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酶處理有機污水原理

發布時間:2020-12-30 17:29:09

A. 廢水中有機物分解速度與那些因素有關,如酸鹼性、氨蛋酶

影響酶催化作用的因素有:
1、溫度:
溫度對酶促反應速度的影響很大,表現為雙重作用:
(1)與非酶的化學反應相同,當溫度升高,活化分子數增多,酶促反應速度加快,對許多酶來說,溫度系數Q10多為1~2,也就是說每增高反應溫度10℃,酶反應速度增加1~2倍。
(2)由於酶是蛋白質,隨著溫度升高而使酶逐步變性,即通過酶活力的減少而降低酶的反應速度。以溫度(T)為橫坐標,酶促反應速度(V)為縱坐標作圖,所得曲線為稍有傾斜的鍾罩形。曲線頂峰處對應的溫度,稱為最適溫度。最適溫度是上述溫度對酶反應的雙重影響的結果,在低於最適溫度時,前一種效應為主,在高於最適溫度時,後一種效應為主,因而酶活性迅速喪失,反應速度很快下降。
2、pH值:
pH影響酶促反應速度的原因:
(1)環境過酸、過鹼會影響酶蛋白構象,使酶本身變性失活。
(2)pH影響酶分子側鏈上極性基團的解離,改變它們的帶電狀態,從而使酶活性中心的結構發生變化。在最適pH時,酶分子上活性中心上的有關基團的解離狀態最適於與底物結合,pH高於或低於最適pH時,活性中心上的有關基團的解離狀態發生改變,酶和底物的結合力降低,因而酶反應速度降低。
(3)pH能影響底物分子的解離。可以設想底物分子上某些基團只有在一定的解離狀態下,才適於與酶結合發生反應。若pH的改變影響了這些基團的解離,使之不適於與酶結合,當然反應速度亦會減慢。
3、酶的濃度:
在有足夠底物而又不受其它因素的影響的情況下,則酶促反應速率與酶濃度成正比。當底物分子濃度足夠時,酶分子越多,底物轉化的速度越快。但事實上,當酶濃度很高時,並不保持這種關系,曲線逐漸趨向平緩。根據分析,這可能是高濃度的底物夾帶夾帶有許多的抑制劑所致。
當酶促反應體系的溫度、pH不變,底物濃度足夠大,足以使酶飽和,則反應速度與酶濃度成正比關系。因為在酶促反應中,酶分子首先與底物分子作用,生成活化的中間產物(或活化絡合物),而後再轉變為最終產物。在底物充分過量的情況下,可以設想,酶的數量越多,則生成的中間產物越多,反應速度也就越快。相反,如果反應體系中底物不足,酶分子過量,現有的酶分子尚未發揮作用,中間產物的數目比游離酶分子數還少,在此情況下,再增加酶濃度,也不會增大酶促反應的速度。
4、底物濃度:
在生化反應中,若酶的濃度為定值,底物的起始濃度較低時,酶促反應速度與底物濃度成正比,即隨底物濃度的增加而增加。當所有的酶與底物結合生成中間產物後,即使在增加底物濃度,中間產物濃度也不會增加,酶促反應速度也不增加。
還可以得出,在底物濃度相同條件下,酶促反應速度與酶的初始濃度成正比。酶的初始濃度大,其酶促反應速度就大。
5、激活劑對酶促反應速度的影響 :
凡是能提高酶活性的物質,都稱激活劑,其中大部分是離子或簡單的有機化合物。激活劑種類很多,有①無機陽離子,如鈉離子、鉀離子、銅離子、鈣離子等;②無機陰離子,如氯離子、溴離子、碘離子、硫酸鹽離子磷酸鹽離子等;③有機化合物,如維生素C、半胱氨酸、還原性谷胱甘肽等。許多酶只有當某一種適當的激活劑存在時,才表現出催化活性或強化其催化活性,這稱為對酶的激活作用。而有些酶被合成後呈現無活性狀態,這種酶稱為酶原。它必須經過適當的激活劑激活後才具活性。
6、抑制劑對酶促反應速度的影響 :
能減弱、抑制甚至破壞酶活性的物質稱為酶的抑制劑。它可降低酶促反應速度。酶的抑制劑有重金屬離子、一氧化碳、硫化氫、氫氰酸、氟化物、碘化乙酸、生物鹼、染料、對-氯汞苯甲酸、二異丙基氟磷酸、乙二胺四乙酸、表面活性劑等。
對酶促反應的抑制可分為競爭性抑制和非競爭性抑制。與底物結構類似的物質爭先與酶的活性中心結合,從而降低酶促反應速度,這種作用稱為競爭性抑制。競爭性抑制是可逆性抑制,通過增加底物濃度最終可解除抑制,恢復酶的活性。與底物結構類似的物質稱為競爭性抑制劑。抑制劑與酶活性中心以外的位點結合後,底物仍可與酶活性中心結合,但酶不顯示活性,這種作用稱為非競爭性抑制。非競爭性抑制是不可逆的,增加底物濃度並不能解除對酶活性的抑制。與酶活性中心以外的位點結合的抑制劑,稱為非競爭性抑制劑。
有的物質既可作為一種酶的抑制劑,又可作為另一種酶的激活劑。

B. 我廠是不飽和聚酯樹脂,產生的廢水COD為100000,有無工藝流程可把COD降至100以內呢

水解是指有機物進入微生物細胞前、在胞外進行的生物化學反應。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應。 酸化是一類典型的發酵過程,微生物的代謝產物主要是各種有機酸。 從機理上講,水解和酸化是厭氧消化過程的兩個階段,但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機物轉變為溶解性有機物,特別是工業廢水,主要將其中難生物降解的有機物轉變為易生物降解的有機物,提高廢水的可生化性,以利於後續的好氧處理。考慮到後續好氧處理的能耗問題,水解主要用於低濃度難降解廢水的預處理。混合厭氧消化工藝中的水解酸化的目的是為混合厭氧消化過程的甲烷發酵提供底物。而兩相厭氧消化工藝中的產酸相是將混合厭氧消化中的產酸相和產甲烷相分開,以創造各自的最佳環境。
編輯本段處理過程
一、厭氧生化處理的概述 廢水厭氧生物處理是指在無分子氧的條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,將廢水中各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程。 厭氧生化處理過程:高分子有機物的厭氧降解過程可以被分為四個階段:水解階段、發酵(或酸化)階段、產乙酸階段和產甲烷階段。 1、水解階段 水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。 2、發酵(或酸化)階段 發酵可定義為有機物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程,在此過程中溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物,因此這一過程也稱為酸化。 3、產乙酸階段 在產氫產乙酸菌的作用下,上一階段的產物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質。 4、甲烷階段 這一階段,乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉化為甲烷、二氧化碳和新的細胞物質。 二、水解酸化分析 高分子有機物因相對分子量巨大,不能透過細胞膜,因此不可能為細菌直接利用。它們在水解階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如,纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖,澱粉被澱粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖,蛋白質被蛋白質酶水解為短肽與氨基酸等。這些小分子的水解產物能夠溶解於水並透過細胞膜為細菌所利用。水解過程通常較緩慢,多種因素如溫度、有機物的組成、水解產物的濃度等可能影響水解的速度與水解的程度。 酸化階段,上述小分子的化合物在酸化菌的細胞內轉化為更為簡單的化合物並分泌到細胞外。發酵細菌絕大多數是嚴格厭氧菌,但通常有約1%的兼性厭氧菌存在於厭氧環境中,這些兼性厭氧菌能夠起到保護嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等,產物的組成取決於厭氧降解的條件、底物種類和參與酸化的微生物種群。
總結
水解階段是大分子有機物降解的必經過程,大分子有機想要被微生物所利用,必須先水解為小分子有機物,這樣才能進入細菌細胞內進一步降解。酸化階段是有機物降解的提速過程,因為它將水解後的小分子有機進一步轉化為簡單的化合物並分泌到細胞外。這也是為何在實際的工業廢水處理工程中,水解酸化往往作為預處理單元的原因。 兩點普遍認同的作用: 1、提高廢水可生化性:能將大分子有機物轉化為小分子。 2、去除廢水中的COD:既然是異養型微生物細菌,那麼就必須從環境中汲取養分,所以必定有部分有機物降解合成自身細胞。
編輯本段設計計算
水解(酸化)池設計計算 1、有效池容V可以根據污水在池內的水力停留時間計算的。水解(酸化)池內水力停留時間需根據污水的有機物種類(水解的速度情況)、進水有機物濃度、當地的平均氣溫情況綜合而定。 2、池截面面積根據污水在池內的上升流速計算。對於水解酸化反應器,為了保持其處理的高效率,必須保持池內足夠多的活性污泥,同時要使進入反應器的廢水盡量快地與活性污泥混合,增加活性污泥與進水有機物的接觸好。上升流速需要保證污泥不沉積,同時又不能使活性污泥流失,所以保持合適的上升流速是必要的。 3、反應池布水系統設計。水解酸化反應器良好運行的重要條件之一是保障污泥與廢水之間的充分接觸,為了布水均勻與克服死區,水解酸化池底部按多槽布水區設計,並且反應器底部進水布水 系統應該盡可能地布水均勻。 水解酸化池的布水系統形式有多種,布水系統兼有配水和水力攪拌的功能,為了保證這兩個功能的實現,需要滿足以下原則。 (1)、確保各單位面積的進水量基本相同,以防止發生短路現象; (2)、盡可能滿足水力攪拌需要,保證進水有機物與污泥迅速混合; (3)、易觀察到進水管的堵塞,並當堵塞發生後很容易被清除。
總結
對於設計來說較難掌控的是水解酸化池的停留時間,因為廢水的種類不同,所含的有機物水解速度不同,所以停留時間自然不會相同。這就需要對所做的工程總結經驗數據,或者通過做實驗確定。對於水解酸化工藝本人並沒有什麼實際經驗,從理論來看,覺得可以放大停留時間,保證水解時間,讓其適當過渡到厭氧後兩個階段。 本文的設計計算部分摘錄了《水解(酸化)反應器在工程應用中的研究與展望》—中山市環境科學研究所論文的內容,另外該論文里有介紹了水解(酸化)反應器的類型及其在工程應用中的效果,其常規設計的兩個參數如下: 1、停留時間:一般為2.5-4.5h,考慮綜合情況。 2、池內上升流速:一般控制在0.8-1.8 m/h 較合適。 水解酸化主要用於有機物濃度較高、SS較高的污水處理工藝,是一個比較重要的工藝。如果後級接入UASB工藝,可以大大提高UASB的容積負荷,提高去除效率。水中有機物為復雜結構時,水解酸化菌利用H2O電離的H+和-OH將有機物分子中的C-C打開,一端加入H+,一端加入-OH,可以將長鏈水解為短鏈、支鏈成直鏈、環狀結構成直鏈或支鏈,提高污水的可生化性。水中SS高時,水解菌通過胞外粘膜將其捕捉,用外酶水解成分子斷片再進入胞內代謝,不完全的代謝可以使SS成為溶解性有機物,出水就變的清澈了。這其間水解菌是利用了水解斷鍵的有機物中共價鍵能量完成了生命的活動形式。但是COD在表象上是不一定有變化的,這要根據你在設計時選擇的參數和污水中有機物的性質共同確定的,長期的運行控制可以讓菌種產生誘導酶定向處理有機物,這也就是調試階段工藝控制好以後,處理效果會逐步提高的原因之一。水解工藝並不是簡單的,設計時要考慮污水中有機物的性質,確定水解的工藝設計,水解停留時間、攪拌方式、循環方式、污泥迴流方式、設計負荷、出水酸化度、污泥消解能力、後級配套工藝(UASB或接觸氧化)。 有人提到水解後COD不降反升,可能有以下原因:一是復雜有機物在COD檢測中不能顯示出來,但是水解後就可能顯示COD;另一種可能是調試時,運行參數控制不準確,造成水解菌膠團上升隨出水流失;再一可能是沒有考慮有機物的生物毒性濃度和系統的生物忍耐性,造成菌種中毒流失,流失的菌膠團在出水檢測中顯示COD增高,這就要求調試時加強生物相的觀察和記錄對比。

C. 生物酶降解廢水中的有機物,為什麼可防止水體富營養化

水體富營養化的主要原因是由於水體中氮,磷含量過高導致,而生化處理工藝能很好的去除廢水中的氮,磷。答案來自環保通

D. 除甲醛可信嗎,什麼原理

首先肯定的是除甲醛是可信的,但去除甲醛的方法有數千萬種,人們希望後室內甲醛等有害氣體裝修污染甲醛被統統去除,但難免會走一些彎路,我們必須要避免這三種類型的除甲醛誤區!今天我們就來深入看看這三大除甲醛誤區的原理。

因此這些方法不僅可以去除甲醛,而且可以增加室內甲醛含量。是什麼導致人們誤解?可以說,這些除甲醛方法是一種由生活經驗總結出來的民間去甲醛方法,是經過時間和實踐檢驗的真理。但是,這種方法是沒有科學依據的除甲醛方法。

E. 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

F. 高含鹽廢水處理方法

1、馴化處理:

在鹽度小於2g/L條件下,可能通過馴化處理含鹽污水。但是馴化鹽度濃度必須逐漸提高,分階段的將系統馴化到要求鹽度水平。突然高鹽環境會造成馴化的失敗和啟動的延遲。

2、稀釋進水鹽度:

既然高鹽成為微生物的抑制和毒害劑,那麼將進水進行稀釋,使鹽度低於毒域值,生物處理就不會收到抑制。這種方法簡單,易於操作和管理;其缺點就是增加處理規模,增加基建投資,增加運行費用,浪費水資源。

3、蒸發濃縮除鹽:

在鹽度大於2g/L時,蒸發濃縮除鹽是最經濟也是最有效的可行辦法。其它的方法如培養含鹽菌等的方法都存在工業實踐難以運行的問題。

4、生物方法:

許多研究表明,生物方法可以處理高含鹽廢水。但由低鹽到高鹽,微生物有一個適應期。從淡水環境到高鹽環境時,由於鹽的變化可能引起微生物代謝途徑的改變,菌種選擇的結果使適應高鹽的菌種較少,只有當微生物經培養馴化後,才能產生適應高鹽的菌種,以耐受一定的鹽濃度。

(6)酶處理有機污水原理擴展閱讀:

高含鹽廢水的生化處理:

高含鹽廢水生物處理流程的選擇高含鹽廢水生物處理流程與普通生物處理流程基本一樣,主要包括調節池、曝氣池、二沉池、污泥迴流、剩餘污泥脫水、投加營養鹽等。

(1)調節池。含鹽廢水調節池考慮的主要因素是廢水鹽濃度的變化,除生產波動周期、沖擊因素外,應重點考慮水中鹽濃度的變化和如何進行調整,如低含鹽水量的減少或過高含鹽來水的沖擊。

(2)曝氣池。根據廢水中含鹽類型不同,曝氣池選擇也應有所不同。生物處理含CaCL2較高的廢水,應採用傳統曝氣方式。鈣離子能增加活性污泥的絮體強度,高CaCL2可使污泥中灰分達到40%~50%,污泥密度增加,曝氣池中的污泥濃度可在5000mg/L以上。因此,應採用提升力較大的傳統曝氣、深井曝氣、流化床曝氣等曝氣方法。曝氣也應選用氣泡較大、提升力較強的散流曝氣器等曝氣方式。

(3)二沉池。二沉池表面負荷應有一定的餘量,主要是考慮廢水密度增加,不利於污泥沉澱,尤其是含NaCl廢水。處理水量較大時,特別是含CaCL2廢水,最好採用周邊傳動式刮泥機,以適應污泥濃度高、密度大的特點。在採用傳統活性污泥法處理高CaCL2廢水時,應適當加大污泥迴流量,以減少廢水波動造成的沖擊,提高系統的穩定性。

(4)污泥脫水。由於含CaCL2廢水生物處理的剩餘污泥含鈣鹽多,有利於脫水,可不用加絮凝劑。經濃縮後的污泥濃度可大於50g/L。剩餘污泥量與普通廢水處理的剩餘污泥類似,設計參數可參考普通污泥脫水。

G. 淺談廢水生物處理的方法有哪些

廢水生物處理法主要有:

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。[2]

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。[2]

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]

H. 下列說法都正確的是①使用生物酶降解生活廢水中的有機物,使用填埋法處理未經分類的生活垃圾②四川災區重

①使用填埋法處理未經分類的生活垃圾會污染土壤和水資源,故錯誤;
②鋼材是鐵版的合權金,故正確;
③塑料難以降解,容易造成白色污染,積極推行「限塑令」,加快研發利用二氧化碳合成的聚碳酸酯類可降解塑料,有利於環境保護,故正確;
④硅在元素周期表中處於金屬與非金屬的交界位置,故正確;
⑤使用太陽能、風能有利於二氧化碳的排放,符合低碳經濟、循環經濟,故正確;
⑥橡膠材料屬於高分子化合物,故正確.
故選D.

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