㈠ 活性污泥的净化反应过程的影响因素中哪两个因素是最重要的为什么
影响活性污泥净化反应也就是影响有机物生化降解的因素。
主要有三个:
第一,有回机物种类;化学组成、理化性答质、浓度、共存基质。
第二,微生物种类和活性;微生物的来源、数量、种属间的关系、龄期。
第三,系统环境;PH、DO、温度、营养物。
㈡ 影响活性污泥生长的因素
适宜的温度
任何微生物只能在一定温度范围内生存,在适宜的温度范围内可大量生长繁殖。在污泥培养时,要将它们置于最适宜温度条件下,使微生物以最快的生长速率生长,过低或过高的温度会使代谢速率缓慢、生长速率也缓慢,过高的温度对微生物有致死作用。
工业废水生物处理中最适宜的温度为30℃左右。我公司造纸废水全年在18~32℃间波动,可以保证生化细菌的酶促反应速度,使之良好生长繁殖。
2 .适宜的pH值
微生物的生命活动、物质代谢与pH值密切相关。大多数细菌、原生动物的最适pH值为6.5~7.5,在此环境中生长繁殖最好,它们对pH值的适应范围在4~10。
而活性污泥法处理废水的曝气系统中,作为活性污泥的主体,菌胶团细菌在6.5~8.5的pH值条件下可产生较多粘性物质,形成良好的絮状物。根据我公司废水特征,要控制废水的pH值在7~8.5。 3 保证废水中要有适量的溶解氧(DO)
㈢ 我厂是不饱和聚酯树脂,产生的废水COD为100000,有无工艺流程可把COD降至100以内呢
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。 酸化是一类典型的发酵过程,微生物的代谢产物主要是各种有机酸。 从机理上讲,水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段,但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。水解酸化-好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物,特别是工业废水,主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物,提高废水的可生化性,以利于后续的好氧处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题,水解主要用于低浓度难降解废水的预处理。混合厌氧消化工艺中的水解酸化的目的是为混合厌氧消化过程的甲烷发酵提供底物。而两相厌氧消化工艺中的产酸相是将混合厌氧消化中的产酸相和产甲烷相分开,以创造各自的最佳环境。
编辑本段处理过程
一、厌氧生化处理的概述 废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。 厌氧生化处理过程:高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。 1、水解阶段 水解可定义为复杂的非溶解性的聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。 2、发酵(或酸化)阶段 发酵可定义为有机物化合物既作为电子受体也是电子供体的生物降解过程,在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物,因此这一过程也称为酸化。 3、产乙酸阶段 在产氢产乙酸菌的作用下,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。 4、甲烷阶段 这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。 二、水解酸化分析 高分子有机物因相对分子量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。它们在水解阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如,纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢,多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。 酸化阶段,上述小分子的化合物在酸化菌的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌,但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中,这些兼性厌氧菌能够起到保护严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等,产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。
总结
水解阶段是大分子有机物降解的必经过程,大分子有机想要被微生物所利用,必须先水解为小分子有机物,这样才能进入细菌细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程,因为它将水解后的小分子有机进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。这也是为何在实际的工业废水处理工程中,水解酸化往往作为预处理单元的原因。 两点普遍认同的作用: 1、提高废水可生化性:能将大分子有机物转化为小分子。 2、去除废水中的COD:既然是异养型微生物细菌,那么就必须从环境中汲取养分,所以必定有部分有机物降解合成自身细胞。
编辑本段设计计算
水解(酸化)池设计计算 1、有效池容V可以根据污水在池内的水力停留时间计算的。水解(酸化)池内水力停留时间需根据污水的有机物种类(水解的速度情况)、进水有机物浓度、当地的平均气温情况综合而定。 2、池截面面积根据污水在池内的上升流速计算。对于水解酸化反应器,为了保持其处理的高效率,必须保持池内足够多的活性污泥,同时要使进入反应器的废水尽量快地与活性污泥混合,增加活性污泥与进水有机物的接触好。上升流速需要保证污泥不沉积,同时又不能使活性污泥流失,所以保持合适的上升流速是必要的。 3、反应池布水系统设计。水解酸化反应器良好运行的重要条件之一是保障污泥与废水之间的充分接触,为了布水均匀与克服死区,水解酸化池底部按多槽布水区设计,并且反应器底部进水布水 系统应该尽可能地布水均匀。 水解酸化池的布水系统形式有多种,布水系统兼有配水和水力搅拌的功能,为了保证这两个功能的实现,需要满足以下原则。 (1)、确保各单位面积的进水量基本相同,以防止发生短路现象; (2)、尽可能满足水力搅拌需要,保证进水有机物与污泥迅速混合; (3)、易观察到进水管的堵塞,并当堵塞发生后很容易被清除。
总结
对于设计来说较难掌控的是水解酸化池的停留时间,因为废水的种类不同,所含的有机物水解速度不同,所以停留时间自然不会相同。这就需要对所做的工程总结经验数据,或者通过做实验确定。对于水解酸化工艺本人并没有什么实际经验,从理论来看,觉得可以放大停留时间,保证水解时间,让其适当过渡到厌氧后两个阶段。 本文的设计计算部分摘录了《水解(酸化)反应器在工程应用中的研究与展望》—中山市环境科学研究所论文的内容,另外该论文里有介绍了水解(酸化)反应器的类型及其在工程应用中的效果,其常规设计的两个参数如下: 1、停留时间:一般为2.5-4.5h,考虑综合情况。 2、池内上升流速:一般控制在0.8-1.8 m/h 较合适。 水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺,是一个比较重要的工艺。如果后级接入UASB工艺,可以大大提高UASB的容积负荷,提高去除效率。水中有机物为复杂结构时,水解酸化菌利用H2O电离的H+和-OH将有机物分子中的C-C打开,一端加入H+,一端加入-OH,可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链,提高污水的可生化性。水中SS高时,水解菌通过胞外粘膜将其捕捉,用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢,不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物,出水就变的清澈了。这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。但是COD在表象上是不一定有变化的,这要根据你在设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的,长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物,这也就是调试阶段工艺控制好以后,处理效果会逐步提高的原因之一。水解工艺并不是简单的,设计时要考虑污水中有机物的性质,确定水解的工艺设计,水解停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、出水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺(UASB或接触氧化)。 有人提到水解后COD不降反升,可能有以下原因:一是复杂有机物在COD检测中不能显示出来,但是水解后就可能显示COD;另一种可能是调试时,运行参数控制不准确,造成水解菌胶团上升随出水流失;再一可能是没有考虑有机物的生物毒性浓度和系统的生物忍耐性,造成菌种中毒流失,流失的菌胶团在出水检测中显示COD增高,这就要求调试时加强生物相的观察和记录对比。
㈣ 氢氧化钠对活性污泥有何影响
活性污泥是含有大量微生物的,加入氢氧化钠会使污泥呈碱性,会抑制微生物的生存,抑制微生物活性。(PS:LZ是学环境的或是给排水的吧)
㈤ 普通活性污泥法的影响因素
⑴入流水质水量:BOD5:N:P=100:5:1
⑵混合液悬浮固体浓度(MLSS):包括活细胞、无活性又难降解的内源代谢残留物、有机物和无机物,前三类有机物约占固体的成分的75﹪~85﹪。
用挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)指标不包括无机物,更准确反映活性物质量,但测定较麻烦。对给定的废水,MLVSS
/MLSS介于0.75~0.85之间。
⑶有机负荷:有进水负荷和去除负荷两种,前者指单位重量的活性污泥在单位时间内要保证一定的处理效果才能承受的有机物的量;后者指单位重量的活性污泥在单位时间内去除的有机物量。有时也用单位曝气池容积作为基准。
⑷剩余污泥排放量和污泥龄:微生物代谢有机物同时增值,剩余污泥排放量等于新净增污泥量。用新增污泥替换原有污泥所需时间称为泥龄θc。
⑸混合液溶解氧浓度
⑹水温:在一定范围内,随着温度升高,生化反应速率加快,增值速率也快;另一方面细胞组织入蛋白质、核酸等对温度很敏感,温度突升并超过一定的限度时,会产生不可逆的破坏。各类微生物适应的温度范围见下表:
表
各类微生物适应的温度范围
类别
最低温度/℃
最适温度/℃
最高温度/℃
高温型
30
50~60
70~80
中温型
10
30~40
50
常温型
5
15~30
40
低温型
10
5~10
30
⑺
pH值:一般好氧微生物的最适宜pH=6.5~8.05;pH﹤4.5时,真菌占优势,引起污泥膨胀;另一方面,微生物的活动也会影响混合液的pH值。
⑻曝气池和二沉池的水力停留时间
⑼二沉池的水力表面负荷、固体表面负荷和出水溢流堰负荷。
活性污泥法的处理效果取决于活性污泥的数量和性能。衡量活性污泥质量的指标主要有:
①污泥浓度;
②污泥沉降比SV;
③污泥体积指数SVI;
④活性污泥的耗氧速率;
⑤污泥的沉降速度;
⑥活性污泥的生物相;
⑦粒度和颜色等。
性能良好的活性污泥外观呈黄褐色,粒径0.02~0.2mm,比表面积20~100cm2/ml,含水率在99%以上,相对密度1.002~1.006,SV=15%~30%,SVI=50~150。.
㈥ 影响活性污泥净化反应的因素有哪些
1.溶解氧:活性污泥法是好氧的生物处理法,氧是好氧微生物生存的必要条件,供氧不足会妨碍微生物的代谢过程,造成丝状菌等耐低溶氧环境的微生物滋长,使污泥不易沉淀。活性污泥混合液中溶解氧浓度以2mol/L左右为宜。
2.营养物:微生物生长需要一定的营养物。除碳外,微生物生长繁殖还需要各种微量元素,一般对氮磷的需求应满足BOD5:N:P=100:5:1
3.PH和温度:为维持活性污泥法处理设施的正常运转,混合液的PH应控制在6.5-9.0之间,温度应控制在20-30℃
4.有毒物质:应控制有毒物质的浓度。
㈦ 影响活性污泥吸附性能的因素
活性污泥的性能指标包括:混合液悬浮固体 (MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指数[污泥体积指数(SVI),污泥密度指数(SDI)]。
影响活性污泥性能的环境因素:溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(2—4mg/L)。水温——维持在15~25摄氏度,低于5摄氏度微生物生长缓慢。营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N,霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N,所以在培养微生物时,可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮,此外,还需要微量的钾,镁,铁,维生素等。
碳源--异氧菌利用有机碳源,自氧菌利用无机碳源。
氮源--无机氮(NH3及NH4+)和有机氮(尿素,氨基酸,蛋白质等)。
一般比例关系:BOD:N:P=100:5:1
好氧生物处理:BOD5=500——1000mg/l
有毒物质
主要毒物有重金属离子(如锌,铜,镍,铅,铬等)和一些非金属化合物(如酚,醛,氰化物,硫化物等)。
废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理,厌氧活性污泥的性质和组成如下:由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色,有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用,有一定的沉降性能;颗粒厌氧活性污泥的直径在0.5mm以上。
㈧ 求达人解决水处理方面的问题
水处理工艺:
污水处理一般来说包含以下三级处理:一级处理是它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理是生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。
机械处理工段
机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池),城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂,一般不推荐曝气沉砂池,以避免快速降解有机物的去除;在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特注的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。
污水生化处理
污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化沟法、稳定塘法、土地处理法等多种处理方法。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。
在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:
一、基质类包括营养物质,如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素;另外,还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
二、环境类影响因素主要有:
(1)温度。温度对微生物的影响是很广泛的,尽管在高温环境(50℃~70℃)和低温环境(-5~0℃)中也活跃着某些类的细菌,但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内,微生物的生理活动旺盛,其活性随温度的增高而增强,处理效果也越好。超出此范围,微生物的活性变差,生物反应过程就会受影响。一般的,控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。
(2)PH值。活性污泥系统微生物最适宜的PH值范围是6.5-8.5,酸性或碱性过强的环境均不利于微生物的生存和生长,严重时会使污泥絮体遭到破坏,菌胶团解体,处理效果急剧恶化。
(3)溶解氧。对好氧生物反应来说,保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时,兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸;当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时,兼性菌则转入厌氧呼吸,绝大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好,在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜,过高则增加能耗,经济上不合算。
在所有影响因素中,基质类因素和PH值决定于进水水质,对这些因素的控制,主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言,这些因素大都不会构成太大的影响,各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有关,对于万吨级的城市污水处理厂,特别是采用活性污泥工艺时,对温度的控制难以实施,在经济上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求,以达到处理目标。因此,工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上,控制的主要任务就是采取合适的措施,克服外界因素对活性污泥系统的影响,使其能持续稳定地发挥作用。
实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取,而这又与处理工艺或处理目标密切相关。
前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数,它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况,运行管理方便,仪器、仪表的安装及维护也较简单,这也是近十年我国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。
三级处理:
三级处理是对水的深度处理,现在的我国的污水处理厂投入实际应用的并不多。它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。
由此可见,污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中,污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。
一般水处理方法及原理
常用的水处理方法有:(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等,现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。
一、沉淀物过滤法:沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解於水中的离子,就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗,堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多,则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤器。
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意,因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来,这些物质 面或许有细菌在此繁殖,并释放毒性物质通过滤器,造成热原反应,所以要经常更换滤器,原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时,就需要换掉滤器。
二、硬水软化法: 硬水的软化需使用离子交换法,它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子,*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下:
Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1
Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1
式中的EX表示离子交换树脂,这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之后,将原本含在其内的Na+离子释放出来。
现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠,在硬水软化的过程中,钠离子会逐渐被使用耗尽,则交换树脂的软化效果也会逐渐降低,这时需要作还原(regeneration)的工作,也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水,一般是10%,其反应方式如下:
Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+
Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+
如果水处理的过程中没有阳离子的软化,不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜,同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题,所以设备上需要有逆冲的功能,一段时间后就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症,因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制,正常情况还原作用大多发生在半夜,这是*阀门在控制,如果发生故障,大量盐水就会涌进水源,进而造成病人的高血钠症。
三、活性碳: 活性碳是由木头,残木屑,水果核,椰子壳,煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成,制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性碳的表面呈颗粒状,内部是多孔的,孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性碳内部表面积高达700-1400m2,而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性碳清除有机物能力的因素有活性碳本身的面积,孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity),它主要*物理的吸附能力来排除杂物,当吸附能力达饱合之后,吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质,所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。
这种活性碳滤器如果吸附能力明显下降,必须更新。测定进水及出水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性碳的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳,所以在逆渗透之前要有活性碳的处理,使氯能够有效的被活性炭吸附,但是活性碳上的孔洞吸附的细菌容易繁殖滋长,同时对於分子较大有机物的清除,活性碳的功效有限,所以必须*逆渗透膜在后面补强。
四、去离子法: 去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除,与硬水软化器一样,也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子,氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水,其反应方程式如下:
M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1
A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1
上式中的的M+x表阳离子,x表电价数,M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换,A-z则表阴离子,z表电价数,A-z与阴离子交换树脂结合后,释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合后即成中性的水。
这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原,阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的,阴离子则需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异,它们的强弱程度及相对关系如下:
Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+
阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下:
S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-
如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原,则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中,造成软骨病,骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了,氢离子也会出现在透析用水之中,造成水质酸性的增加,所以去离子功能是否有效,需要时常监视。一般是*水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conctivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症,这是值得注意的一点。
五、逆渗透法: 逆渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物,有机物,细菌,热原及其它颗粒等,是透析用水之处理中最重要的一环。要了解"逆渗透"原理之前,要先解释"渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液,其中溶质不能透过半透膜,则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方,直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前,可以在浓度较高的一方逐渐施加压力,则前述之水分子移动状态会暂时停止,此时所需的压力叫作 "渗透压 (osmotic pressure)",如果施加的力量大於渗透压时,则水份的移动会反方向而行,也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方,这种现象就叫作"逆渗透"。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面,对於单价离于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可达90%-98%,而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大於200道尔敦的物质通过)。
逆渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic),芳香族聚酝胺类(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的结构形状有螺旋型(spiral wound),空心纤维型(hollow fiber)及管状型(tubular)等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高,但在碱性的条件下(pH ≥8.0)或细菌存在的状况下,使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。至於采用那一种材质较好,则目前还没有定论。
如果逆渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积,例如钙,镁,铁等离子,造成逆渗透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏,因此在逆渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。逆渗透虽然价钱较高,因为一般逆渗透膜的孔径约在l0A以下,它可以排除细菌,病毒及热原甚至各种溶解性离子等,所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。
六、超过滤法:超过滤法与逆渗透法类似,也是使用半透膜,但它无法控制离子的清除,因为膜之孔径较大,约10-200A之间。只能排除细菌,病毒,热原及颗粒状物等,对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最后步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。一般是利用进水压与出水压差来判断超过滤膜是否有效,与活性碳类似,平时是以逆冲法来清除附着其上的杂质。
七、蒸馏法: 蒸馏法是古老却也是有效的水处理法,它可以清除任何不可挥发性的杂质,但是无法排除可挥发性的污染物,它需要很大的储水槽来存放,这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用这种方式来处理。
八、紫外线消毒法:紫外线消毒法是目前常使用的方法之一,它的杀菌机转是破坏细菌核酸的生命遗传物质,使其无法繁殖,其中最重大的反应是核酸分子内的pyrimidine盐基变成双合体(dimer)。一般是使用低压水银放电灯的人工253.7nm波长的紫外线能量。紫外线杀菌灯的原理与日光灯相同,只是灯管内部不涂萤光物质,灯管的材质是采用紫外线穿透率高的石英玻璃。一般紫外线装置依用途分照射型,浸泡型及流水型。
在血液透析稀释用水所使用的紫外线是安放在储水槽到透析机器之间的管路上,也就是所有的透析用水在使用之前都要接受一次紫外线的照射,以达到彻底杀菌的效果。对紫外线的感受性最大的是绿脓 菌,大肠 菌;相反的,耐受性较大的则是枯草菌芽胞体。因为紫外线消毒法安全,经济,对菌种的选择性少,水质也不会改变,所以近年已广泛使用这种方法,例如船上的饮用水就常使用这种消毒法
[编辑本段]野外水处理三种方式
关于野外的水是不是要处理以后才喝,每个人是有每个人不同的想法的。有些人认为野外人迹罕至,那会有什么污染,喝了没事。 其实呢,只要是我们这样的业余选手能到的,那还能有什么真正的没有污染的地方呢?其实就算没有污染,也不代表水里没有病毒,细菌,或者各种有害物质。在条件许可的情况下,能处理一下还是最好。 现在水处理的方式,主要是烧开,净水药品和过滤器 烧开 这是最实用,也最有效的手段了。缺点就是浪费燃料(当然用我曾经介绍过的zip炉子是例外),而且比较耗时间。 使用净水药片算是以化学的方式进行净化,多半使用的是氯和碘。市场上的主流是用碘。比如上面的图片里,白色的那瓶就是碘片。碘片的保存需要注意避光,避潮。净水药片使用上的优点是便宜,方便,轻巧。比较耗时,一般加入净水药片后20分钟左右才能喝了。缺点是一是有异味异色。这点可以通过后期处理一下解决,比如上面那瓶黄色的药片,就是用来除味的。或者加点果珍什么的。二是有一种主要的病毒无法去除,cryptosporidium,这是可能是最常见的水中的寄生虫了。第三容易引起过敏,同时会和某些食物或是用具起化学反应。 总的来说,净水药片因为它的轻巧,便宜,体积小,还是有着很大的市场。在使用上要注意的是一定要等至少20分钟,二是不要连续使用超过一个星期。 净化过滤器 这里面其实有两个分类,过滤器和过滤净化器。主要的分别是,过滤器以过滤的方式去除细菌和寄生虫。尔过滤净化器除了能去除细菌和寄生虫外,还能去除病毒。(基于REI的分类) 过滤器 一般的过滤净化器,是通过在过滤的基础上,再以化学的方式出去病毒,比如加碘,所以也具有了前面以化学方式净水的净水药片的缺点。上面贴的这个号称是唯一一个不用化学方式来除去病毒的净水器。 使用净化过滤装置的好处是即时可以喝到水,几乎不需要等待,而且几乎也是最安全的净水方式(使用过滤净化器的话)。缺点是价格贵,很少有低于60美金的,后期成本也高,滤芯也需要花钱。体积大,重量大,几乎都要1 lbs以上。使用时也需要经常维护,容易堵塞。 三种方式各有所长,怎么选择就是各人的观点了。
㈨ 活性污泥的影响因素
能够影响微生物生理活动的因素比较多,其中主要有:营养物质、温度、PH值、溶解氧以及有毒物质等。
环境因素
影响活性污泥性能的环境因素:
溶解氧——溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(2—4mg/L)。水温——维持在15~25℃,低于5℃微生物生长缓慢。营养料——细菌的化学组成实验式为C5H7O2N,霉菌为C10H17O6原生动物为C7H14O3N,所以在培养微生物时,可按菌体的主要成分比例供给营养。微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮,此外,还需要微量的钾,镁,铁,维生素等。
碳源--异养菌利用有机碳源,自养菌利用无机碳源。氮源--无机氮(NH3及NH4+)和有机氮(尿素,氨基酸,蛋白质等)。
一般比例关系:BOD:N:P=100:5:1
好氧生物处理:BOD5=500——1000mg/l
微生物的组成主要有六种:
由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。 参与活性污泥处理的微生物,在其生命活动过程中,需要不断从周围环境的污水中吸取其所必须的营养物质,包括:碳源、氮源、无机盐类以及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。
碳是构成微生物细胞的重要物质,参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大,一般以BOD5计,不应低于100mg/L。生活污水碳源比较充足,对于一些碳源不足的工业废水则应补充碳源,如生活污水或是淀粉等。
氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素,氮源可来自N2、NH3、NO3等无机氮化合物,也可以来自蛋白质胨(音dong)以及氨基酸等有机含氮化合物。生活污水中氮源充足,不需要另行投加;工业废水则应考虑含氮是否充足,必要时可投加尿素、硫酸铵等。
磷是合成核蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素,在微生物的代谢和物质转化中起重要作用。辅酶I、辅酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要从无机磷化合物中获取磷。磷源不足将影响酶的活性,从而使微生物的生理功能受到影响。
一般三大营养物质(碳源、氮源、磷源)比例关系为BOD:N:P=100:5:1
硫是合成细胞蛋白质不可缺少的元素,辅酶A也含有硫。
钠在微生物细胞中调节细胞和污水之间渗透压所必需的。
钾是多种酶的激化剂,具有促进蛋白质和糖的合成作用,还能控制细胞质的胶态和细胞质膜的渗透性。
钙具有降低细胞质的透性,调节酸碱度以及中和其他阳离子所造成的危害。
镁在细胞质合成及糖的分解中起着活化作用,参与菌绿素的合成。
铁是细胞色素氧化酶和过氧化氢结构的一部分,在氧的活化过程中,起着重要的催化作用。 “有毒物质”是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机质及有机质,主要有重金属离子(如锌,铜,镍,铅,铬等)和一些非金属化合物(如酚,醛,氰化物,硫化物等)。 有毒物质对微生物毒害作用,有一个量的概念,只有在有毒物质在环境中达到某一浓度时,毒害和抑制作用才显现出来。污水中的各种有毒物质只要低于这一浓度,微生物的生理功能不受影响。有毒物质的作用还与pH值、水温、溶解氧、有无其他有毒物质及微生物的数量以及是否经过驯化等因素有关。
废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理,厌氧活性污泥的性质和组成如下:由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色,有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用,有一定的沉降性能;颗粒厌氧活性污泥的直径在0.5mm以上。
㈩ 影响活性污泥法运行的主要因素有哪些这些因素的作用是什么
答:影响活性污泥法运行的主要因素有:
1、BOD-负荷和SS负荷:它是曝气池设计和运行的主要依据,它直接影响曝气池的池容和出水水质;
2、水力停留时间(SRT)或污泥龄: 它也是曝气池设计和运行的主要依据,它影响曝气池的池容和出水水质;
3、活性污泥的活性:活性污泥的吸附、聚集、降解和沉淀性能的综合描述。它影响污泥在沉淀池的停留时间、回流污泥的浓度和再生池的设置等;
4、溶解氧(DO): 微生物利用氧降解有机污染物、微生物自身氧化速率和外界环境向水体的充氧效果的综合反应,它是一个综合指标 。它是微生物保持正常生理活动的反应。
5、氧的利用率:它关系曝气池的形式,曝气装置的形式;
6、回流污泥比:它直接影响回流污泥的动力消耗和混合液污泥浓度;
7、混合液污泥浓度:它直接影响曝气池的容积和污水处理效果。