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水处理微生物学论文3500字

发布时间:2024-05-19 07:37:33

水处理技术研究及应用毕业论文 5000字

这选题上个月写过,你要可以给你

⑵ 能给我一份水处理的论文么,最好今天给我啊!

摘要:投加水处理药剂是水处理中一种常用的方法。本文以絮凝剂,杀生剂为主,介绍了它们的发展现状,使用的局限性,分析了各种主要药剂的应用前景。

1、前言

水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂,通过使用这些化学药剂,可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前由于世界各国用水量急剧增加,同时各种环保法规(水净化法)相继制定,而且要求日益严格,所以对于各类高效的水处理药剂增长很快。在我国,与日益严峻的水资源危机矛盾的是水处理药剂的生产能力很低,质量也得不到保证,所以加快我国水处理药剂这一环保材料产业的发展迫在眉睫。
水处理药剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交换树脂等。本文将对絮凝剂和杀生剂作系统地介绍。

2、絮凝剂

絮凝技术的关键是絮凝剂的选择。絮凝剂可分为无机、有机和微生物絮凝剂。

2.1、无机絮凝剂

无机低分子絮凝剂有氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁等。其聚集速度慢,形成的絮状物小,腐蚀性强,在水处理过程中存在较大的问题,而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂是在传统铝盐、铁盐的基础上发展起来的一种新型的水处理剂,价格较低廉,净水效果好。

聚合氯化铝(PAC)的混凝性能好,生成的矾花大,投药量少,效率高,沉降快,适合水质范围较宽。主要用于饮用水和工业给水的净化。同时还能用于去除水中所含的铁、锰、铬、铅等重金属,以及氟化物和水中含油等,故可用于处理多种工业废水。

聚合氯化铝铁(PAFC)是一种新型的无机高分子净水剂,产品中铝铁二者的配比是可调的,以适应不同水质的需求,已分别在石化、钢铁、煤炭工业等废水的净化处理中得到应用。结果表明,该药剂质优、价廉,是一种新型、高效、稳定的净水剂,具有广泛的应用前景。有人通过实验比较得出PAFC的净水效果稍好于PAC,但PAFC加药成本比PAC少得多。
聚合硫酸铁具有良好的絮凝和吸附作用,广泛应用于原水,饮用水、自来水、工业用水、工业废水及生活污水的处理。聚合硫酸铝(PAS)是一种使用最广的混凝剂,主要用于饮用水和工业用水的净化处理。

聚硅酸盐是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐基础上发展起来的。高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。通过把金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥能力结合在一起,使复合产物具有较强的电中和与吸附架桥作用,达到更好的净水效果。它们的絮凝脱稳性能远超过聚硅酸和聚金属离子,同聚硅酸相比,不但提高了稳定性,且增加了电中和能力;同聚金属离子相比,则增强了粘结架桥性能。以聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅氯化铝(PASC)和硅铁复合无机高分子絮凝剂为代表的复合无机高分子絮凝剂,成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种流程中,现已成为主流絮凝剂。

但是,无机高分子絮凝剂的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多,且存在对进一步水解反应的不稳定性问题。

2.2有机高分子絮凝剂

与无机絮凝剂相比,合成有机高分子絮凝剂用量少,絮凝速度快,受共存盐类、介质pH及环境温度影响小,生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂分子可带—COO、—NH—、SO3、—OH等亲电基团,可具链状、环状等多种结构,利于污染物进入絮体,脱色性好。一般有机絮凝剂的色度去除较无机絮凝剂高20%左右.目前应用较为广泛的是聚丙烯酰胺类。它能适应多种絮凝对象,用量少,效率高,生成的泥渣少,后处理容易。常与其它无机絮凝剂复配,如与氯化铝的复配使用。

但合成高分子絮凝剂其单体或水解、降解产物常常有毒,如聚丙烯酰胺(PAM)的单体,有神经毒性和致畸、致癌、致突变的“三致”效应。

2.3微生物絮凝剂

微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂,至今发现具有絮凝性的微生物已超过17种,包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等。它分为:

(1)直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,他们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中;

(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等成分;

(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物是细胞的荚膜和粘液质,除水外,其主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。其中多糖在某种程度上可用做絮凝剂。

迄今为止,发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂是红平诺卡氏菌NOC-1。可用于畜产废水处理,膨胀污泥的沉降及纸浆废水(黑液)颜料废水等有色废水的脱色,效果显著。
虽然,对微生物絮凝剂的研究屡有报道,但大多处于实验室研究阶段,未走向工业应用。我国这方面的起步较晚,目前的研究仅限于菌种筛选。

成都生物研究所分离筛选初步获得6株微生物絮凝剂产生菌,用其发酵离心上清液对造纸黑液,皮革废水,偶氮染料废水,硫化染料废水,电镀废水,彩印制板废水,石油化工废水,造币废水及蓝黑水,碳素墨水等进行的絮凝试验表明,废水固液分离效果良好,COD去除率55%—98%,悬浮物,色度、浊度去除率90%以上。

上海大学环境科学系在污水处理厂的回流污泥及底泥中分离,筛选出3株絮凝剂产生菌.该菌株所产培养液可使土壤悬液浊度去除率达99%以上,使碱性染料废水COD去除率为70%左右,色度去除为92%左右。

目前,絮凝剂正向价廉实用、无毒高效的方向发展。有机高分子絮凝剂将逐渐取代目前被广泛使用的无机絮凝剂,另一方面,微生物絮凝剂具有使用稳定性、安全性、高效性及低耗性。是当今最具发展前途的絮凝之一。所以,未来的发展不仅要开发新型廉价高效的微生物絮凝剂,还要研究微生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用。已有试验表明,二者配合使用,可以互补, 不仅可以提高絮凝效率,而且还可降低投加量。

3、杀生剂

杀生剂是在循环冷却水系统中,用以杀死微生物(菌藻)以阻止其大量繁殖致使冷却水系统中的金属设备发生腐蚀及事故,影响正常运行的水处理药剂。根据杀生机制分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。

3.1氧化性杀生剂

氯气是一种强氧化性杀生剂,其杀菌力强,价格低廉,使用较简单,是当今应用最广泛的杀生剂之一。但不适于碱性水处理。另外,它可能与水中有机物生成致癌物三卤甲烷,因而限制了它的应用。于是溴类、臭氧、二氧化氯相继为人们所重视。

溴类杀生剂主要有溴化钠、溴化海因、活性溴、溴化丙酰胺等。溴化丙酰胺是近年来开发出的一类氧化性杀生剂,其中2,2-二溴-3-氮川丙酰胺是一种非常有效的广谱杀生剂。随着冷却水pH值和温度的升高,它的半衰期迅速变短,对环境污染小。

臭氧具有十分优良的杀菌活性,剥离粘泥作用较强,同时还兼具缓蚀阻垢作用,用它处理循环冷却水,其浓缩倍数可达30~50。但由于成本较高,目前还未被广泛采用。
二氧化氯对细胞壁有较强的吸引和穿透能力,它对冷却水中存在的主要危害菌种如异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等都有很好的杀灭作用。它的特点是用量少、高效、快速、药效持续时间长。如2mg/L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100%的微生物;在pH为8.6,活菌数达71万个/ml的水中投加0.5mg/L的二氧化氯作用12h后,对异养菌的杀菌率保持在99%以上。另外,它能不受pH的影响,不与水中氨、有机胺类及酚类反应;不仅能杀死微生物,而且能分解残留的细胞结构,具有杀孢子和杀病毒的作用;适用于碱性水处理,对环境没有威胁。在我国,以前由于它的不稳定性限制了其推广应用。近年来,一些厂家已先后批量生产稳定性二氧化氯,南京某公司还推出了化学法二氧化氯发生器,其设计独特,操作简便,安全可靠。用二氧化氯取代氯气作为工业循环冷却水的杀生剂具有很多的优越性,特别是对于合成氨厂,化工厂和炼油厂的冷却水系统,由于系统中有机物和氨的含量高,需氯量大,pH值偏碱性,用二氧化氯取代氯气可以取得更好的经济、环境效益。

3.2非氧化性杀生剂

非氧化性杀生剂种类较多,应用较早的氯酚类因毒性大,易污染水体,渐渐被弃之不用。有机胺类使用也极少。

二硫氰基甲烷是使用较早的有机硫化物杀生剂。对于抑制藻类、真菌和细菌,尤其是硫酸盐还原菌十分有效。但不适宜在碱性冷却水系统中使用。

异噻唑啉酮是一类较新的有机硫化物杀生剂。该类杀生剂是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的,浓度为0.5mg/L时,即能有效地抑制冷却水系统中的藻类、真菌和细菌,具有广谱高效、作用时间长(0.5mg/L的加入量,使用5周后仍有效)、低毒、pH使用范围广、配伍性混溶性好、不起泡沫,并能阻止粘泥生成等优点。国外已广泛应用于冷却水处理中。

季铵盐杀生剂因其成本低,毒性小,且兼具缓蚀性。故得到广泛的应用,但使用中还存在易产生抗药性、费用增加,起泡,加重腐蚀等问题。鉴于此,新合成的十六烷基辛基二甲基溴化铵(168)和十六烷基癸基二甲基溴化铵(1610)两种双烷基季铵盐,改变了季铵盐的表面活性和分子稳定性,它产生的泡沫少,杀生活性也得以提高。

戊二醛具有高效广谱的杀菌灭藻作用,对生物粘泥也有一定的剥离作用。美国联合碳化物公司生产了系列戊二醛水处理杀生剂A515、A525、A530等,试验证明,A515对异养菌等具有明显的杀生作用,且药效持续时间长,72h后杀菌率仍有90%以上;它适用于碱性水处理,与磷系药剂具有良好的配伍性。武汉某公司近年推出戊二醛系列用于循环冷却水系统,效果明显。在对冷却水的推荐使用浓度下,戊二醛几乎没有毒性,它的水溶液本身会发生生物降解。随着社会环保意识的加强,戊二醛类杀生剂将大有发展前途。

开发新型杀生剂,要考虑价格、毒性,使用安全性,贮存稳定性、微生物耐药性等因素外,还应考虑杀生剂的复配间的协同效应,复配在一起,既能增强杀生能力,又能降低加药量。

4、水处理药剂的发展方向

4.1专用水处理药剂的开发

为了满足不同废水系统(如造纸废水、印染废水、食品加工废水等)的需要,专用性强,针对某一类化学物质的品种的研制与开发势在必行。

4.2多功能水处理药剂的开发

多功能水处理剂是水处理药剂研究的一个重要方面,这类新型水处理技术的出现,将开拓水处理剂的生产和应用范围,对化学法处理工业水的发展有重大的促进作用。
这方面的研究主要有:缓蚀-阻垢剂、絮凝-缓蚀剂、絮凝-杀菌剂、絮凝-杀菌-缓蚀剂、絮凝-缓蚀-阻垢剂等。

4.3绿色水处理药剂的发展

水处理药剂绿色化发展中,无毒、无害、易生物降解都是方向。最典型的绿色水处理药剂是近年来国内外开发的分散阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)。PASP是合成的一种生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理学的研究揭示出聚天冬氨酸(PASP)无毒、无敏感或无突变的效果。

4.4高性价比的水处理药剂的开发

目前高性能的药剂价格普遍偏高,可通过寻找价廉易得的原料研制出高性能产品,也可通过加强对复配技术的研究,即添加廉价辅助剂,减少药剂的实际用量,同时保持净水效能而达降低成本的目的。

⑶ 水处理技术论文范文

水处理是去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。下面是我整理的水处理技术论文范文,希望你能从中得到感悟!

水处理技术论文范文篇一

隧道渗漏水处理技术

摘要:本文总结了隧道渗漏的处理文法,为同类隧道工程结构的渗漏水处理积累了一些经验。需要强调的是,关键是在二衬施工前的防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量,最大可能的做好防止渗漏水的的施工关键工序。当然没有一种材料是百分之百可靠的,没有一种施工方法是尽善尽美美的,只有在正确选材、合理施工,才能达到彻底防水的目的。

关键词:渗漏;堵漏;注浆

中图分类号:F407.9文献标识码:A

1渗漏水处理使用材料简要说明

1.1 堵漏

堵漏材料:金汤水不漏、130瞬间止水剂等。

“金汤牌水不漏”是吸收国内外先进技术开发的高效防潮、抗渗、堵漏材料,也是极好的粘结材料。分“缓凝型”、“速凝型”和“超速凝型”三种,均为单组份灰色粉料。“缓凝型”主要用于防潮、防渗;“速凝型”和“超速凝型”主要用于抗渗、堵漏。其主要技术指标:凝固时间:1~90分钟;抗压强度:30~40MPa;不透水性:>0.7MPa;其主要特点:快速带水堵漏;迎背水面均可使用,施工简便;凝固时间可隔,防水粘贴均可。

130瞬间止水剂是一种不收缩,且具有膨胀性的遇水硬化之粉状聚合物,加水即可使用。接着性很强,在水中或潮湿空气养护条件下,固结体具有微膨胀性(膨胀率为1‰~3‰左右),以填塞所有孔隙达到防水功效,没有氧化和收缩的现象。当温度不低于10°C时,可在46秒内凝固,早期强度高,1小时强度达15Mpa,28天强度达40Mpa,后期强度继续增大;使用年限与一般砼一样长久。

1.2 注浆

注浆材料采用普通水泥和水玻璃。水玻璃为传统注浆材料,对处理混凝土中细微裂缝有独到的效果。

2施工设计程序

二衬施工完毕后,进行二衬墙渗漏水处理。隧道二衬一般在侧墙起拱线以下的墙面上发生渗漏水现象。针对不同部位,采取不同的处理措施。墙面点状、面状渗漏水侧重于堵漏施工,施工缝部位重于注浆施工,但均采用堵漏、注浆、引流相结合的施工工艺。

3渗漏水处理施工工艺

3.1 检查墙面,标出渗漏水部位,根据渗漏水情况,确定处理方案。对于点及裂纹渗漏水的,采用凿槽堵漏方案;对于面渗漏水的,视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案;对于施工缝的渗漏水,将采用注浆方案。但也不是绝对的,要根据具体情况,综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。

3.2 堵漏施工工艺

3.2.1对于裂缝渗漏水,沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽,对于渗漏点,则以渗漏点为圆心凿洞,孔洞直径为10~30mm,深为20~40mm,孔洞尽量保持与基面垂直。另外,凿连续墙槽缝要适当加深加宽,按接缝两边的疏松程度而定。

3.2.2彻底清理并清洗凹型槽及孔洞;

3.2.3取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状,搓成条形或锥形,迅速将胶泥堵漏到槽(洞)中,并用力挤压密实,保持45~60秒不动。

3.2.4对漏水情况严重的,将采用注浆施工方案。

3.3 注浆、引流施工工艺

根据渗漏水情况,本站采取综合注浆方案。

3.3.1 传统注浆工艺

注浆主要是在施工缝部位,该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位,部分施工缝处由于工人施工时操作不到位,混凝土不能完全密实填充,尤其在拱顶部位,这样,该处的膨胀型止水条便起不到止水的作用,同样,由于止水条安装不规范,在施工缝整个断面上,都会有漏水的可能,而这种情况也比较普遍,因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。 (1) 查渗漏点将基层表面擦干,立即均匀撒一层干水泥,若表面有湿点或印湿线,即为漏水孔、缝,从而确定渗漏部位。 (2) 凿眼及钻孔先以渗漏点为中心点凿一直径约100mm,深度约40mm的凹坑,再用冲击钻或专用打孔设备,自渗漏点向砼内打Φ20mm的孔Ⅰ,孔深200~300mm,以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔Ⅱ。(3) 埋设注浆管:采用Φ20mm水管(带丝扣连接阀门)埋设,管口中心对正钻眼位置。然后用凝结快(初凝8min,终凝15~20min)粘结好的环氧树脂砂浆封管。封管时将表面凿除部分全部封堵。 (4) 注浆注浆管埋设1小时后方可注浆。采用双液注浆泵泵注浆,注浆材料水泥水玻璃双液浆,配比为水泥:水玻璃=1:1。注浆压力为0.5Mpa注浆前,先用水代替浆液灌注,以检查除注浆注管外其它部位是否有漏水现象,以免出现漏浆。试灌时记录灌水量和灌水时间,为确定灌浆量和灌注压力提供参考。注浆时,垂直缝应按先下后上的顺序进行。注浆管接埋设好的注浆管Ⅰ,打开注浆管Ⅱ阀门,灌浆开始后,逐渐升压,待注浆管Ⅱ出水后先不要封闭,见浆液后立即封闭其孔,仍继续压浆,使浆液沿着漏水通道推进。并把注浆泵开泵到规定压力值,停泵。让灰浆慢慢渗入,到表面压力下降到0.1Mpa时,二次开泵升到规定压力值,如此反复进行,直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。当压力解除后不再有漏水和渗水现象时,该处注浆完毕,移到下一注浆孔灌注。 (5) 拔管及封堵注浆完成后,将注浆管沿孔根部用手砂轮割除,然后将孔口清刷干净,孔底用130瞬间止水剂材料封堵,表面用1:2~1:2.5水泥砂浆抹平。

3.3.2 引流

对于墙面大面积渗水,这方面原因主要是二衬内部防水板被破坏,而底板泻水管堵塞,致二衬内水位上升,便造成二衬混凝土大面积渗水,对于这种渗漏水情况的处理,主要是通过引流的方法加以处理。 (1)、先在渗水区域的下部距潮湿印记边缘300mm处,紧贴地板表面打两个Ф32的泻水孔,使二衬后的地下水得以排除;然后,在泻水孔的下部底板上凿一直径10CM深10CM的积水坑,并在隧道底板上凿10CM深宽5CM的沟槽,槽中埋Ф32PVC排水管,将墙底泻水孔的水引至隧道排水沟中。 (2)、孔洞和沟槽的封堵,在墙脚泻水孔与积水坑之间先用PVC盲沟材(大粒径碎石也可)填充,在盲沟材上盖一层土工布,防止砂浆堵塞盲沟材缝隙,孔洞先用京汤水不漏堵漏材料堵2~3CM厚一层,等水不漏凝固后,用1:2.5防水砂浆把孔洞部位及泻水管槽抹面即可。

3.3.3施工注意事项及安全措施

3.3.3.1注意事项: (1)、所选用的输浆管必须有足够的强度;浆液在管内流动顺畅。 (2)、注浆施工力求一次注好,对注浆量较大部位必须连续注注,设备的压力和流量满足施工需要。 (3)、注浆过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化,当泵压骤增、注浆量减少,多为管路堵塞或被注物不畅,当泵压升不上去,进浆量较大时,检查浆液粘度和凝固时间。 (4)、注浆过程中出现跑浆、冒浆,多属封闭不严导致,当出现此种情况应停止注浆,重做封闭工作。

3.3.3.2安全措施 (1)、注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度,以防压力爆破伤人。 (2)、操作人员在配制浆液和注浆时,要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品,以防止损伤眼睛和皮肤。 (3)、注浆时注浆管附近严禁站人,以防爆管、脱管伤人。

参考文献

[1]吴晓容.隧道渗水原因分析及处理方法 广州市政技术开发公司 广东 广州 【期刊】城市道桥与防洪.2004-09-15

[2] 杨俊仓; 黎志恒.关山隧道渗水治理工程措施研究.甘肃地质灾害防治工程勘查设计院; 甘肃地质灾害防治工程勘查设计院 兰州 【期刊】安全与环境工程.2003-11-30

[3]王成军.晋阳高速公路隧道渗水处治. 山西省高速公路管理局晋城管理处 山西晋城 【期刊】山西交通科技.2003-12-30

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⑷ 2017年水处理技术论文(2)

2017年水处理技术论文篇二
浅谈给水处理技术的发展

[摘要] 水与人们生活生产密切相关,而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来,人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。

[关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术

1.现代化处理技术

1.1化学氧化

水质处理常用氯氧化,当有机污染尚未得到去除时,会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开,对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性,又可除嗅、脱色,去除铁、锰,但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。

1.2加吸附剂粉末炭

粉末炭,具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点,但由于耗费较高(约105元/m^3左右),一般只有在消除冲击性污染时采用,投加量需10~20mg/L,现在一些水污染事件中就曾应用过此技术,此外还可以通过此技术对原水进行控制,并将该技术演化,如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。

1.3调节pH

由于投加酸与碱,运行成本增加,又在原水中增加无机离子,在我国很少采用,国外在此方面研究较多,这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的,这一点也被业内广泛认可。

1.4生物预处理

20世纪70年代以来,生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除,从而改善水的混凝沉淀性能,使后续工艺较好的发挥作用,提高出水的水质。

2.给水处理的新技术

2.1高级氧化技术

高级氧化技术是给水处理的新技术,并受到了许多的关注,在水处理中有广泛的应用,高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。

2.1.1臭氧氧化技术

臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位,常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等,在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来,由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制,使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题,如臭氧发生的成本高,而利用率偏低,臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强,在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物,且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此,提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。

2.1.2超临界水氧化技术

超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化(SCWO:Supercritical Water Oxidation)”技术,应用较多。超临界水有优良的溶剂特性,增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率,在常温常压下的值较高(78),在高温高压下的己烷和甲醇等无极性,与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2~30左右)。因此,在高温高压下的水溶解有机物是可能的。

SCWO技术有以下特点:

1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳,使之无害化。

2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。

3) 反应速度快,单位时间内处理量大,装置小型化。

4) 与焚烧炉不同,不需要烟筒,不排放烟气。

在临界温度下易于控制加水分解反应,或易于控制原子团的反应,这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理,是极好的环境处理技术。

2.1.3光催化氧化技术

所谓光催化氧化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。

2.1.4超声空化氧化技术

超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解,将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点,同时,还伴有杀菌消毒功效,是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中,尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用,国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺,如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中,取得了较好的处理效果。

2.2膜处理技术

随着人类对膜的逐步认识,各种人工合成膜也应运而生,其种类繁多,作用也千差万别,但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。

膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。

3.结语

我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术, 优点是水处理成本低, 平均处理效果较好。此外, 水源污染加剧, 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势, 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步, 材料学的发展,这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见, 未来的水处理, 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。

参考文献

[1]陆煜康,唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京:化学工业出版社,2010,5

[2]苑宝玲,王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京:化学工业出版社,2006,1

[3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社,2008,8

作者简介:

阚沙沙(1992-),女,汉族,吉林松原人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程.

郭丹丹(1991-),女,汉族,河南许昌人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程.


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1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。2.1 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。2.2 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。2.2.1 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 2.2.2 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。2.2.3 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。2.3 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论4.1 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。4.2 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。4.3 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。4.4 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。

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微生物在污水处理中的应用
摘要:本文主要阐述了各种微生物在不同种类污水中的应用,以及它们不同的应用机理。
关键词:微生物 生活污水 工业污水 农业污水 重金属 农药
1.世界水资源现状
环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明,为实现经济的持续稳定的发展,必须解决好发展与环境保护的矛盾。
全球水资源状况迅速恶化,“水危机”日趋严重。据水文地理学家的估算,地球上的水资源总量约为13.8亿立方公里,其中97.5%是海水(13.45亿立方公里)。淡水只占2.5%,其中绝大部分为极地冰雪冰川和地下水,适宜人类享用的仅为0.01%.
20世纪50年代以后,全球人口急剧增长,工业发展迅速。一方面,人类对水资源的需求以惊人的速度扩大;另一方面,日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。本届世界水论坛提供的联合国水资源世界评估报告显示,全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪,每升废水会污染8升淡水;所有流经亚洲城市的河流均被污染;美国40%的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染;欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。
20世纪,世界人口增加了两倍,而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机:12亿人用水短缺,30亿人缺乏用水卫生设施,每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年,水危机将蔓延到48个国家,35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏,也将严重威胁人类生存。
水资源危机既阻碍世界可持续发展,也威胁着世界和平。过去50年中,由水引发的冲突共507起,其中37起有暴力性质,21起演变为军事冲突。专家警告说,随着水资源日益紧缺,水的争夺战将愈演愈烈。
2.污水处理方法分类
2.1物理法
利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质。主要有沉淀法,过滤法,离心分离法,吸附法等。
2.2化学法
利用化学反应原理及方法来分离,回收废水中的污染物,或改变污染物的性质,使它从有害变为无害的处理法。主要有化学凝聚法,中和法,氧化还原法,离子交换法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活动过程,对废水中的污染物质进行转移和转化的作用,从而是污水得到净化的方法。
2.4.微生物简介
微生物是肉眼看不见或看不清的生物的总称。包括原核生物(细菌,放线菌和蓝细菌),真核生物(真菌和微型藻类),非细胞生物(病毒类)。微生物具有体积小、表面积大、繁殖力惊人等特点,能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件,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。因此微生物可在污水净化和治理中得到广泛应用,造福人类。
微生物能降解和转化污染物主要是因为微生物具有以下几个特点:个体微小,比表面积大,代谢速率快;种类繁多,分布广泛,代谢类型多样;具有多种降解酶;繁殖快,易变异,适应性强;共代谢作用等。
3.原理
利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的.微生物能从污水中摄取糖,蛋白质,脂肪,淀粉及其它低分子化合物。微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种,因此,净化方法分为好氧净化和厌氧净化.
3.1.好氧净化
氧存在条件下,许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化,在把有机物氧化分解成CO2和H2O等过程中,获寻C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧净化就是模拟上述原理,把微生物置于一定的构筑物内通气培养,高效率净化污水的方法。
3.2厌氧净化
微生物在严格厌氧条件下,有机物发酵或消化过程中,大部分有机物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等气体。污水的生物厌氧净化就是根据污水经厌氧发酵后既到净化,又获得了生物能源CH4的原理。微物细胞能量转移的电子受体,由好氧条件下分子氧改变为厌氧条件下的有机物。在厌氧件下,不溶于水而难分解的大分子有机污物,被微生物的胞外酶降解为可溶性物质,再由产甲烷厌氧细菌和产氢细菌降解成低分子有酸类和醇类、并放出H2和CO2;有机酸类和类经产甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌还可利用H2还原CO2,形成CH4。
微生物净化过程:
Ⅰ.有机污染物的浓度由高变低
Ⅱ.异养细菌迅速氧化分解有机污染物而大量繁殖,然后是以细菌为食料的原生动物出现数量高峰,再后是由于有机物矿化,利于藻类的生长,而出现藻类的生长高峰。
Ⅲ.溶解氧浓度随着有机物被微生物氧化分解而大量消耗,很快降到最低点,随后,由于有机物的无机化和藻类的光合作用及其他好氧微生物数量的下降,溶解氧又恢复到原来水平。
这样,在离开污染源相当的距离之后,水中的微生物数量,有机物,无机物的含量,也都下降到最低点。于是,水体恢复到原来的状态。
微生物处理优点:微生物具有来源广,易培养,繁殖快,对环境适应性强,易变异的特征在生产上较容易的采集菌种进行培养繁殖,并在特定条件下进行驯化,使之适应不同的水质条件,从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化。加之微生物的生存条件温和,新陈代谢时不需要高温高压,它是不需要投加催化剂的.生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低,所要投入的人力,物力比其他方法要少的多。在污水生物处理的人工生态系统中,物质的迁移转化效率之高是任何天然的或农业生态系统所不能比拟的。
4.污水处理中重要的微生物种群
4.1 丝状细菌
丝状细菌(Filamentous bacteria)能显著影响絮状活性污泥的沉降性(污泥膨胀)或引起生物量变化和泡沫形成(污泥发泡),从而严重影响活性污泥的处理效率.传统上,丝状细菌是通过光学显微镜学进行分析鉴定的,如革兰氏和Neisser染色反应、典型的形态学特征等.但应用full—cycle rRNA技术发现,传统形态学鉴定方法不能发现污水厂活性污泥中的许多丝状细菌 。
系统发生树部分提供了丝状菌的系统发生亲缘关系,但有些丝状类型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等则是放置在完全无关的类群中.现在利用rRNA目标寡聚核苷酸探针能迅速地鉴定大多数丝状菌,证明在活性污泥中有些丝状菌呈现多态性现象.Kanagawa等(2000)从活性污泥中分离出15种丝状菌,根据形态被分类为Eikelboom 21 N,利用16S rDNA序列分析表明都同变形杆菌亚纲的Thiothrix丝状菌形成单系群(monophyletic group).Thiothrix丝状菌在污水中通常表现出生理多能性,在异养、兼性营养和化能自养情况下,它们都能同标记的乙酸盐或碳酸氢盐结合。在厌氧状况下(无论有无硝酸盐),Thiothrix丝状菌都很活跃,它通过吸收硫代硫酸盐和乙酸盐来形成胞内硫粒。
利用丝状菌的FISH探针,Mircothrix parvicella被发现有特殊的脂消费,在厌氧情况下专门吸收长链脂肪酸(而不是短链脂肪酸和葡萄糖),随后当硝酸盐或氧可用作电子受体时它们则使用贮存完成生长.不过,在厌氧情况下,M.parvicella不能吸收磷,不适合那些有除磷要求的生物反应器.利用FISH技术对丝状菌进行系统分类发现,大多数未描述的丝状菌属于绿色非硫细菌(Chloroflexi),也可能是污水生物处理系统中丰度最高的丝状菌。Liao等(2004)发展一种定量FISH,对实验室和污水厂反应器中的丝状菌进行了研究,以增加Sphaerotilus natans的方式来刺激污泥膨胀,结果发现是Eikelboom 1851菌丛(而不是试验的S.natans菌)同活性污泥容积指数(volume index)极度相关,其可延伸的菌丝长度约为6×10。la,m/mL。
4.2 生物除磷的重要细菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途径中由完成,该过程通过循环活性污泥进行交替的厌氧、需氧为特征。基于微生物的纯培养技术,变形杆菌纲г亚纲的不动杆菌属(Acinetobacter)长期被认为是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism).但实际上,虽然不动杆菌能积累多聚磷酸盐,却没有PAO的典型代谢方式.Wanger等(1994)用rRNA目的探针测试后认为,主要的PAO应该为口亚纲中的Rhoclocyclus群,其次为 亚纲中的Planctomycete群及屈挠杆菌属(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等.利用萤光抗体染色、呼吸醌检测和属特异探针的FISH等非培养方法,证明在EBPR系统中,由于培养偏差显然高估了不动杆菌的相对丰度,表明其对EBPR系统实际上不是最重要的,而另外一些分离出的细菌才是PAO的候选者。不过,有7个Acinembacter新种从活性污泥中分离到,可望进一步阐释该属在脱磷中扮演的角色和意义。
积磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一个高G+C含量的革兰氏阳性菌,被认为是专性好氧菌,可以通过EMP途径发酵葡萄糖为乙酸,而不能够在厌氧情况下生长.有明显吸收葡萄糖、分泌乙酸的转化,导致胞内乙酸积累;产生的乙酸在随后的好氧阶段消耗掉.phosphovorus表现出卓越的吸收和释放磷的能力,磷释放率和吸收率可分别高达3.34 mmol g/cell•h和1.56 mmol g/cell•h,比Lampropedia spp.和Acinetobacterspp.要高1个数量级,特异探针证明其在EB—PR工厂里可占总细菌的2.7%。
俊片菌属(Lampropedia)也拥有聚磷菌的基本代谢特征,但比EBPR模型预言的吸收乙酸盐释放磷酸盐的比率要低很多.那些被建议名为“Candidatus Ac—cumulibacter phosphates”已被证实显著存在于EBPR系统中.Saunders等(2003) 在对6个运行污水厂进行了检测后认为,很可能“无关紧要”的“CandidatusAccumulibacter phosphates”正是重要的PAO.另外还有显微镜原位观察显示,酵母菌很可能涉及在生物除磷中,许多“聚磷菌”很可能是酵母菌的孢子,但其作用机理显然还需要进一步探讨.
4.3 硝化细菌
氮循环是高度依赖微生物活性和转化的一个过程.这类微生物在污水处理、农业等领域具有极其重要的作用,因此成为近年来世界研究的热点,变形杆菌的β亚纲几乎已经成为微生物生态学的模式系统 .Kindaichi等(2004)对自养硝化生物膜进行了FISH分析表明,膜上有50%属于硝化细菌,其余50%为异养细菌,分布为变形杆菌α亚纲23% ,г亚纲13% ,绿色非硫细菌9% ,CFB群2%,未定类群3%.该结果表明,硝化细菌通过可溶性产物的产生支持了异养菌,异养菌也从代谢多样性等方面确保了生物膜的生态稳定性 .从培养角度来说,硝化细菌生长极慢;由于硝化细菌的分布同pH、温度等敏感,所以污水厂的硝化作用常有崩溃的情况发生.
4.3.1 氨氧化茵
基于16S rDNA序列分析,已经分离和描述过的氨氧化细菌都分属于变形杆菌纲的2个单系群中.Ni-trosococcusoceanus和N.halophilus属于Proteobacteria的β亚纲,包括亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和亚硝化叶菌属(Nitrosolobus),后3个属关系密切;而Nitrosococcus mobilis(实际是Nitrosomonas的一个成员)则在β亚纲组成紧密相关的集合.
4.3.2 亚硝酸氧化茵
基于超微特性,已培养出的亚硝酸氧化菌(Nitrite.oxidizing bacteria,NOB)被分为4个已知属,硝化杆菌属(Nitrobacter),硝化刺菌属(Nitrospina),硝化球菌属(Nitrococcus)和硝化螺菌属(Nhrospira).16S rDNA序列比较分析表明,硝化杆菌属及其3个种都属于变形杆菌的α一亚纲;Nitrospina和Nitrococcus各有一个种,分属于变形杆菌的δ和г一亚纲;Nitrospira属包含有moscoviensis和Ⅳ.rrtarin.在传统上,Nitrobacter一直被认为是最重要的亚硝酸盐氧化菌.然而,在硝化污水厂内用目的探针的FISH法和定量斑点杂交(Quantitative dot blot)等发现,检测不到Nitrobacter或者数目很低,因此凸现了非Nitrobacter的NOB在硝化过程中的重要性.Egli等(2003)用不同污泥接种反应器,利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法对稳定的硝化作用反应器进行检测,发现有活性的都属于Nitrospira属 J.以Nitrospira序列发展的特定16S rRNA探针,对活性污泥进行FISH查后表明,未培养的类硝化螺菌(Nitrospira—like)以显著性数目(总菌数的9%)存在,其对亚硝酸盐氧化的重要性已由反应器富集研究所证实.Nhrospira能固定CO:,也能利用丙酮酸混合营养生长,而不利用乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐。
4.4 反硝化细菌
反硝化细菌(Denitrifying bacteria)的大多数鉴定和计数都是依赖培养法.很多属的成员,如产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、甲基杆菌属(Methylobacteriurn),副球菌属(Paracoccus)和生丝微菌属(Hyphornicrobiurrt)等,都从污水厂中作为脱氮微生物群分离出来过,但这些细菌属在污水厂中是否具有原位脱氮的活性却很少被知道.在一个补充以甲醇作为还原碳化物的脱氮沙滤中,使用特异FISH探针监测到有大量数目的P.spp和H.spp;而在没有附加甲醇的非脱氮沙滤中,两属存在的数目都低于总细胞0.1% ,这间接证明了在脱氮过程中有两属的活性参与。
5.水污染物的类型及处理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的无机物,有机物。无机物如氯化物,硫酸盐,磷酸盐和钠,钾,钙,铁等碳酸盐,有机物有纤维素,淀粉,脂肪,蛋白质和尿素等。排放入环境中促使浮游植物生长和大量繁殖,形成赤潮和水华。
生活污水的处理主要是其中有机物的分解,其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化污水的目的。生物膜法具有以下特点:(1)对水量、水质、水温变动适应性强;(2)处理效果好并具良好硝化功能;(3)污泥量小(约为活性污泥法的3/4)且易于固液分离;(4)动力费用省。
5.1.3AB法
AB法工艺由德国B0HUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段,各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20-40分钟,以生物絮凝吸附作用为主,同时发生不完会氧化反应,生物主要为短世代的细菌群落,去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥相似,负荷较低,泥龄较长。
5.2工业废水
工业废水是水体污染的主要污染源。包括钢铁工业废水,食品工业废水,印刷废水,化工废水等。随着工业化的发展,含有重金属离子的废水产生量越来越多。重金属离子已成为最重要、最常见的污染物之一。由于重金属在生物体内的富集、吸收与转化,从而通过食物链危害人体健康。如致癌、致畸等,故而处理重金属污染刻不容缓。
微生物处理技术在生活污水处理中的应用已经非常成熟并且全面普及,但是在工业污水的处理中还存在着一定的技术问题。相对于生活污水来说,工业污水的成份要复杂的多,大多数工业污水的COD值都相当高,可生化性差,这就给微生物处理带来了相当大的难度,有些工业污水甚至还有很高的氨氮指标,增加了微生物处理的难度。但是微生物技术的许多优势注定了它将是工业污水治理的一个方面,而且目前已经有很多行业的工业污水开始采用微生物处理技术并且得到了稳定的运行数据。
这里主要讲述关于污水中重金属的处理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸盐还原菌净化法和利用微生物的转化作用去除重金属。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量(如发酵工业的剩余菌体)通过物理化学机制,将金属吸附或通过细胞吸收并浓缩环境中的重金属离子,由于重金属具有毒性,如果浓度太高,活的微生物细胞就会被杀死。所以,必须控制控制被处理水的重金属浓度。
例如陈小霞等人用小球藻富集铬离子,研究表明小球藻富集铬离子的机制主要表现是表面吸附和主动运输。在生长期和稳定期小球藻富集的铬以有机铬存在,而在衰亡期,小球藻富集的铬以无机铬存在。
利用工业发酵后剩余的芽孢杆菌菌体或酵母菌吸附重金属,具体做法是首先用碱处理菌体,以便增加其吸附重金属的能力。然后通过化学交联法固定这些细胞,固定化的芽孢杆菌对重金属的吸附没有选择性(微生物在结合无机污染物上表现出选择性,多于大多数合成的化学吸附剂,微生物对金属的吸附和累积主要取决于不同配位体结合部位对对金属的选择性)。可以去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可达99%。吸附在细胞上的重金属可以用硫酸洗脱,然后用化学方法回收重金属,经过碱处理后的固定化细胞还可以重新用于吸附重金属。
5.2.2硫酸盐还原菌净化法
脱硫弧菌属硫酸盐还原菌是厌氧化能细菌,它最大的特征就是在无自由氧的条件下,在有机质存在时通过还原硫酸根变成硫化氢,从中获得生长能量而大量繁殖;它繁殖的结果是使溶解度很大的硫酸盐变成了极难溶解的硫化物或硫化氢。这类细菌分布广泛,海洋、湖泊、河流及陆地上都能存在。在没有自由氧而有硫酸盐及有机物存在的地方它就能生长繁殖,其生长温度为25~35摄氏度,PH值为6.2~7.5.该细菌的作用可将废水中的硫酸根变成硫化氢,使废水中浓度较高的重金属Cu、Pb、Zn等转变为硫化物而沉淀,从而使废水中的重金属离子得以去除。
5.2.3利用微生物的转化作用去除重金属
微生物可以通过氧化作用、还原作用、甲基化作用和去烷基化作用对重金属和重金属类化合物进行转化。
细菌胞外的荚膜或粘膜层可产生多种胞外多聚体,胞外多聚体能够吸附自然条件下或废水处理设施中的重金属。其主要成分是多糖、蛋白质和核酸。
真菌的细胞壁内含几丁质,这和N----乙酰葡糖胺多聚体是一种有效的金属于放射性核素结合的生物吸附剂。经过氢氧化物处理的各类真菌暴露出来的几丁质、脱乙酰壳多糖和其他金属结合的配位体,形成菌丝层,可以有效的去除废水中的重金属。
六价铬具有强烈的毒性,其毒性是三价铬的100倍,而且能在人体内沉淀。由于六价铬很容易通过胞膜进入细胞,然后在细胞质、线粒体和细胞核中被还原为三价铬,三价格在细胞内与蛋白质结合为稳定的物质并且和核酸相作用,而细胞外的三价铬是不能参透细胞的,细菌利用细胞中的NADH作为还原剂,在厌氧或好氧的状态下,将六价铬还原为三价铬。如阴沟肠杆菌能抗10000µmol/l铬酸盐,在厌氧的条件下能使六价铬还原为三价铬,三价铬可以通过沉淀反应与水分离而被去除。
5.3农业废水
它面广而量大且分散。农田使用农药,化学农药主要是人工合成的生物外源性物质,很多农药本身对人类及其他生物是有毒的,而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解,人们在使用农药防止病虫草害的同时,也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标,污染严重,同时给非靶生物带来伤害,每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加。同时,农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染,破坏了生态平衡,影响了农业的可持续发展,威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果,农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此,加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题,是人类当前迫切需要解决的课题之一。
5.3.1 农业生产上主要使用的农药类型
当前农业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中,有些已经禁止使用,如六六六、滴滴涕等有机氯农药,还有一些正在逐步停止使用,如有机磷类中的甲胺磷等。
表1 农业生产中常用农药种类简表

类 型 农 药 品 种

有机磷:敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等

杀虫剂 有机氮:西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等
有机氯:六六六、滴滴涕、毒杀芬等

杀螨剂 螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等

除草剂 2,4-D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等

杀菌剂 甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等
生长调节剂 矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等
人们发现,在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物,它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分,为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。
5.3.2 降解农药的微生物类群
土壤中的微生物,包括细菌、真菌、放线菌和藻类等,它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株,从而在农药降解中占有主要地位。一在土壤、污水及高温堆肥体系中,对农药分解起主要作用的是细菌类,这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关,如在高温堆肥体系当中,由于高温阶段体系内部温度较高(大于50 ℃),存活的主要是耐高温细菌,而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用,把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质。通过许多科研工作者的努力,已经分离得到了大量的可降解农药的微生物(见表2)。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同,下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。
5.3.3 微生物降解农药的机理
目前,对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上,因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。
表2 常见农药的降解微生物
农 药 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢杆菌、曲霉、青霉、假单胞杆菌、瓶型酵母
阿特拉津(AT) 烟曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠镰刀菌、粉红色镰刀菌、尖孢镰刀菌、斜卧镰刀菌、微紫青霉、皱褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假单胞菌、红球菌、诺卡氏菌
幼脲3号 真菌
敌杀死 产碱杆菌
2,4-D 假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒状杆菌、黄杆菌、生孢食纤维菌属、链霉菌属、曲霉菌、诺卡氏菌、
DDT 无色杆菌、气杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、假单胞菌、变形杆菌、链球菌、无色杆菌、黄单胞菌、欧文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤杆菌、产气气杆菌、镰孢霉菌、诺卡氏菌、绿色木霉等
丙体六六六 白腐真菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、大肠杆菌、生孢梭菌等
对硫磷 大肠杆菌、芽孢杆菌
七 氯 芽孢杆菌、镰孢霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌、曲霉菌、根霉菌、链球菌
敌百虫 曲霉菌、镰孢霉菌
敌敌畏 假单胞菌
狄氏剂 芽孢杆菌、假单胞菌
艾氏剂 镰孢霉菌、青霉菌
乐 果 假单胞菌
2,4,5-T 无色杆菌、枝动杆菌
细菌降解农药的本质是酶促反应,即化合物通过一定的方式进入细菌体内,然后在各种酶的作用下,经过一系列的生理生化反应,最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源,有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA,催化莠去津水解脱氯的反应,得到无毒的羟基莠去津,此酶是莠去津生物降解的关键酶;第二种酶是A tzB,催化羟基莠去津脱氯氨基反应,产生N-异丙基氰尿酰胺;第三种酶是A tzC,催化N-异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3。微生物所产生的酶系,有的是组成酶系,如门多萨假单胞菌DR-8对甲单脒农药的降解代谢,产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分;有的是诱导酶系,如王永杰等得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件,酶的降解效率远高于微生物本身,特别是对低浓度的农药,人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是,降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活,难以长时间保持降解活性,而且酶在土壤中的移动性差,这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明,编码合成这些酶系的基因多数在质粒上,如2,4-D的生物降解,即由质粒携带的基因所控制。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用,在微生物体内把农药降解。因此,利用分子生物学技术,可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。

⑺ 关于水的科学论文

现今随着社会的不断发展,人们生活中饮水的质量安全问题也越来越重要,下面是我为大家精心推荐的关于水的科学论文,希望能够对您有所帮助。

关于水的科学论文篇一
浅析水处理技术

摘 要现今随着社会的不断发展,人们生活中饮水的质量安全问题也越来越重要,从而对水处理技术也提出了更高的要求。本文根据对现今水处理技术的基本情况进行详细的分析,对主要的水处理技术进行深入的阐述,从水处理技术当中的重点内容和操作的难点进行全面的分析,力求在实际当中加强此项技术的运用,为城市以及农村地区的饮水安全问题作出微薄的贡献,也为人民的生活提供更高的保证。

关键词水处理;技术;应用

Abstract: Nowadays, with the continuous development of society, people living drinking water quality safety problem is becoming more and more important, thus the water treatment technology has put forward higher requirements. According to the current water treatment technology the basic situation in detail, the main water treatment technology are expounded from the water treatment technology, the key content and the operation difficulty to undertake comprehensive analysis, in order to strengthen the actual technique, as the city and rural area drinking water safety issues a modest contribution, also for people's life with higher guarantee.

Key words: water treatment; technology; application

中图分类号:TU45 文献标识码: A 文章 编号:2095-2104(2012)01-0020-02

现在,在许多地方,由于常年开发与环境的污染破坏,导致水源被污染的程度比较的严重,对当地人民的饮水质量安全造成了较大的威胁。所以,为了保证饮用水的安全,根据国家颁布的生活饮用水的标准,需要对水源进行一系列技术上的处理,使其达到相关的要求和规范,减少水源中存在的高氟、苦咸、高砷以及微生物病害等问题,解决影响人民生和质量和身体健康的质量问题。本文根据对水处理技术进行多角度的详细分析和探讨,对其中存在的实际问题进行深入的剖析,力求这项技术可以在人们的日常生活当中得到更加广泛的运用,根据对技术特点和操作的详细分析,得出各种技术分别适用于哪些环境下,并且,针对实际使用和操作当中的情况,对采集到的数据进行详细的分析,对比得出不同的水处理技术当中的优缺点,帮助水处理技术在实际当中得到更好的应用,为人民的生活质量提供更加优质的保障,也为社会的发展做出积极的贡献。

一、主要水处理技术的分析

一般的来讲,在水处理的技术当中,比较常用的是离子交换技术、膜反渗透技术、电渗析技术、复合多介质过滤技术以及电絮凝技术,在这几项技术当中,根据实际的使用和操作情况来看,膜反渗透技术存在有运行成本较高的问题,在操作和使用过程当中,会造成成本的增加,不利于解决实际的问题。同时,电渗析技术也存在有同样的问题,虽然其在理论上面操作的成本不是非常的高,但是在实际工程当中不同的设备,造成的运行费用会比较的高。离子交换技术由于介质更换较为频繁的缘故,在实际的使用和操作当中会造成管理的复杂和应用上的不便,运行费用则是根据实际情况来确定,不同的介质来源和更换的频率都会造成其成本的不同。另外两种技术,电絮凝技术和复合多介质过滤技术,是现今的两种较新的技术,本文将对这两种技术进行细致的分析,其中,电絮凝技术集中了电化学技术上的一些优势,与此同时,此种技术还具有运行操作费用较低、管理较为简易的优点,而复合多介质过滤技术,克服了其他的离子交换技术上的一系列的缺点,在运行成本和操作使用上面进行了多方面的改进和提高。这两项技术是当今运用最为广泛的两种技术,不仅是因为其可以很好的控制使用的成本,更是因为其管理方面和操作方面的优势,符合现今水处理技术的选择原则。一般的来讲,水处理技术应当遵循几个方面的原则,首先,最为重要的一点就是一定要保证饮用水的安全,在进行相关的处理之后一定要达到相应的要求和规范;第二,技术需要安全可靠,需要成熟的技术,设备以及理论方面都较为全面;第三,运行费用要较低、管理要较为方便,不能选择会造成很大成本的技术和设备,同时也不能选择管理起来较为麻烦的技术,尤其是在一些较为贫困的地区,更是要对技术的成本进行严格的控制,要对技术的繁琐程度进行严格的把握;最后一点,投资需要尽量的节省,在满足了以上几点原则之后,需要对技术的投资进行一系列的节省,这一点对于维持经济发展和保证经济效益来讲,有着较为重大的意义和作用。根据以上的阐述,可以对现今的水处理技术现状有着一个较为详细的了解,下文就将对电絮凝技术和复合多介质过滤技术进行深入的剖析,通过采集数据的结果对两种技术进行多方面的对比,旨在加强水处理技术在实际当中的应用。

二、电絮凝技术原理和流程分析

电絮凝技术是一种电化学技术,它集中了电化学当中的一些优点,使用电能来对化学试剂进行有效的替代,在减少了经济成本的同时,还能较为有效的去处水源当中的重金属以及悬浮固体等等物质,对乳化有机物以及其他的污染物质都能进行科学合理的去除,是一项新兴的技术,在实际的使用和操作当中已经得到了不断的完善,效果也得到了多方面的认可。电絮凝技术真正起步于上个世纪末期,但是其理论在上个世纪的初期就已经逐步的建立起来,由于设备的不成熟和实践较少,所以一直都没有得到广泛的运用,一直到上个世纪的末期,才真正的在实际使用当中得到改进和提高。现今,这项技术已经有了较大的突破,在欧美等国,已是水处理当中使用的主要技术之一,在合理的控制了经济成本和设备的管理的同时,取得的效果也是比较的显著。下文将对其主要的技术和操作进行详细的分析。

电絮凝技术通过对多块钢板进行直流加电,从而在钢板之间产生电场,待处理的水流在进入到钢板之间的缝隙之后,正在进行通电的钢板会有一部分被消耗,进入到水源当中,与此同时,电场中的离子和非离子的污染物质,在受到了电场的作用之后,和电场中电离出来的产物进行相互的反应作用,电场中的消耗水也加入到反应中去,各种离子之间相互作用,以最为稳定的形式结合成一些固体颗粒,在水流中逐渐的沉淀出来,达到了净化水的目的,这就是电絮凝技术的主要工作原理。在电絮凝技术当中,水源由井池进入到均化池当中,均化池的作用是平衡水泵当中的水量,很好的控制其与电絮凝反应器当中的水流量之差,对反应的进行作严格的保障。然后,水流进入到反应器当中,一般的来讲,是两个反应器连接在一起,将水从均化池当中抽入至反应器,内部置有钢板,可以与水中电离出的离子进行反应,可以达到预处理的目的和效果。在反应器的底部,设置有一个倾斜的空腔,这个空腔的作用是将水流当中的较重的颗粒吸引进去,对水流中还存在的一些铁垢等污染物质,一并进行处理,这些物质由于质量较重,会逐步的沉入到空腔当中,不会随着水流一起前进。然后,水流会依次经过污泥储存设备、除沫池、沉淀池以及沙滤池等等,在其中进行进一步的污染物质处理,完成一系列的工艺流程,除去水中的颗粒、尘埃物质以及砂石等等,达到最佳的水处理效果。根据实际当中的使用和操作情况来看,电絮凝技术的效果比较良好,在合理的控制了成本和设备管理的情况下,达到了较好的使用效果。

三、复合多介质过滤技术原理和流程分析

复合多介质过滤处理技术,根据对水源进行一系列的物理处理,符合环保以及能耗低的要求,没有化学药剂的使用,在达到水源处理的要求和标准的同时,对成本也进行了较好的控制,整个处理的过程只需要使用较少的逆清洗水,所以,在实际的使用当中也得到了多方面的认可,技术也比较的成熟,应用较为广泛。在复合多介质过滤处理技术当中,由于一系列现代化全自动处理系统的运用,可以更加方便的对水源情况进行实时的监控,读读数和操作起来较为的便捷,可维护性较强,整个的工艺流程较为简易,同时,费用成本也较低,是一项现代化的技术。

在复合多介质过滤处理技术当中,水源首先进入到加压泵当中,加压泵根据流量以及压力的要求,将水泵入至水处理系统池当中,进行初步的处理,然后水流经过全自动的逆洗介质处理器当中,处理器可以很好的过滤水流中的泥沙以及沉淀物,然后,在过滤完毕之后,水流进入到逆洗的活性炭吸附器中,此过滤器根据椰壳活性炭的使用,对水流当中的异味进行有效的处理,还可以进一步的清除水中的氯化物,除去水中的臭味。然后,水流依次经过除砷装置、阻垢器、水紫外线消毒进口等等,对水中存在有的砷、铁、锰等介质进行一些列的处理,除去水中的水垢,对水流进行臭氧分解以及杀毒,进一步的除去水中的污染物质,达到最佳的水处理效果。上述过程即是复合多介质过滤处理技术的主要工艺流程。

四、数据分析和效果对比

根据某地区使用和操作的效果进行详细的分析,对比采集的数据可以发现,在使用了水处理技术之后,水中的有害物质明显的下降,对污染物质起到了很好的处理效果,同时,根据电絮凝技术和复合多介质过滤技术的数据对比,可以看出,两中技术都有各自的优势所在,先絮凝技术对比多介质过滤处理技术,其使用和操作方面较为成熟、成本较低,同时管理方面比较的方便,设备的使用寿命以及维护程度都比多介质过滤处理技术强,但是,电絮凝技术也有其自身的劣势所在,其一次性投资较高,对于较为贫困的地区,不是非常的适用。

五、结束语

综上所述,可以对现今主要的水处理技术有着一个比较详细的了解,通过对电絮凝技术和多介质过滤处理技术的详细阐述,可以对相关技术的工作原理和工艺流程有着较为详细的掌握,加强相关技术在实际中的使用和操作,加强水处理技术的效果,进一步的降低成本,加强管理,以最佳的方式对水源进行处理,为人民的生活提供最优质的保障。

参考文献

叶锐.浅析水处理技术和工艺流程【J】.水电原理技术,2005.6

王文涛.浅析水处理系统和技术的开发【M】.中国农村水电,2007(4)

王德.浅析水处理技术的选择以及设备的使用【M】.水利水电资讯,2006(5)
关于水的科学论文篇二
虚拟水与水安全

摘要:虚拟水是水资源领域的新概念,近年来,在与水相关的国际会议上成为讨论的热门话题。初步探讨了虚拟水和虚拟水贸易,认为虚拟水作为非真实意义上的水,是通过商品交易或服务来实现的,虚拟水贸易主要表现在粮食贸易上,和国家安全有着密切关系。虚拟水的提出,改变了原有的一些 思维方式 ,拓宽了水资源 研究 的领域,树立了水资源管理的新理念,最终提供了一条解决干旱地区缺水的新途径。

关键词:虚拟水 虚拟水贸易 水安全

一、虚拟水及其特征

虚拟水是由伦敦大学亚非研究院Tony Allan教授在20世纪90年代中期提出的新概念,是指生产商品和服务所需要的水资源数量。 目前 虚拟水是国际上与水资源相关领域专家和管理者谈论的热门话题,2003年3月18日在日本京都举行的第三届世界水论坛,对“虚拟水”进行了热烈讨论。

虚拟水的特征主要有三点:第一,非真实性。顾名思义,虚拟水不是真实意义上的水,而是虚构的水,是以“虚拟”的形式包含在产品中的“看不见”的水,因此虚拟水也被称为“嵌入水”和“外生水”。“嵌入水”指特定的产品以不同的形式包含有一定数量的水,如生产1kg粮食需要用1000L水来灌溉,1kg牛肉需要消耗1.3万L水,这就是在产品背后看不见的虚拟水。“外生水”暗指进口虚拟水的国家或地区使用了非本国或本地区的水这一事实。第二, 社会 交易性。虚拟水是通过商品交易即贸易来实现的,没有商品交易或服务就不存在虚拟水,并且强调社会整体交易,非个体交易,商品交易或服务越多,虚拟水就越多。第三,便捷性。由于实体水贸易运输距离长远、成本高昂,这种贸易通常是不现实的,而虚拟水以“无形”的形式寄存在其他的商品中,相对于实体水资源而言,其便于运输的特点使贸易变成了一种可以缓解水资源短缺的有用工具。

二、虚拟水贸易及其作用

虚拟水贸易是指一个国家或地区(一般是缺水国家或地区)通过贸易的方式从另一个国家或地区(一般是水资源丰沛的国家或地区)购买水密集型农产品或高耗水 工业 产品,目的是获得水和粮食的安全,以确保国家安全。虚拟水贸易并非新生事物,它是商品交易的产物,是虚拟水存在的特征属性,其 历史 同粮食贸易一样悠久。同时,虚拟水数量也随贸易的增长一直在稳定地增长。

虚拟水贸易主要表现在农产品贸易上——尤其是粮食贸易。国家和地区之间的农产品贸易,从某种意义上来说,是以虚拟水的形式在进口或出口水资源。以往,人们在进行商品交易和服务时,没有意识到商品背后存在的虚拟水及其重要性。随着人口的增长,干旱半干旱国家或地区的水资源越来越匮乏,导致这些国家和地区出现了水危机,且水安全 问题 造成粮食安全并直接威胁到国家安全。因此,为了解决水安全问题,现在一些缺水国家已清楚认识到水资源压力问题和以农产品贸易形式存在的虚拟水之间的联系,并在有意识地进行这类进口贸易,如摩洛哥、约旦、以色列和埃及。

通过贸易建立起水资源丰沛地区粮食的供给与改善缺水地区水资源匮乏状况之间的联系,使得缺水国家或地区避免去寻找水源,而是进行大量的、虚拟水含量高的粮食贸易。因此,虚拟水贸易可以缓解进口国或地区自身的水资源压力,为这些国家和地区提供一种替代水资源供给的 经济 有效的途径。通过适当而公平的贸易协议进行虚拟水贸易,对于促进干旱国家或地区节水,提高全球或区域的粮食安全,改善生态环境都具有积极意义。无形的虚拟水贸易也可以使政府和水问题专家避免陷入无休止的水资源安全性的争论中。但是,虚拟水贸易也存在负面的 影响 ,可能出现忽视局部水平衡状况的趋势,对出口虚拟水的国家和地区,会因为这一贸易对其自身环境产生影响(如过度开发当地的水资源和其他 自然 资源)。对进口虚拟水的国家和地区,如果不能提供其他一些可选择的作物给农民 种植 或者提供其他的就业方式,虚拟水贸易会剥夺这些农民和他们家庭的生计。

因此,如果将虚拟水贸易作为一项政策,则需要研究虚拟水贸易对于当地自然、社会、经济、环境、 文化 以及 政治 方面的影响以及它们之间的相互作用,并应 分析 虚拟水对于地缘政治重要性的影响。

三、

水安全通常指有充足的水资源满足人类社会的物质需求、经济的 发展 和生态环境的维护。水安全主要包括供水安全、防洪安全和水质安全。水资源短缺、洪涝灾害、水质污染直接影响饮水安全、健康安全、粮食安全、经济安全、社会安全和生态安全等。与虚拟水相关的水安全主要是供水安全。

水安全问题的出现有三方面的原因:一是水资源的不可替代性,水资源是人类生存与社会发展不可或缺的基础资源,因此水资源被称为基础性自然资源;二是水资源供给的有限性,水资源是稀缺资源,人口增长是水资源稀缺的最原始驱动力,由于不能满足人们对水资源日益增长的需要,因此存在水资源数量和质量等安全供给问题;三是水资源系统的整体性,水资源系统内部存在内在联系、构成一个有机系统,如果水资源系统结构遭受破坏(例如水质污染)会导致水资源系统功能衰减甚至消亡,进而产生水安全问题。

自虚拟水概念提出以来,虚拟水 理论 已经在水资源短缺的国家和地区得到了一定的 应用 。约旦和以色列等一些干旱国家已经有意识地制定了规划政策以减少高水分产品的出口,特别是农作物的出口。实际上这些国家已将虚拟水视为非常重要的、增加的水资源,他们以虚拟水形式进口的水量已经远远超过了其出口的虚拟水量。据有关专家估算,中东地区每年靠粮食贸易购买的虚拟水数量相当于整个尼罗河的年径流量。因此,通过增加虚拟水,可以平衡区域水资源,缓解缺水国家和地区水资源短缺,保障当地水资源安全。

四、虚拟水与国家安全

水资源是基础性的 自然 资源和战略性的 经济 资源。全球性的人口、资源、环境和生态等危机的出现,导致人们的国家安全观念有了质的变化,水资源安全 问题 不仅仅是资源安全问题,已成为关系到国家经济、 社会 和 政治 的重大战略安全问题,直接关系到国家的安全,是 影响 国家安全的关键组成部分。如以色列及阿拉伯邻国的约旦河水之争,美国和加拿大的哥伦比亚河争端,印度与巴基斯坦的印度河争端以及跨越欧洲八国的多瑙河争端等水资源国际分配的水事矛盾,已是尖锐的国家安全问题。

粮食作为人类的生活必需品携带有大量的虚拟水,是当前世界贸易中数量最大的商品。由于粮食的生产离不开水,因此水安全问题还可以通过粮食安全影响到国家安全。干旱国家和地区可以通过出口高效益低耗水产品、进口本地没有足够水资源生产的粮食产品,以贸易的形式最终解决水资源短缺和粮食安全问题。对参与虚拟水贸易的国家或地区来说,通过贸易能增强这些国家和地区粮食安全的相互依赖性,减轻国家或地区之间因为水或粮食问题所引起的直接冲突,创造持久的合作关系,维护国家安全。

五、几点启示

1.虚拟水的理念改变了解决问题的思维方式

虚拟水的提出,突破了以往的传统观念和因袭思维方式,它要求水利工作者从原有的以水为中心的观念转变为在水之外寻找解决水资源分配和水资源管理的途径,运用“大水利”的系统理念和 方法 找寻与水问题相关的各种各样的影响因素。在水问题发生的范围之外找寻解决区域内部水问题的 措施 ,可以更好地协调人口、资源和生态环境之间的关系。

2.虚拟水 理论 拓宽了水资源 研究 的领域

传统的水资源,一般研究真实水资源的自身特征、运动 规律 及相关关系,对“看不见”的虚拟水毫无了解。虚拟水理论给水资源和水安全研究提供了创新领域,如传统水资源研究与粮食安全研究是分离的,虚拟水理论使两者有了切入点,给从事水资源学研究的人员提供更加广阔的研究空间。今后主要应加强虚拟水战略的区域政策体系研究,研究虚拟水与区域社会经济 发展 、产业结构战略性调整、粮食安全及生态环境安全等之间的关系,对构筑水资源安全战略体系具有重要意义。

3.虚拟水树立了新型的水资源管理理念

在国家层面,应以流域为单位进行水资源可持续利用管理,发挥流域系统在水资源管理方面的功能,使水资源管理由供求管理走向社会化管理。水资源管理应有三个层次,首先是要通过节水、生活习惯和方式的改变、产业结构和种植业结构的调整,充分利用当地水资源;其次,考虑区域社会经济的发展、水资源安全和生态环境安全,进行区域水资源分配;最后,构筑水资源安全战略体系,通过虚拟水贸易和虚拟水战略实现全球水资源化。

4.虚拟水提供了一条解决我国干旱区缺水的新途径

水资源是人类赖以生存的一种宝贵的稀缺资源。我国华北及西北干旱区水资源严重短缺,严重制约区域社会经济发展,导致区域生态环境严重恶化。建立水资源安全战略已经成为国家长治久安、经济社会可持续发展的必然选择和重要战略问题。实施虚拟水战略有利于国家制定西北地区水资源安全战略的保障措施及政策,有利于西北开发,对西北地区的生态环境安全和社会经济可持续发展具有重要的理论和现实意义。

参考 文献 :

1 程国栋.虚拟水—— 中国 水资源安全战略的新思路.中国 科学 院院刊,2003.4

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⑻ 微生物在生活废水中的应用论文4000字

水生物处理实际是水体自净的强化 ,在去除了污水中的污染物后 ,必须将微生物从水中分离出来 ,这种分离主要是通过微生物本身的絮凝和原生动物、轮虫等的吞食作用完成的。本文主要介绍微生物在生活污水处理中的应用,及几种主要的污水生物处理技术。

生活污水可生化性相对较高,所以采用生化法处理效果比较好。大多数城市污水处理厂的原水主要是生活污水,其中掺杂的工业污水只占相当小的一部分,所以生化法一直是城市污水处理厂的首选工艺。

生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的无机物和有机物。无机物如氯化物、硫酸盐、磷酸盐和钠、钾、钙、铁等碳酸盐,有机物有纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质和尿素等。排放入环境中促使浮游植物生长和大量繁殖,形成赤潮和水华。

利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的。微生物能从污水中摄取糖,蛋白质,脂肪,淀粉及其它有机化合物作为微生物的营养物质,经过一系列的酶促反应,这些有机物在微生物体内得到分解利用,有些合成微生物自身的结构和功能物质,有些则为微生物提供所需的能量。微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种,因此,污水生物处理方法分为好氧生物处理和厌氧生物处理.

好氧生物处理是在水中有溶解氧存在的条件下,借好氧和兼性厌氧微生物(其中主要是好氧菌)的作用来进行的。在处理过程中,绝大多数的有机物都能被相应的微生物氧化分解。用好氧法处理污水,基本上没有臭气,处理所需的时间比较短,如果条件适宜,—般可去除BOD九成以上 。

厌氧生物处理是在无氧的条件下,借厌氧和兼性厌氧微生物(其中主要是厌氧菌)的作用来分解污水中有机物的,也称厌氧消化或厌氧发酵。厌氧生物处理主要应用于有机污泥和高浓度有机污水的处理。由于是密闭发酵,所以在处理过程中不影响周围环境;同时隔绝空气又加以高温发酵,可以钉死寄生虫卵和致病菌;并且可以产生生物能源甲烷。因此厌氧消化法近年来渐渐受到重视,但由于所需时间长,对设备要求严格,因而影响其迅速推广。

在污水处理中,通常是以有机物在氧化过程中所消耗的氧量这一综合性指标来表示有机污染物的浓度,如生化需氧量和化学需氧量。生化需氧量是指在特定的温度和时间微生物分解污水中有机物所消耗的氧量,称为生化需氧量。生化需氧量约占生化需氧总量的一大半,故采用生化需氧量来表示污水中可降解有机物的浓度是比较合适的。但污水中有机物并不是都能较快降解的,在工业废水中,可以结合化学需氧量等指标表示有机污染物的浓度。

只有生化需氧量高的废水才适宜采用生物处理,化学需氧量很高但生化需氧量不高的废水不宜采用生物处理。对于有毒的废水,只要毒物能降解,就可用生物法处理,关键是控制毒物浓度和驯化微生物。

污水生物处理方法包含活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法、厌氧生物化学法、固定化微生物法,生物处理法通常配合化学混凝处理效果更好,化学混凝药剂处理法资料至http://www.cl39.com/望采纳.

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