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如何利用细菌的定向变异处理废水

发布时间:2023-08-29 19:36:49

1. 怎样利用微生物处理废水

废水生物处理法

随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。

定义

利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

特点

1、用生物方法去除有机物最经济;

2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;

3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;

4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主

分类

生物化学法

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]

需氧生物处理法

利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。

生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。

许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。

在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。

在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。

厌氧生物处理法

主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显著减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。

反应原理

第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:

一些有机酸或醇的气化过程举例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。

生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。

近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。

利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等

2. 利用微生物处理废水的原理是什么

能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除已内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。

3. 使用生物技术方法的废水处理

生物强化技术的主要特点 生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术,在废水治理中具有广阔的应用前景。与传统的活性污泥法相比,生物强化技术更体现出易于操作、针对性强等优点,这种废水处理技术主要研究并投放特殊菌种进入污水,通过其新陈代谢,将分解并吸收废水中的一些物质,净化污水,具有明显的低成本、高效率等特点,所以在近期成为废水处理领域的重要研究方向。 首先来看其技术原理。所谓生物强化技术,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强生物力量,并对污水等特定环境或特殊污染物加以反应。按投入菌种与底质之间的不同作用,可分为直接作用与共代谢作用两种方式。 其中,直接作用是以驯化、筛选、诱变、基因重组等一系列关键技术的实施,获得一批以污水为主要能源的微生物,然后复制投入一定数量,对目标物质进行降解,达到去除污染的目标,这种技术方法使用的菌株大多通过质粒育种和基因工程获取。共代谢作用则是针对废水中的一些有害物质,在一定条件下降解,改变其化学结构,从而降低物质的有害性,主要包括菌株通过新陈代谢将二级基质共同氧化、不同微生物之间的协同作用、休眠细胞对污染物降解等三种类型。这三种类型所采取的原理有所不同,例如不同微生物协同,是因为有些污染物的降解必须以两种甚至多种微生物共同作用才能完成,通过几种微生物的交替作用,微生物制造氧化物,然后氧化物再被另一种微生物降解,多次作用后彻底消除污染物。再如休眠细胞降解,由于处于休眠状态的微生物在含有不同有机物的污水中会产生不同的酶,在一定条件下可以相互作用,降解废水中的不同有机物。 其次来看其应用。生物强化技术作用用于焦化废水、印染废水和制药废水等几个领域。焦化废水因成分复杂,无机物和有机物的种类多,被列为难以降解工业废水,一般通过投放高效菌种,以固定化、高效降解微生物法等强化技术来进行处理。而印染废水中的有机物含量非常大,以前采用生物膜法来处理,无法有效去除其中的有机物,通过应用高效脱氧色菌和pva降解菌,加快生物膜的形成速度,稳定性好,效率高。对于制药废水,近年通常以混合菌种加以处理,并得到广泛推广。因为混合菌比单一菌种具备更强的降解能力,降解速度和降解效率明显提升,并且在稳定性和抑制其他杂菌生长等方面有大幅改善,这些特性单靠单一菌种根本无法完成。 总的说来,由于成本低廉、操作简单、效率较高,生物技术在污水处理领域不断得到推广,并取得显著效果。随着对生物膜法和生物强化等生物技术的深入研究,发展出越来越多污水处理技术,成本降低和效益提升日渐突出,我们只有不断吸收国际上先进的生物技术信息,勇于创新,敢于实践,才能逐渐提高国内污水处理的系统性水平

4. 微生物污水处理

微生物污水处理做法有很多种,而且微生物产品用来治理污水的也有很多品种!但是用纳豆菌来处理污水是最理想的!
● 纳豆菌活性微生物水处理剂生物法的特点及工作原理
(一)、特点
纳豆菌活性微生物水处理剂采用天然原材料,由发酵的枯草杆菌属中发酵提炼,并采用生物技术制成。微生物菌剂可以看作是一座小型的化工厂,并且自备酵素,将水中的有机物摄食后,经过一连串的反应而得到能量与细胞构成。而有机物则分解成CO2,水及许多对水质没有影响的小分子。
利用多种不同的菌群,分解不同的污染物,使处理槽内的菌群互相依赖而形成特殊的分解链。菌群的整体耐温系数为摄氏50度至零下40度,繁殖温度为摄氏80度至零度,繁殖速度为4小时达成10万倍以上,繁殖能力高于普通菌10万倍以上,菌种体积高于普通菌4—10倍以上,好氧、厌氧皆能生存并快速繁殖。
纳豆菌活性微生物水处理菌剂,经过特殊的驯化及强化,其能力特性如下:
1、纳豆菌活性微生物水处理剂本身无毒性,无致病性,不会造成二次公害。
2、分解或降低废水中COD、SS、BOD含量及浓度所造成的污染,速度快且效果好。
3、消除NH3-N、P、H2S及有机酸之能力强,故能除臭。
4、纳豆菌所需的含氧量仅为传统活性污泥法的60%。
5、系统污泥产生量少,每公斤的剩余污泥量约0.1公斤。
6、污泥沉降性佳,紧密度高,稳定性高。
7、操作成本低廉,故障率低。
与传统的活性污泥法水处理系统比较,纳豆菌活性微生物水处理剂具有明显的优势!
在这我介绍一家专门生产纳豆菌的公司给您-广东省中山市纳豆微生物制品有限公司,下面是这家公司的介绍:
中山市纳豆微生物制品有限公司原名叫中山市纳豆微生物(肥料)有限公司,于2010年5月公司变更了名字。公司是一家专门从事微生物产品研发、生产、销售与技术服务的高科技微生物企业。公司生物专家通过多年不懈努力获得“纳豆菌活性制剂及制作方法”的国家发明专利(ZL220510101983.9),成功完成纳豆菌制剂的国产化,打破了日本企业对该项产品的垄断地位,为我国绿色环保事业作出了应有的贡献。

公司主要产品有:纳豆菌制剂(国家发明专利产品)、纳豆菌原液、微生物污水处理剂(处理工业污水、生活污水及净化养殖水质)、微生物除臭剂(垃圾处理场、养殖场、居家、汽车等除臭消毒)、微生物土壤改良剂、机肥发酵菌、微生物肥料(添加剂、叶面肥、助长剂等)等及环保工程产品与技术服务。
公司始终以“治理环境污染,改善生存环境;面向未来,造福子孙后代”为企业使命,以“质量第一”为企业生命。在未来的发展过程中,公司继续以“客户至上”为企业服务宗旨,秉承“科学、诚信”的理念,竭诚与海内外同行进行精诚合作,携手并进。
公司的合作伙伴——“上海羌郎生物工程公司”无论在“节能减排”领域——各类污水处理系统的设计、新建、改建以及采用活性微生物水处理剂系列生物处理污水的日常运行管理,还是在“化废为宝”项目——城市污水污泥处置以及绿色环保有机肥制作,特别是应用生物修复原生态的技术解决河道污染方面,均取得了傲人的成绩。特别是给于客户提供从设计、施工、安装、调试、验收直至办理许可证的一条龙服务,满足客户在达标排放、杜绝再污染、降底能耗、紧缩占地面积等多元化的要求。

5. 求生物试验室废水处理方法

实验室废水处理
实验室废水主要来自各科研单位实验研究室和高等院校的科研和教学实验室。实验室废水有其自身的特殊性质, 量少, 间断性强, 高危害, 成分复杂多变。

根据废水中所含主要污染物性质, 可以分为实验室有机和无机废水两大类。无机废水主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。有机废水含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质。相比而言, 有机废水比无机废水污染的范围更广, 带来的危害更严重。不同的废水, 污染物组成不同, 处理方法和程度也不相同。实验室废水的处理本着分类收集, 就地、及时地原位处理, 简易操作, 以废治废和降低成本的原则。

目前, 国内外还未见报道有成熟的工艺和方法能将实验室废水综合处理到达标排放的标准。实验室废水的治理不能等同于工业废水处理,而是采用多单元处理流程系统或是有针对性地进行分类处理, 尽可能地降低处理难度, 使处理费用较低, 操作比较简单。实验室有机废水处理方法可以借鉴其它有机废水的处理。一般来说有机废水处理技术主要包括生物法和物化法。对有机物浓度高、毒性强、水质水量不稳定的实验室废水, 生物法处理效果不佳, 而物化法对此类废水的处理表现出明显的优势。实验药品回收、对实验室废弃物进行分类处理及回收循环再利用, 不仅能减小对环境的污染, 而且能减少化学药品的浪费。对高浓度实验室有机废水, 将其中的有机溶剂如醇类、酯类、有机酸、酮及醚等回收循环使用后, 再用化学方法处理; 对浓度高、毒性大且无法回收的有机废水, 需要进行集中焚烧处理。

相关技术

废液中有害物质的处理方法主要是通过物理过程和化学反应等,将有害物回收或分解、转化生成其它无毒或低毒的化合物。下面是一些有害废弃物的处理方法。

1. 含砷废液的处理
三氧化二砷是剧毒物资,其致死剂量为0.1g。在溶液中的浓度不得超过5×10-5%。处理时可利用硫酸铁在碱性条件下形成氢氧化铁沉淀与砷的化合物共沉淀和吸附作用, 将废水中的砷除去。注意,Fe3+和As3+的摩尔比约为10∶1,pH 值在9左右效果最好,充分搅拌后静置过夜,分离沉淀,排放废液。
Fe3++ 3OH-= Fe(0H)3 ↓
As3++ 3OH-= As(0H)3 ↓
可用钼蓝法或二乙基二硫代氨基甲酸银法测定砷的含量。

2.含铬废液的处理

Cr(Ⅵ)有剧毒,在溶液中的浓度不得超过5×10-5%。可在酸性(调pH值为2~3)含铬废液中,加入约10 %的硫酸亚铁溶液, Fe2+能把Cr(Ⅵ) 还原为Cr3+。然后用熟石灰或碱液调溶液的pH 为6~8 (防止pH大于10时Cr(OH)3转变成Cr(OH)4-) ,加热到80℃左右,静置过夜,分离沉淀,排放废液。
Fe2++ 2OH-= Fe(0H)2 ↓
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3 ↓
Cr3++ 3OH-= Cr(OH)3 ↓
3.含氰化物废液的处理

氰化物有剧毒,在溶液中的浓度不得超过1.0×10-4%。我们利用CN-离子的强配位性采用络合法即普鲁士蓝法处理含氰化物的废液。先在废液中加入碱液调pH为7.5~10.5,然后加入约10 %的硫酸亚铁溶液,充分搅拌,静置后分离沉淀,排放废液。
Fe2++ 6CN-= [Fe(CN)6]4-
2Fe2++ [Fe(CN)6]4-= Fe2[Fe(CN)6] ↓

4.含汞废液的处理

含汞废液的毒性极大,其最低浓度不得超过5.0×10-7% , 若废液经微生物等的作用后会变成毒性更大的有机汞。可用Na2S 把Hg2+转变成HgS ,然后使其与FeS 共沉淀而分离除去。
Hg2+ + S2-= HgS ↓
Fe2++ S2-= FeS ↓

注意: 要防止Na2S 过量生成[ HgS2]2-络离子。可先在含汞废液中加入与Hg2+浓度等摩尔的NaS•9H2O ,经充分搅拌使Hg2+生成难溶的HgS ,再加入1.0×10-3%FeSO4 ,使Fe2+与过量的Na2S生成FeS沉淀,将悬浮的HgS共沉淀。静置后分离沉淀,排放废液。

5.含铅废液的处理

含铅废液的浓度不得超过1.0×10-4%。可用氢氧化物共沉淀法处理。先用碱液调pH值为11,把Pb2+转变成难溶的Pb(OH)2 沉淀,然后加铝盐凝聚剂Al2(SO4)3使生成Al(OH)3沉淀,此时pH值为7-8,即产生Al(OH)3和Pb(OH)2共沉淀。静置澄清后分离沉淀,排放废液。
Pb2++ 2OH-= Pb(OH)2 ↓
Al3++ 3OH-= Al(OH)3 ↓

6.六价铬

六价铬废水一般存在于皮革揉制、电镀、铬黄染料废水及冷却水(阻蚀剂)中,是一种致癌物质,化验室的含六价铬废水水量小、铬浓度低(<20mg/I),在这种情况下,可先将六价铬还原为,三价铬后再用碱(氢氧化钠)进行沉淀,如选用硫酸亚铁作还原剂,废水PH控制在8__9范围,选用亚硫酸钠作还原剂,废水pH控制在2—3范围,其他还原剂还有二氧化硫、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠等,化验员可根据情况选用。

7.镉

90%镉的应用于电镀、颜料、合金及电池等,对环境监测站化验室含镉废水实用的方法有沉淀法,吸附法。使用沉淀法,沉淀剂有氢氧化物、硫化物、聚合硫酸铁,使用氢氧化物,pH控制在lO以上,可达满意效果;使用硫化物PH控制在9以上;使用聚合硫酸铁pH控制在8.5~9.5范围。吸附法,可使用活性炭、风化煤、磺化煤作吸附剂。

8.酚
随着石油化工、塑料、合成纤维、焦化等工业的迅速发展,各种含酚废水也相应增多,酚的毒性较高,使用活性炭作吸附剂是一种可行的方法。对于其他有毒有害有机废水,化验员也可用此方法。

9.有机回收与利用

实验用过的有机溶剂有些可回收,可先在分液漏斗中洗涤有机溶剂,根据有机溶剂中所含溶解物不同,采用不同洗涤剂进行洗涤后,再用水洗涤,然后干燥。再通过蒸馏进行精制,纯化。如四氯化碳,若含有双硫腙,则可用H2SO4 洗涤一次,再用水洗两次,经无水氯化钙干燥后,蒸馏收集76~78℃馏分。烃、酮、醛、醇、酯等有机物也可在燃烧炉中处理,温度为800~850℃时可完全燃烧或分解,产生的气体用碱液洗涤。

6. 生物制药废水如何处理有哪些工艺方法

制药废水的水复质特点使得多制数制药废水单独采用生化法处理根本无法达标,所以在生化处理前必须进行必要的预处理。一般应设调节池,调节水质水量和pH,且根据实际情况采用某种物化或化学法作为预处理工序,以降低水中的SS、盐度及部分COD,减少废水中的生物抑制性物质,并提高废水的可降解性,以利于废水的后续生化处理。
预处理后的废水,可根据其水质特征选取某种厌氧和好氧工艺进行处理,若出水要求较高,好氧处理工艺后还需继续进行后处理。具体工艺的选择应综合考虑废水的性质、工艺的处理效果、基建投资及运行维护等因素,做到技术可行,经济合理。总的工艺路线为预处理-厌氧-好氧-(后处理)组合工艺。如陈明辉等[28]采用水解吸附—接触氧化—过滤组合工艺处理含人工胰岛素等的综合制药废水,处理后出水水质优于GB8978-1996的一级标准。气浮-水解-接触氧化工艺处理化学制药废水、复合微氧水解-复合好氧-砂滤工艺处理抗生素废水、气浮-UBF-CASS工艺处理高浓度中药提取废水等都取得了较好的处理效果

7. 废水主要处理方法并举例说明

在目前的生产水平条件下,工业生产中产生废水和生活污水是不可避免的。为保证水体不被污染就必须对这些废水在排入水体之前加以处理。清除各种污染物有多种方法,这些方法是针对不同性质和形式的污染物而建立的。按照这些方法的不同机理可以分为下面四种类型。

(1)物理方法

通过物理作用来清除废水中的污染物称为物理处理法。常用的方法是利用过滤、沉淀、浮选等技术分离废水中的悬浮污染物。

(2)化学处理法

通过一些化学反应清除废水中污染物质或使其转化为其它物质从而化有害为无害、有毒为无毒等,称为化学处理法。常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等。

①中和法主要用来除废水的酸、碱性。

②氧化法主要是通过氧化作用加速污染物的降解和转化。一般有三种方式:一是空气氧化法,即将废水暴露在空气中,利用空气氧化;二是化学氧化法,即在废水中加高锰酸钾、液氯、臭氧等强氧化剂使其发生氧化反应;三是电解氧化法,即利用电解的基本原理,使废水中有害物质通过电解过程,在阴阳两级分别发生氧化和还原反应,以消除污染物质。

③化学凝聚法这是处理废水常用的一种方法。当废水中含有许多胶体物质,用物理方法不易除去时,常加凝聚剂,如硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、明矾、铝酸钠、氧化铁等,以清除胶体带的电荷,使之变成絮状,迅速下沉。

④电解凝聚法电解凝聚法与化学凝聚法基本相同,即清除胶体上的电荷,使其发生凝聚作用。不过,后者是促使胶体下沉,前者是促使肢体聚集于液体表面。电解凝聚法常用于去除废水中的乳化油。通过电解作用使阳极电板上产生矾花,即氢氧化铁,阴极产生氢气。矾花和气体气泡不断上升,将乳化油带至液面产生凝聚、吸附和浮托等作用,因此又称电浮选法。

(3)物理化学法

物理化学法有离子交换法、吸附法、萃取法、分离技术等。

①离子交换法这个方法是使硬水软化的传统方法,现在是深度处理废水和回收其中有用物质的重要方法之一。常用于除去或回收废水中的重金属。即利用离子交换作用,把废水中希望除去的或回收的阳离子或

交换,如:

RH+M+=RM+H+

RH——交换树脂

M+——金属交换离子

R——树脂母体

然后用水或其它液体淋洗树脂,将其中重金属洗出,树脂复原。

离子交换树脂有天然和人工合成产物两种。此外,天然的蒙脱石、沸石、多水高岭土和伊利石等均有离子交换吸附能力,也可用于处理废水,并具有来源容易、成本低等优点。

②吸附法吸附法是采用固体多孔吸附剂,吸附废水中的味、臭、色、油、酚等污染物的处理方法。属于这类吸附剂的有活性炭、活性硅石、硅酸、白土、蒙脱石、氧化铝和骨粉等。

③萃取法采用某种有机溶剂,从废水中除去或回收可溶于该溶剂中的污染物的处理方法,例如,用重质苯、异丙醚等革取废水中的酚。

④泡沫分离这种方法是把空气吹入废水中,或者在废水中投放表面活性物质,使水中形成许多泡沫,水中表面活性或非活性污染物质吸附在泡沫上,升至水面,不断刮去泡沫,就能达到去除污染物的目的。

⑤分离技术膜分离技术可分为电渗析法、扩散渗析法、反渗透法和超过滤法四种形式。

a.电渗析法电渗析是在离子交换法基础上发展起来的一项分离技术。溶液中的离子在直流电场的作用下,有选择地通过离子交换膜进行定向迁移,此法多用于海水和苦咸水除盐、制取去离子水等。

b.扩散渗析扩散渗析即为浓差渗析,利用半透膜(只能透过溶剂或只透过溶质的膜)使溶液中的溶质由高浓度一侧,通过膜向低浓度一侧迁移。此法主要用于酸、碱废液的处理、回收和有机、无机电解质的分离、纯化。

c.反渗透反渗透是以压力为推动力,把水溶液中的水分离出来,同时分离、浓缩溶液中的分子态或离子态物质的方法。反渗透法在化工分离技术、硬水软化、制取高纯水和分离细菌、病毒等方面得到广泛应用。

d.超过滤法超过滤法是以压力为推动力,使水溶液中大分子物质和水分离。其本质是机械筛滤。在这种方法中,膜表面孔隙大小是主要控制因素。

(4)生物处理法

生物处理法也称生化处理法。生物处理法是处理废水中应用最久、最广和相当有效的一种方法。它是利用自然界存在的各种微生物,将废水中有机物进行降解,达到废水净化的目的。根据废水处理过程中起作用的微生物对氧气要求的不同,废水的生物处理分为好气和厌气生物处理两类。

①好气生物处理法好气生物处理是在废水中通过大量空气,促使好气微生物大量繁殖,并注意调节pH值(6~9)、温度(20~30℃)和增加必要的养料(BOD∶N∶P=100∶5∶1)等,使之有利于微生物的生长和发育。它们能将废水中的有机物大量分解,分解为CO2、H2O、NH3和硫酸盐、磷酸盐等,达到去除有机污染物质的目的。

②嫌气生物处理法嫌气生物处理是在缺氧条件下,利用嫌气微生物来进行废水处理,这种办法常用于处理有机质含量高的废水,即生化需氧量在5000~10000mg/L以上的废水。

(5)土地处理系统法

此法是利用土地及其中的微生物和植物根系对污水进行处理,同时又利用其中的水分和养分促进农作物、牧草或树木的生长。土地处理系统常用于中、小城市污水二级处理之后代替三级处理。土地处理系统是由污水的沉淀预处理、贮水塘、灌溉系统、地下排水系统等部分组成。处理方式一般为污水灌溉(通过喷洒或自流将污水排放到地表以促进植物的生长)、渗滤(将污水排放到粗砂、砂壤和土壤上经渗滤处理并补充地下水)和地表漫流(将污水有控制地排放到地面上,适于透水性差的粘土和粘质土壤,地面上常播种青草)等。

由于不同的工业废水和生活污水具有不同的水质和水量,即使相同的工业,也由于各个工厂对生产原料的质量配比要求不一样以及采用的生产工艺流程不同,因而废水成分也有很大的变化。废水处理方法的选择,应根据废水的水质和数量,采取不同的处理方法。同时还要考虑处理方法的效果、操作费用、废水处理过程中所产生的淤泥和沉渣的处理,可能产生的二次污染问题以及废物的回收利用等等。简而言之,废水处理就是要把废水中的污染物质分离出来,或将其分解为无害物质,以达到废水治理的基本目的,满足各种不同用途的要求。

8. 如何利用微生物处理废水

科研人员正不断更新环境保护的方法,提高治理和防御的效果?在环境污染中,废水的污染尤为严重,直接威胁着我们人类的生存?在研究中科研人员发现,用微生物处理废水和石油污染具有效率高?成本低的优点,因而备受青睐?

用微生物处理废水,效果与化学方法处理一样,而成本只有化学方法的1/10?

其实,在人们还没有发现并利用微生物处理废物?净化环境以前,微生物就已经默默无闻地独揽着净化大自然的重要使命?

地球上每年动物?植物的生成量达5000亿吨,在它们生命活动结束之后,如果不是微生物悄悄地把遗留的尸体残骸分解并转换的话,那么,地球上的这些废物一直堆积起来真是会出现可怕而又难以想象的局面?我们上月球也许就不必发射宇宙飞船了,只需爬上垃圾堆就可以进月球了?

大自然环境保护标兵的桂冠非微生物莫属,人类真应该真诚地感谢这些微小的“朋友”?

微生物又是怎样“治理”环境的呢?能除掉废水中毒物的功臣主要是微生物包括细菌?霉菌?酵母菌等和一些原生动物,它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化?

有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸作为营养物质吸收利用,除酚效率可达99%,有的微生物还能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性?

微生物处理废水

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