① 生物太空技术的内容是什么
生物技术应用于太空发展,可以为宇航员构建长期太空探险所需的生命支持环境。在微弱的重力环境下,由于重量差异,沉降与对流较难发生,所以在地球上由于流体所造成的干扰现象可利用生物太空技术获得改善,对于实验的进行以及材料的制造有极大助益。有关太空中所进行的生物技术实验内容有生理实验、蛋白质结晶生成、分离与精制、细胞培养、生产有用物质以及在太空环境中与衣食住行相关的生物技术。
航空员
② 膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些
膜分离在生物产物的回收和纯化方面的应用有哪些
膜分离技术是指在分子水平上不内同粒径分子的混合物在容通过半透膜时,实现选择性分离的技术,在饮用水净化、工业用水处理,食品、饮料用水净化、除菌,生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用,并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。分离膜因其独特的结构和性能,在环境保护和水资源再生方面异军突起,在环境工程,特别是废水处理和中水回用方面有着广泛的应用前景。 膜在大自然中,特别是在生物体内是广泛存在的,首先出现的是超滤膜和微孔过滤,然后才出现反渗透。
1748年Abble Nelkt发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,首次揭示了膜分离现象,但是直到本世纪60年代中期,膜分离技术才应用在工业上。
③ 含重金属废水处理的主要技术有膜分离法吗
有的。其中还主要包含溶剂萃取分离、离子交换法及吸附法。
溶剂萃取分离
溶剂萃取法是分离和净化物质常用的方法。由于液液接触,可连续 操作,分离效果较好。使用这种方法时,要选择有较高选择性的萃取
剂,废水中重金属一般以阳离子或阴离子形式存在,例如在酸性条件 下,与萃取剂发生络合反应,从水相被萃取到有机相,然后在碱性条
件下被反萃取到水相,使溶剂再生以循环利用。这就要求在萃取操作 时注意选择水相酸度。尽管萃取法有较大优越性,然而溶剂在萃取过
程中的流失和再生过程中能源消耗大,使这种方法存在一定局限性, 应用受到很大的限制。
离子交换法
离子交换法是重金属离子与离子交换剂进行交换,达到去除废水中 重金属离子的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交
换树脂、螯合树脂等。几年来,国内外学者就离子交换剂的研制开发 展开了大量的研究工作。随着离子交换剂的不断涌现,在电镀废水深
度处理、高价金属盐类的回收等方面,离子交换法越来越展现出其优 势。离子交换法是一种重要的电镀废水治理方法,处理容量大,出水
水质好,可回收重金属资源,对环境无二次污染,但离子交换剂易氧 化失效,再生频繁,操作费用高。
膜分离技术
膜分离技术是利用一种特殊的半透膜,在外界压力的作用下,不改 变溶液中化学形态的基础上,将溶剂和溶质进行分离或浓缩的方法,
包括电渗析和隔膜电解。电渗析是在直流电场作用下,利用阴阳离子 交换膜对溶液阴阳离子选择透过性使水溶液中重金属离子与水分离 的一种物理化学过程。
隔膜电解是以膜隔开电解装置的阳极和阴极而 进行电解的方法,实际上是把电渗析与电解组合起来的一种方法。上
述方法在运行中都遇到了电极极化、结垢和腐蚀等问题。
吸附法
吸附法是利用多孔性固态物质吸附去除水中重金属离子的一种有效 方法。吸附法的关键技术是吸附剂的选择,传统吸附剂是活性炭。活
性炭有很强吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,处理水质很 难达到回用要求,价格贵,应用受到限制。近年来,逐渐开发出有吸
附能力的多种吸附材料。有相关研究表明,壳聚糖及其衍生物是重金 属离子的良好吸附剂,壳聚糖树脂交联后,可重复使用 10 次,吸附
容量没有明显降低。利用改性的海泡石治理重金属废水对 Pb2+、 Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力,处理后废水中重金属含量显著低于 污水综合排放标准。
另有文献报道蒙脱石也是一种性能良好的粘土矿 物吸附剂, 铝锆柱撑蒙脱石在酸性条件下对 Cr 6+的去除率达到 99%, 出水中 Cr
6+含量低于国家排放标准,具有实际应用前景。
④ 生物精炼是什么
生物精炼就是将生物质转化为燃料、热量、动力和化学品。生物精炼作为未来的能源来源有很多争论,所以也有理由怀疑我们能否发展好这些能源。
生物质是可以转化为燃料的植物性物质。木材是最明显的例子,如果您开始篝火或使用壁炉,则说明您已经进行生物精制了。草、农业和林业残留物、藻类都是生物质的例子。
生物精炼的好处
那么,与我们习惯的煤炭和石油相比,燃烧木材和大豆有什么好处呢?支持者指出,生物燃料可以在任何地方种植,减少我们对外国石油的依赖。
这对环境也有很大的好处:燃烧生物质确实会释放二氧化碳,但国家可再生能源实验室解释说,排放的二氧化碳或多或少与植物在其生命周期中吸收的二氧化碳平衡。化石燃料的燃烧释放出了封存了数百万年的二氧化碳,改变了全球大气的总体平衡。
发电能力
从植物物质到能源最常见的途径是直接燃烧系统:产生的蒸汽带动涡轮机发电。虽然甲烷本身不是来自植物(它是腐烂有机物的副产品),但它可以用于生物燃料的生产。生物燃料也可以用来代替石油燃料,为汽车和喷气式飞机提供动力。
制造化学品
根据生物质分解的方式,它可以产生组成糖或氢和一氧化碳。产量的不足用价值来弥补,生产牙膏凝胶、防冻剂、塑料、胶水、人造甜味剂、摄影胶片、合成纤维织物等等。
缺点
利用生物质能有很多好处,但也有很多理由让我们保持警惕。大多数不利因素都与生物燃料的生产有关。
地球上适合农业的土地是有限的;将更多的水用于种植生物精炼作物,必然意味着为饥饿人口提供食物的空间将会减少。
⑤ 水产加工业产生的污水处理可以使用MBR膜技术吗工艺流程是什么样的
MBR膜是一套组件。安装在一个池内。具体操作,根据一般的污水8分钟运行,2分钟反冲洗。
避免膜堵塞。MLSS控制在5000mg/L.
价格50吨/ d 的污水,一套膜组件6万左右。
⑥ 水处理中常用的膜分离技术有哪些,它们是如何界定的
纳滤技术复
纳滤制的主要应用领域涉及:食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业等。
反渗透技术
由于反渗透设备分离技术的先进、高效和节能的特点,在国民经济各个部门都得到了广泛的应用,主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩,主要应用领域包括以下:食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物(农产品)深加工、生物医药、生物发酵等。
微滤技术
具体涉及领域主要有:医药工业、食品工业(明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。、
超滤技术
早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来,随着超滤技术的发展,如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。
⑦ 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。
Fe3++ 3OH-= Fe(0H)3 ↓
As3++ 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。
Fe2++ 2OH-= Fe(0H)2 ↓
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3 ↓
Cr3++ 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Pb2+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。
⑧ 电镀厂都会采用哪些废水处理工艺
目前,我国处理电镀废水常用的方法有化学法、生物法、物化法和电化学法等。
化学法
化学法是依靠氧化还原反应或中和沉淀反应将有毒有害的物质分解为无毒无害的物质,或者直接将重金属经沉淀或气浮从废水中除去。
1、沉淀法
(1) 中和沉淀法。在含重金属的废水中加入碱进行中和反应,使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀形式加以分离。中和沉淀法操作简单,是常用的处理废水方法。
(2) 硫化物沉淀法。加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法。与中和沉淀法相比,硫化物沉淀法的优点是:重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低,反应pH值在7~9之间,处理后的废水一般不用中和,处理效果更好。但硫化物沉淀法的缺点是:硫化物沉淀颗粒小,易形成胶体,硫化物沉淀在水中残留,遇酸生成气体,可能造成二次污染。
(3) 螯合沉淀法。通过高分子重金属捕集沉淀剂(DTCR)在常温下与废水中Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+及Cr3+等重金属离子迅速反应,生成不溶水的螯合盐,再加入少量有机或(和)无机絮凝剂,形成絮状沉淀,从而达到捕集去除重金属的目的。DTCR系列药剂处理电镀废水的特点是可同时去除多种重金属离子,对重金属离子以络合盐形式存在的情况,也能发挥良好的去除效果,去除胶质重金属不受共存盐类的影响,具有较好的发展前景。
2、氧化法
通过投加氧化剂,将电镀废水中有毒物质氧化为无毒或低毒物,主要用于处理废水中的CN-、Fe2+、Mn2+低价态离子及造成色度、昧、嗅的各种有机物以及致病微生物。如处理含氰废水时,常用次氯酸盐在碱性条件下氧化其中的氰离子,使之分解成低毒的氰酸盐,然后再进一步降解为无毒的二氧化碳和氮。
3、化学还原法
化学还原法在电镀废水治理中最典型的是对含铬废水的治理。其方法是在废水中加入还原剂FeS04、NaHS03、Na2S03、S02或铁粉等,使Cr(Ⅵ)还原成Cr(III),然后再加入NaOH或石灰乳沉淀分离。该法优点是设备简单、投资少、处理量大,但要防止沉渣污泥造成二次污染。
4、中和法
通过酸碱中和反应,调节电镀废水的酸碱度,使其呈中性或接近中性或适宜下步处理的酸碱度范围,主要用来处理电镀厂的酸洗废水。
5、气浮法
气浮法作为处理电镀废水的技术是近几年发展起来的一项新工艺。其基本原理是用高压水泵将水加压到几个大气压注入溶罐中,使气、水混合成溶气水,溶气水通过溶气释放器进入水池中,由于突然减压,溶解在水中的空气形成大量微气泡,与电镀废水初步处理产生的凝聚状物黏附在一起,使其相对密度小于水而浮到水面上成为浮渣排除,从而使废水得到净化。
生物法
生物处理是一种处理电镀废水的新技术。一些微生物代谢产物能使废水中的重金属离子改变价态,同时微生物菌群本身还有较强的生物絮凝、静电吸附作用,能够吸附金属离子,使重金属经固液分离后进入菌泥饼,从而使得废水达标排放或回用。
1、生物吸附法
凡具有从溶液中分离金属能力的物体或生物体制备的衍生物称为生物吸附剂。生物吸附剂主要是菌体、藻类及一些提取物。微生物对重金属的吸附机理取决于许多物理、化学因素,如光、温度、pH值、重金属含量及化学形态、其他离子、螫合剂的存在和吸附剂的预处理等。生物吸附技术治理重金属污染具有一定的优势,在低含量条件下,生物吸附剂可以选择性地吸附其中的重金属,受水溶液中钙、镁离子的干扰影响较小。该方法处理效率高,无二次污染,可有效地回收一些贵重金属。但是生物成长环境不容易控制,往往会因水质的变化而大量中毒死亡。
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。微生物絮凝剂是由微生物自身产生的、具有高效絮凝作用的天然高分子物质,它的主要成分是糖蛋白、黏多糖、纤维素、蛋白质和核酸等。它具有较高电荷或较强的亲水性和疏水性,能与颗粒通过离子键、氢键和范德华力同时吸附多个胶体颗粒,在颗粒间产生架桥现象,形成一种网状三维结构而沉淀下来。目前,对重金属有絮凝作用的生物絮凝剂约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu 2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的螯合物而沉淀下来。该方法处理废水具有安全方便无毒,不产生二次污染,絮凝范围广,絮凝活性高、生长快,絮凝作用条件粗放,大多不受离子强度、pH值及温度的影响,易于实现工业化等特点。
3、生物化学法
生物化学法是通过微生物与金属离子之间发生直接的化学反应,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。其优点是:选择性强、吸附容量大、不使用化学药剂。污泥中金属含量高,二次污染明显减少,而且污泥中重金属易回收,回收率高。但其缺点是功能菌和废水中金属离子的反应效率并不高,且培养菌种的培养基消耗量较大,处理成本较高。
物化法
物化法是利用离子交换或膜分离或吸附剂等方法去除电镀废水所含的杂质,其在工业上应用广泛,通常与其他方法配合使用。
1、离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂分离废水中有害物质的方法。最常用的交换剂是离子交换树脂,树脂饱和后可用酸碱再生后反复使用。离子交换是靠交换剂自身所带的能自由移动的离子与被处理的溶液中的离子通过离子交换来实现的。多数情况下,离子是先被吸附,再被交换,具有吸附、交换双重作用。对于含铬等重金属离子的废水,可用阴离子交换树脂去除Cr(VI),用阳离子交换树脂去除Cr(Ⅲ)、铁、铜等离子。一般用于处理低有害物质含量废水,具有回收利用、化害为利、循环用水等优点,但它的技术要求较高、一次性投资大。
2、膜分离法
膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、含量或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离。利用膜分离技术,可从电镀废水中回收重金属和水资源,减轻或杜绝它对环境的污染,实现电镀的清洁生产,对附加值较高的金、银、镍、铜等电镀废水用膜分离技术可实现闭路循环,并产生良好的经济效益。对于综合电镀废水,经过简单的物理化学法处理后,采用膜分离技术可回用大部分水,回收率可达60%~80%,减少污水总排放量,削减排放到水体中的污染物。
3、蒸发浓缩法
该方法是对电镀废水进行蒸发,使重金属废水得以浓缩,并加以回收利用的一种处理方法,一般适用于处理含铬、铜、银、镍等含重金属的电镀废水。目前,一般将之作为其他方法的辅助处理手段。它具有能耗大、成本高、占地面积大、运转费用高等缺点。
4、活性炭吸附法
活性炭吸附法是处理电镀废水的一种经济有效的方法,主要用于含铬、含氰废水。它的特点是处理调节温和,操作安全,深度净化的处理水可以回用。但该方法存在活性炭再生复杂和再生液不能直接回镀槽利用的问题,吸附容量小,不适于有害物含量高的废水。
电化学法
1、电解法
电解法是利用电解作用处理或回收重金属,一般应用于贵金属含量较高或单一的电镀废水。电解法处理Cr(VI),是用铁作电极,铁阳极不断溶解产生的亚铁离子能在酸性条件下将Cr(VI)还原成Cr(Ⅲ),在阴极上Cr(Ⅵ)直接还原为Cr(Ⅲ),由于在电解过程中要消耗氢离子,水中余留的氢氧根离子使溶液从酸性变为碱性,并生成铬和铁的氢氧化物沉淀去除铬。电解法能够同时除去多种金属离子,具有净化效果好、泥渣量少、占地面积小等优点,但是消耗电能和钢材较多,目前已较少采用。
2、原电池法
以颗粒炭、煤渣或其他导电惰性物质为阴极,铁屑为阳极,废水中导电电解质起导电作用构成原电池,通过原电池反应来达到处理废水的目的。近年来,铁碳微电解技术在电镀废水的处理中受到越来越多的重视。
3、电渗析法
电渗析技术是膜分离技术的一种。它是将阴、阳离子交换膜交替地排列于正负电极之间,并用特制的隔板将其隔开,在电场作用下,以电位差为推动力,利用离子交换膜的选择透过性,把电解质从溶液中分离出来,从而实现电镀废水的浓缩、淡化、精制和提纯。
4、电凝聚气浮法 采用可溶性阳极(Fe、AI等)材料,生成Fe2+、Fe3+、Al3+等大量阳离子,通过絮凝生成Fe(OH)2、Fe(OH)3、AI(OH)3等沉淀物,以去除水中的污染物。同时,阴极上产生大量的H2微气泡,阳极上产生大量的O2微气泡,以这些气泡作为气浮载体,与絮凝污物一起上浮。大量絮体在丰富的微气泡携带下迅速上浮,达到净化水质的目的。
我国电镀废水的常规处理技术已经比较成熟,现代生物法处理电镀废水是非常有发展前途的一项废水处理技术,且不产生二次污染,关键是要运用新技术对其进行深度处理,进一步提高出水水质。膜处理技术因其分离效率高,且能回收重金属,今后必将在电镀废水处理中占据重要的地位。同时通过推广清洁生产工艺,从电镀生产的各个环节上减少排污量,变“被动治理”为“积极治理”,也是解决电镀废水污染的根本方法。