各類污水處理系統的設計、新建、改建以及採用活性微生物水處理劑系列生物處理污水的日常運行管理,還是在「化廢為寶」項目——城市污水污泥處置以及綠色環保有機肥製作,特別是應用生物修復原生態的技術解決河道污染方面,均取得了傲人的成績。特別是給於客戶提供從設計、施工、安裝、調試、驗收直至辦理許可證的一條龍服務,滿足客戶在達標排放、杜絕再污染、降底能耗、緊縮佔地面積等多元化的要求。

5. 求生物試驗室廢水處理方法

實驗室廢水處理
實驗室廢水主要來自各科研單位實驗研究室和高等院校的科研和教學實驗室。實驗室廢水有其自身的特殊性質, 量少, 間斷性強, 高危害, 成分復雜多變。

根據廢水中所含主要污染物性質, 可以分為實驗室有機和無機廢水兩大類。無機廢水主要含有重金屬、重金屬絡合物、酸鹼、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常用的有機溶劑、有機酸、醚類、多氯聯苯、有機磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質。相比而言, 有機廢水比無機廢水污染的范圍更廣, 帶來的危害更嚴重。不同的廢水, 污染物組成不同, 處理方法和程度也不相同。實驗室廢水的處理本著分類收集, 就地、及時地原位處理, 簡易操作, 以廢治廢和降低成本的原則。

目前, 國內外還未見報道有成熟的工藝和方法能將實驗室廢水綜合處理到達標排放的標准。實驗室廢水的治理不能等同於工業廢水處理,而是採用多單元處理流程系統或是有針對性地進行分類處理, 盡可能地降低處理難度, 使處理費用較低, 操作比較簡單。實驗室有機廢水處理方法可以借鑒其它有機廢水的處理。一般來說有機廢水處理技術主要包括生物法和物化法。對有機物濃度高、毒性強、水質水量不穩定的實驗室廢水, 生物法處理效果不佳, 而物化法對此類廢水的處理表現出明顯的優勢。實驗葯品回收、對實驗室廢棄物進行分類處理及回收循環再利用, 不僅能減小對環境的污染, 而且能減少化學葯品的浪費。對高濃度實驗室有機廢水, 將其中的有機溶劑如醇類、酯類、有機酸、酮及醚等回收循環使用後, 再用化學方法處理; 對濃度高、毒性大且無法回收的有機廢水, 需要進行集中焚燒處理。

相關技術

廢液中有害物質的處理方法主要是通過物理過程和化學反應等,將有害物回收或分解、轉化生成其它無毒或低毒的化合物。下面是一些有害廢棄物的處理方法。

1. 含砷廢液的處理
三氧化二砷是劇毒物資,其致死劑量為0.1g。在溶液中的濃度不得超過5×10-5%。處理時可利用硫酸鐵在鹼性條件下形成氫氧化鐵沉澱與砷的化合物共沉澱和吸附作用, 將廢水中的砷除去。注意,Fe3+和As3+的摩爾比約為10∶1,pH 值在9左右效果最好,充分攪拌後靜置過夜,分離沉澱,排放廢液。
Fe3++ 3OH-= Fe(0H)3 ↓
As3++ 3OH-= As(0H)3 ↓
可用鉬藍法或二乙基二硫代氨基甲酸銀法測定砷的含量。

2.含鉻廢液的處理

Cr(Ⅵ)有劇毒,在溶液中的濃度不得超過5×10-5%。可在酸性(調pH值為2~3)含鉻廢液中,加入約10 %的硫酸亞鐵溶液, Fe2+能把Cr(Ⅵ) 還原為Cr3+。然後用熟石灰或鹼液調溶液的pH 為6~8 (防止pH大於10時Cr(OH)3轉變成Cr(OH)4-) ,加熱到80℃左右,靜置過夜,分離沉澱,排放廢液。
Fe2++ 2OH-= Fe(0H)2 ↓
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3 ↓
Cr3++ 3OH-= Cr(OH)3 ↓
3.含氰化物廢液的處理

氰化物有劇毒,在溶液中的濃度不得超過1.0×10-4%。我們利用CN-離子的強配位性採用絡合法即普魯士藍法處理含氰化物的廢液。先在廢液中加入鹼液調pH為7.5~10.5,然後加入約10 %的硫酸亞鐵溶液,充分攪拌,靜置後分離沉澱,排放廢液。
Fe2++ 6CN-= [Fe(CN)6]4-
2Fe2++ [Fe(CN)6]4-= Fe2[Fe(CN)6] ↓

4.含汞廢液的處理

含汞廢液的毒性極大,其最低濃度不得超過5.0×10-7% , 若廢液經微生物等的作用後會變成毒性更大的有機汞。可用Na2S 把Hg2+轉變成HgS ,然後使其與FeS 共沉澱而分離除去。
Hg2+ + S2-= HgS ↓
Fe2++ S2-= FeS ↓

注意: 要防止Na2S 過量生成[ HgS2]2-絡離子。可先在含汞廢液中加入與Hg2+濃度等摩爾的NaS•9H2O ,經充分攪拌使Hg2+生成難溶的HgS ,再加入1.0×10-3%FeSO4 ,使Fe2+與過量的Na2S生成FeS沉澱,將懸浮的HgS共沉澱。靜置後分離沉澱,排放廢液。

5.含鉛廢液的處理

含鉛廢液的濃度不得超過1.0×10-4%。可用氫氧化物共沉澱法處理。先用鹼液調pH值為11,把Pb2+轉變成難溶的Pb(OH)2 沉澱,然後加鋁鹽凝聚劑Al2(SO4)3使生成Al(OH)3沉澱,此時pH值為7-8,即產生Al(OH)3和Pb(OH)2共沉澱。靜置澄清後分離沉澱,排放廢液。
Pb2++ 2OH-= Pb(OH)2 ↓
Al3++ 3OH-= Al(OH)3 ↓

6.六價鉻

六價鉻廢水一般存在於皮革揉制、電鍍、鉻黃染料廢水及冷卻水(阻蝕劑)中,是一種致癌物質,化驗室的含六價鉻廢水水量小、鉻濃度低(<20mg/I),在這種情況下,可先將六價鉻還原為,三價鉻後再用鹼(氫氧化鈉)進行沉澱,如選用硫酸亞鐵作還原劑,廢水PH控制在8__9范圍,選用亞硫酸鈉作還原劑,廢水pH控制在2—3范圍,其他還原劑還有二氧化硫、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉等,化驗員可根據情況選用。

7.鎘

90%鎘的應用於電鍍、顏料、合金及電池等,對環境監測站化驗室含鎘廢水實用的方法有沉澱法,吸附法。使用沉澱法,沉澱劑有氫氧化物、硫化物、聚合硫酸鐵,使用氫氧化物,pH控制在lO以上,可達滿意效果;使用硫化物PH控制在9以上;使用聚合硫酸鐵pH控制在8.5~9.5范圍。吸附法,可使用活性炭、風化煤、磺化煤作吸附劑。

8.酚
隨著石油化工、塑料、合成纖維、焦化等工業的迅速發展,各種含酚廢水也相應增多,酚的毒性較高,使用活性炭作吸附劑是一種可行的方法。對於其他有毒有害有機廢水,化驗員也可用此方法。

9.有機回收與利用

實驗用過的有機溶劑有些可回收,可先在分液漏斗中洗滌有機溶劑,根據有機溶劑中所含溶解物不同,採用不同洗滌劑進行洗滌後,再用水洗滌,然後乾燥。再通過蒸餾進行精製,純化。如四氯化碳,若含有雙硫腙,則可用H2SO4 洗滌一次,再用水洗兩次,經無水氯化鈣乾燥後,蒸餾收集76~78℃餾分。烴、酮、醛、醇、酯等有機物也可在燃燒爐中處理,溫度為800~850℃時可完全燃燒或分解,產生的氣體用鹼液洗滌。

6. 生物制葯廢水如何處理有哪些工藝方法

制葯廢水的水復質特點使得多制數制葯廢水單獨採用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理。一般應設調節池,調節水質水量和pH,且根據實際情況採用某種物化或化學法作為預處理工序,以降低水中的SS、鹽度及部分COD,減少廢水中的生物抑制性物質,並提高廢水的可降解性,以利於廢水的後續生化處理。
預處理後的廢水,可根據其水質特徵選取某種厭氧和好氧工藝進行處理,若出水要求較高,好氧處理工藝後還需繼續進行後處理。具體工藝的選擇應綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。總的工藝路線為預處理-厭氧-好氧-(後處理)組合工藝。如陳明輝等[28]採用水解吸附—接觸氧化—過濾組合工藝處理含人工胰島素等的綜合制葯廢水,處理後出水水質優於GB8978-1996的一級標准。氣浮-水解-接觸氧化工藝處理化學制葯廢水、復合微氧水解-復合好氧-砂濾工藝處理抗生素廢水、氣浮-UBF-CASS工藝處理高濃度中葯提取廢水等都取得了較好的處理效果

7. 廢水主要處理方法並舉例說明

在目前的生產水平條件下,工業生產中產生廢水和生活污水是不可避免的。為保證水體不被污染就必須對這些廢水在排入水體之前加以處理。清除各種污染物有多種方法,這些方法是針對不同性質和形式的污染物而建立的。按照這些方法的不同機理可以分為下面四種類型。

(1)物理方法

通過物理作用來清除廢水中的污染物稱為物理處理法。常用的方法是利用過濾、沉澱、浮選等技術分離廢水中的懸浮污染物。

(2)化學處理法

通過一些化學反應清除廢水中污染物質或使其轉化為其它物質從而化有害為無害、有毒為無毒等,稱為化學處理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。

①中和法主要用來除廢水的酸、鹼性。

②氧化法主要是通過氧化作用加速污染物的降解和轉化。一般有三種方式:一是空氣氧化法,即將廢水暴露在空氣中,利用空氣氧化;二是化學氧化法,即在廢水中加高錳酸鉀、液氯、臭氧等強氧化劑使其發生氧化反應;三是電解氧化法,即利用電解的基本原理,使廢水中有害物質通過電解過程,在陰陽兩級分別發生氧化和還原反應,以消除污染物質。

③化學凝聚法這是處理廢水常用的一種方法。當廢水中含有許多膠體物質,用物理方法不易除去時,常加凝聚劑,如硫酸鋁、硫酸鐵、硫酸亞鐵、明礬、鋁酸鈉、氧化鐵等,以清除膠體帶的電荷,使之變成絮狀,迅速下沉。

④電解凝聚法電解凝聚法與化學凝聚法基本相同,即清除膠體上的電荷,使其發生凝聚作用。不過,後者是促使膠體下沉,前者是促使肢體聚集於液體表面。電解凝聚法常用於去除廢水中的乳化油。通過電解作用使陽極電板上產生礬花,即氫氧化鐵,陰極產生氫氣。礬花和氣體氣泡不斷上升,將乳化油帶至液面產生凝聚、吸附和浮托等作用,因此又稱電浮選法。

(3)物理化學法

物理化學法有離子交換法、吸附法、萃取法、分離技術等。

①離子交換法這個方法是使硬水軟化的傳統方法,現在是深度處理廢水和回收其中有用物質的重要方法之一。常用於除去或回收廢水中的重金屬。即利用離子交換作用,把廢水中希望除去的或回收的陽離子或

交換,如:

RH+M+=RM+H+

RH——交換樹脂

M+——金屬交換離子

R——樹脂母體

然後用水或其它液體淋洗樹脂,將其中重金屬洗出,樹脂復原。

離子交換樹脂有天然和人工合成產物兩種。此外,天然的蒙脫石、沸石、多水高嶺土和伊利石等均有離子交換吸附能力,也可用於處理廢水,並具有來源容易、成本低等優點。

②吸附法吸附法是採用固體多孔吸附劑,吸附廢水中的味、臭、色、油、酚等污染物的處理方法。屬於這類吸附劑的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脫石、氧化鋁和骨粉等。

③萃取法採用某種有機溶劑,從廢水中除去或回收可溶於該溶劑中的污染物的處理方法,例如,用重質苯、異丙醚等革取廢水中的酚。

④泡沫分離這種方法是把空氣吹入廢水中,或者在廢水中投放表面活性物質,使水中形成許多泡沫,水中表面活性或非活性污染物質吸附在泡沫上,升至水面,不斷颳去泡沫,就能達到去除污染物的目的。

⑤分離技術膜分離技術可分為電滲析法、擴散滲析法、反滲透法和超過濾法四種形式。

a.電滲析法電滲析是在離子交換法基礎上發展起來的一項分離技術。溶液中的離子在直流電場的作用下,有選擇地通過離子交換膜進行定向遷移,此法多用於海水和苦鹹水除鹽、製取去離子水等。

b.擴散滲析擴散滲析即為濃差滲析,利用半透膜(只能透過溶劑或只透過溶質的膜)使溶液中的溶質由高濃度一側,通過膜向低濃度一側遷移。此法主要用於酸、鹼廢液的處理、回收和有機、無機電解質的分離、純化。

c.反滲透反滲透是以壓力為推動力,把水溶液中的水分離出來,同時分離、濃縮溶液中的分子態或離子態物質的方法。反滲透法在化工分離技術、硬水軟化、製取高純水和分離細菌、病毒等方面得到廣泛應用。

d.超過濾法超過濾法是以壓力為推動力,使水溶液中大分子物質和水分離。其本質是機械篩濾。在這種方法中,膜表面孔隙大小是主要控制因素。

(4)生物處理法

生物處理法也稱生化處理法。生物處理法是處理廢水中應用最久、最廣和相當有效的一種方法。它是利用自然界存在的各種微生物,將廢水中有機物進行降解,達到廢水凈化的目的。根據廢水處理過程中起作用的微生物對氧氣要求的不同,廢水的生物處理分為好氣和厭氣生物處理兩類。

①好氣生物處理法好氣生物處理是在廢水中通過大量空氣,促使好氣微生物大量繁殖,並注意調節pH值(6~9)、溫度(20~30℃)和增加必要的養料(BOD∶N∶P=100∶5∶1)等,使之有利於微生物的生長和發育。它們能將廢水中的有機物大量分解,分解為CO2、H2O、NH3和硫酸鹽、磷酸鹽等,達到去除有機污染物質的目的。

②嫌氣生物處理法嫌氣生物處理是在缺氧條件下,利用嫌氣微生物來進行廢水處理,這種辦法常用於處理有機質含量高的廢水,即生化需氧量在5000~10000mg/L以上的廢水。

(5)土地處理系統法

此法是利用土地及其中的微生物和植物根系對污水進行處理,同時又利用其中的水分和養分促進農作物、牧草或樹木的生長。土地處理系統常用於中、小城市污水二級處理之後代替三級處理。土地處理系統是由污水的沉澱預處理、貯水塘、灌溉系統、地下排水系統等部分組成。處理方式一般為污水灌溉(通過噴灑或自流將污水排放到地表以促進植物的生長)、滲濾(將污水排放到粗砂、砂壤和土壤上經滲濾處理並補充地下水)和地表漫流(將污水有控制地排放到地面上,適於透水性差的粘土和粘質土壤,地面上常播種青草)等。

由於不同的工業廢水和生活污水具有不同的水質和水量,即使相同的工業,也由於各個工廠對生產原料的質量配比要求不一樣以及採用的生產工藝流程不同,因而廢水成分也有很大的變化。廢水處理方法的選擇,應根據廢水的水質和數量,採取不同的處理方法。同時還要考慮處理方法的效果、操作費用、廢水處理過程中所產生的淤泥和沉渣的處理,可能產生的二次污染問題以及廢物的回收利用等等。簡而言之,廢水處理就是要把廢水中的污染物質分離出來,或將其分解為無害物質,以達到廢水治理的基本目的,滿足各種不同用途的要求。

8. 如何利用微生物處理廢水

科研人員正不斷更新環境保護的方法,提高治理和防禦的效果?在環境污染中,廢水的污染尤為嚴重,直接威脅著我們人類的生存?在研究中科研人員發現,用微生物處理廢水和石油污染具有效率高?成本低的優點,因而備受青睞?

用微生物處理廢水,效果與化學方法處理一樣,而成本只有化學方法的1/10?

其實,在人們還沒有發現並利用微生物處理廢物?凈化環境以前,微生物就已經默默無聞地獨攬著凈化大自然的重要使命?

地球上每年動物?植物的生成量達5000億噸,在它們生命活動結束之後,如果不是微生物悄悄地把遺留的屍體殘骸分解並轉換的話,那麼,地球上的這些廢物一直堆積起來真是會出現可怕而又難以想像的局面?我們上月球也許就不必發射宇宙飛船了,只需爬上垃圾堆就可以進月球了?

大自然環境保護標兵的桂冠非微生物莫屬,人類真應該真誠地感謝這些微小的「朋友」?

微生物又是怎樣「治理」環境的呢?能除掉廢水中毒物的功臣主要是微生物包括細菌?黴菌?酵母菌等和一些原生動物,它們能把水中的有機物變成簡單的無機物,通過生長繁殖活動使污水凈化?

有種芽孢桿菌能把酚類物質轉變成醋酸作為營養物質吸收利用,除酚效率可達99%,有的微生物還能把穩定有毒的DDT轉變成溶解於水的物質而解除毒性?

微生物處理廢水

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