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水處理生物技術

發布時間:2020-12-20 20:37:04

『壹』 固定化微生物技術應用於飲用水處理有哪些優點

固定化微生物技術是用化學或物理的手段,將游離細胞或酶定位於限定的區域,使其保持活性並可反復利用的方法。最初主要用於發酵生產,70年代後期,被用到水處理領域,近年來則成為各國學者研究的熱點。固定化微生物技術克服了生物細胞太小,與水溶液分離較難,易造成2次污染的缺點,保持了效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的優點,在廢水處理領域有廣闊的應用前景。在實際應用過程中,如何固定、何種載體,才能使固定化微生物能較長時間的保持一定強度和活度,才能降低固化的成本,延長固定微生物的使用壽命,是該技術在污水處理中得到廣泛應用的關鍵。文本著重介紹近年來廢水處理中常用的固定化材料,及比較成熟的固定方法和影響因素。

參考---------------------------------------------------------------------------------------------

2常用固定化方法

廢水處理中常用微生物固定化方法主要有:包埋法、交聯法、載體結合法。

2.1包埋法

包埋法是利用線性網狀結構的高分子聚合物載體的加裹作用,將游離細胞截留在形成的高分子材料內,其結構可防止細胞滲出到周圍培養基中,但底物仍能滲入與細胞發生反應。包埋法操作簡便,微生物本身不參與水不溶性膠網格或微膠囊的形成,活力較高,應用廣泛。但包埋材料會一定程度阻礙底物和氧擴散,並對大分子底物不適用。Joshi用海藻酸鈣、聚丙烯酸酯、瓊脂、蛋白質等,分別包埋產苯化工廠的活性污泥用於含酚廢水處理。結果表明,海藻酸鈣有最大的酚降解率,能市郊降解濃度在1000mg/L以上的含酚廢水,固定化污泥反復使用12次而酚降解率不變。

2.2交聯法

交聯法是使用雙功能或多功能的試劑與酶分子進行分子間的交聯固定化方法。由於酶蛋白的功能團參與此反應,所以酶的活性中心構造可能受到影響,而使酶顯著失活。此外,在劑如戊二醛等價格昂貴,限制了其應用,實際常與其它方法結合。陳陶聲等報道,Smiley使用苯酚甲醛樹脂DuoliteDS-73141,來吸附枯草芽孢桿菌的α-澱粉酶交聯,形成酶-樹脂復合物,用於連續水解造紙廢水中懸浮微纖維的膠態澱粉,效果很理想。

2.3吸附法

又稱載體結合法,是通過物理吸附、化學或離子結合,將微生物固定於非水溶性載體。這種方法操作簡單,對微生物活力影響小,但所結合的微生物量有限,反應穩定性和反復使用性差。美國賓州大學培養從活性污泥中分離出的優勢菌絲孢酵母(Frichosporoncutaneum)和假單胞菌(Pseudomonasp),提取高酶活的酚氧化酶,再以化學手段結合到玻璃珠上,用於處理冶金工業酚廢水,使固定酶活性可達游離細胞的90%。

3載體的選擇

水處理中對載體的要求是:

1) 具有足夠的機械、物理和化學穩定性;

2) 具有惰性,不能幹擾生物分子的功能;

3) 具備一定的容量;

4) 價廉易得。

載體包括2大類:無機載體如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等;有機載體如瓊脂、聚乙烯醇凝膠(PVA)、角叉萊膠、海藻酸鈉、聚丙烯醯胺(ACAM)凝膠等。無機載體常用於吸附法,高質量無機載體的指標之一是有較大的表面積。無機載體常與包埋載體結合,以提高包埋載體的強度,擴大孔徑,提高包埋微生物的使用效率與壽命。吸附法中微生物與載體結合不牢固,易脫落,吸附數量不多;膠聯法固定微生物活性較低,很少單獨使用。

本文則主要討論常用於包埋法的載體,而包埋載體品種很多,主要在天然高分子凝膠和有機合成高分子載體2類。

3.1天然高分子載體

天然高分子載體有瓊脂、海藻酸鈣、角叉萊膠等,它們無生物毒性,傳質性好,但強度較低,在厭氧條件下易被生物分解。瓊脂凝膠有良好的惰性,但機械性能與化學穩定性差,常在鹼性條件下加2,3-二溴丙醇交聯,以提高其穩定性。瓊脂凝膠在實際操作時應避免劇烈攪拌破壞結構,同時也應盡量避免冷凍。海藻酸鹽的分子式為(C8H8O8)n,聚合度可從80到750,無毒、不易被降解,一價鹽為水溶性,二價以上的為水不溶性。可形成耐熱的凝膠的重要依據,實際應用中常添加其它物質以增加強度。

3.2合成有機高分子載體

合成有機高分子聚合物有ACAM、PVA、聚乙醯幾丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般強度較好,但傳質性能較差,包埋後對細胞活性有影響。實際應用需注意其表面親水性、粘度均一性和內部孔的結構。PVA因無毒、價廉、搞微生物分解和機械強度高等特點受到重視,被認為是目前最有效的固定化載體之一。但存在包埋顆粒易破碎、傳質阻力大、產氣上浮及活性喪失大等缺陷。實際常以PVA為主要包埋骨架,添加其它能提高包埋效果的添加劑。閔航等以PVA為主要包埋材料的混合載體,來固定厭氧活性污泥,以處理有機廢水。混合載體由聚乙烯醇、0.15%海藻酸鈉、2%鐵粉、0.3%碳酸鈣、4%二氧化硅組成。中野報道,PVA膠制備過程中,加入少量粉末活性炭可提高凝膠強度,且製成的固定細胞在進水不穩定、難降解組分突然進入處理系統的情況下,與單一PVA凝膠相比顯示出優勢。

3.3載體的混合使用

實際中常將幾種載體混合使用,利用各自的優點以提高使用效率。Pai用含1%活性炭、4%海藻酸鈣凝膠、1%濕菌體的泫藻酸鈣凝膠,包埋微生物以降解苯酚廢水,效果比較理想。Lin利用海藻酸鈣與吸附劑(粉末活性炭)聯合包埋固定Phanerochatechrysosporiun菌,用於降解五氯酚,與非固定化和單獨固定化體系比較的結果表明,聯合固定化體系更有效。孫艷利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛,對降酚菌種(以海藻酸鈉包埋固定)的表面進行化學處理,使固定細胞的機械強度、降酚活性和穩定性得到了提高。陳敏提出聚乙烯醇包埋活性炭與微生物的固定化技術,並用於有機磷農葯水胺硫磷的降解,結果表明固定微生物對廢水溫度、pH值和水胺硫磷濃度的適應范圍擴大。混合載體法有效地緩解了實際固定化細胞成球難、易破碎、活性易喪失等難題。

3.4常見固定細胞載體性能比較

一些常見的固定細胞載體性能比較如表1。

表1各種固定化細胞載體的性能比較

性能
載體

瓊脂
海藻酸鈣
角叉萊膠
ACAM
PVA-硼酸

壓縮強度(kg/cm2)
0.5
0.8
0.8
1.4
2.75

耐曝氣強度

一般
一般



擴散系數(·10-6cm2/s)
/
6.8(30

『貳』 世界著名生物水處理技術公司的資料

發展編輯
關於水污染的話題不斷被提起,特別是地下水污染問題,浙江杭州、溫州等地有農民或者企業家出資請環保局長下河游泳,以此來引起大家對水污染嚴重程度的關注,雖然各個環保局長都選擇了沉默或者拒絕,但是民眾環保意識的覺醒,對水污染的關切程度達到了空前。
地表水污染顯而易見,地下水的污染卻是觸目驚心。根據《中國污水處理行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告前瞻》指出,中國13億人口中,有70%飲用地下水,660多個城市中有400多個城市以地下水為飲用水源。但是據介紹,全國90%的城市地下水已受到污染。
而另一組數據亦表明,地下水正面臨嚴峻挑戰。2011年,北京、上海等9個省市對轄區內的857眼監測井進行過評價水質為I類、II類的監測井佔比2%,而IV類、V類的監測井多達76.8%。
九個省市中,水質最好的當屬海南省,以II類為主;上海、北京次之,多為III類;黑龍江及江蘇則以IV類水佔比最高,而吉林、遼寧、廣東、寧夏四省區普遍只達到V類的水平。
水污染情況不斷加劇,使得污水處理和再生行業受到空前的關注,近兩年各地區毛利率都保持在70%左右,甚至有的地區超過了100%,行業發展潛力非常大。截至2012年底,我國污水處理及其再生行業企業個數達到了213個,資產總計844.13億元,較2011年增長了11.43%,銷售收入為236.64億元,較2011年增長了16.16%,擴張速度較快。發展水平較高!
用途編輯
地埋式污水處理設備適宜住宅小區、醫院療養院、辦公樓、商場、賓館、飯店、機關、學校、部隊、 水產加工廠、牲蓄加工廠、乳品加工廠等生活污水和與之類似的工業有機廢水,如紡織、啤酒、造紙、製革、食品、化工等行業的有機污水處理,主要目的是將生活污水和與之相類似的工業有機廢水處理後達到回用水質要求,使廢水處理後資源化利用。

『叄』 國外哪些高校在市政工程水處理生物技術方面專長

荷蘭某一高校

『肆』 水處理中膜處理技術,生物膜會死嗎,生物膜死了怎麼辦

生物膜法處理說簡單了就是微生物作用,微生物肯定會死亡的啊,不過還有再生的。兩者之間達到一種平衡。
但是如果長期缺乏養分的供給或者受到有毒物質的影響,生物膜確實有可能死亡。死亡之後只能重新再養啦

『伍』 比較傳統水處理工藝與水體生態原位凈化技術

無土草坪生態景觀浮島治理河湖水污染

水體富營養化是全球性的水環境問題,我國現有湖泊2 700餘個,總面積達9.1萬km2.根據調查資料和國內、外評價湖泊富營養化指標,我國比較典型的37個主要湖泊中,中營養型和中一富營養型的佔55.8%,富營養型的佔14.7%,重富營養型的佔8.8%.中國90%以上的水域污染是因水體中的N、P含量過高而引起的富營養化造成的,而N、P則是植物生長最基本的必需營養元素。生態景觀浮島是以可漂浮材料為基質或載體,它的凈化作用原理表現在利用表面積很大的植物根系在水中形成濃密的網,吸附水體中大量的懸浮物,並逐漸在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代謝水中的污染物成為無機物,通過植物的根系吸收或吸附作用,削減水體中的氮、磷及有機污染物質,經過光合作用轉化為植物細胞的成分,促進其生長,最後通過收割浮島植物來減少水中營養元素,改善水質,創造良好的水環境。國內、外研究結果表明,生態浮島與人工濕地在同等面積條件下,生態浮島的凈水效率比人工濕地高出70%以上。目前一些文獻中出現的「生態浮島」、「人工浮島」、「人工生物浮床」、「生物浮床」、「浮床無土栽培」等均為相同或類似的概念。

經過幾十年的研究發展,國內、外生態浮島技術得到極大完善,但是由於種種原因生態浮島技術然而其仍處於試驗與示範階段,並在使用中存在一些問題和不足:

1、現有生態浮島栽培不易進行標准化推廣應用。不同的湖泊河流,其富營養化水平不同,水流、溫度、風速、水體波動等都各不相同,需要相應的浮島設計組合和浮島植物種類搭配,很難制定一個統一的標准予以推廣應用。

2、現有生態浮島難以推行機械化操作。生態浮島漂浮在水面上,日常的管理均在水面上完成,目前其管理操作大多採用人工完成,管理養護成本大,在小面積的試驗示範中尚可,若大面積推廣,需要經常、及時採收,人工操作就不能滿足需要,限制其發展。

3、現有生態浮島製作施工周期長。從目前來看多數的生態浮島都是採用現場製作及現場種植的模式,大面積製作施工周期較長。

4、現有生態浮島難以過冬。生態浮島上的植物大多數不能過冬,需要在第二年春天重新種植,尤其在冬季天氣較冷的我國北方地區生態浮島上的植物根本不能成活。

5、現有生態浮島多數採用大型水生植物及水生蔬菜,難以抵抗極端的大風、大雨及大浪。

6、目前國內、外使用的生態浮島單體面積較小,大多數是在小面積的河湖中使用,難以對較大的河湖進行生態修復,現需要有超大面積的生態浮島。

北京築夢源屋頂無土綠化科技有限公司利用無土草坪的特殊優點,採用自有的專利技術製作無土草坪生態浮島,實驗證明已取得非常好的效果,解決了目前國內、外生態浮島製作技術存在的諸多問題,並取得如下成果;

1、無土草坪生態浮島採用禾本科草建成,禾本科草是一類適應性強的多年生植物,具有凈化富營養化水體的潛在優勢。由於無土草坪生態浮島草坪高度不高、根系發達、草坪結構牢固,因此它能抵抗極端大風、大雨及大浪並能達到在任何水流、溫度、風速、水體波動及富營養化水平不同等情況下使用。

2、無土草坪生態景觀浮島採用在地面培育已經成坪的無土草坪,用草坪在工廠里組合成浮島模塊, 到了施工場地根據所需要的面積,只要將相鄰的浮島模塊相連在一起,即可製成所需生態景觀浮島,這樣的製作方法使工程現場施工變得更為方便快捷。

3、由於無土草坪生態景觀浮島採用成坪的無土草坪製作,製成後漂浮在水面上景觀立現,整齊劃一,就像一塊綠色的地毯景觀效果非常明顯。

4、由於無土草坪生態景觀浮島特殊的結構及方便的管理,是目前國內、外唯一能製成超大面積的生態浮島,能夠對較大的河湖進行有效的生態修復。

5、在我國長江以南不凍的水面無土草坪生態景觀浮島四季常綠,我們在北京的實驗證明,2012年的冬季北京平均氣溫是30年來最低,並且極端最低溫度達到零下15以下有好些天,在冰凍的水面無土草坪被凍成了冰塊, 但是2013年開春實驗的這草坪全部返青,返青率達到百分之百。應該看到在這樣的冬季國內、外各類、各型生態浮島上的植物根本不能成活。

6、無土草坪生態景觀浮島在養護管理工作方面也低於於地面草坪。地面鋪設的草坪1怕乾旱2怕缺肥,並且養護管理比較費水費工,但是將無土草坪生態景觀浮島安置在富營養化的水面上也就沒有這些問題了,無土草坪生態浮島採用禾本科冷季型草建成,地面使用時夏季高溫高濕,冷季型草坪病害發病率高,如果養護措施不當,會造成草坪大面積斑禿,嚴重影響草坪景觀效果,由於無土草坪生態浮島草坪在湖泊河流水面生長,湖泊河流水面即使在夏季高溫天水面溫度遠比地面低很多,草坪不易生病,並且蟲害也遠低於地面草坪。無土草坪生態景觀浮島在水面鋪設後,和種植在地面的草坪一樣可以使用好多年,草坪即便出現禿斑,撒點草種無需用任何覆蓋物,無需任何管理草坪即可恢復這是經過實驗證明的。無土草坪生態浮島管理簡單,使用年限越長經濟效益及社會效益也就越高。

7、用無土草坪製成的生態景觀浮島表面平整並有足夠的浮力,在大面積使用中工人可以在草坪上用剪草機剪草,修剪根據草坪長勢20-30次/年。實驗證明水面栽培條件下的無土草坪禾本科高羊茅草葉綠素含量、葉片含水量、乾重、密度、蓋度等指標均顯著高於土培條件的草坪,草坪每年剪草的次數高於地面草坪,這樣就能更多的將水體中的富營養物質搬離水體,用禾本科無土草坪製成的生態景觀浮島是對大、小河湖富營養化修復提供一條有效的新途徑。

8. 無土草坪生態景觀浮島具有的諸多優點這是國內、外現有生態浮島無法比擬的,它並具有極高的環境經濟價值、資源價值和社會價值,在國、內外具有廣闊的推廣運用前景。

『陸』 水處理生物床技術

水處理生物床技術是聊城華央環保設備有限公司的專利技術,現應用於專節水淋浴房、屬家庭污水處理器、節水寶等產品的水處理過程。該技術的核心是:為洗浴、盥洗、洗衣等廢水具有凈化能力的微生物提供適宜、生存、繁殖的巨大空間,使廢水產生千萬倍的自凈化能力,從而實現不使用任何葯劑、成本低廉進行環保水處理的目的。

『柒』 生活飲用水凈化具有那些處理技術

在當今社會生活環境中,工業造成水的污染比比皆是。而反滲透直飲水設備的出現有效的解決飲水衛生和健康的問題。而要解決污染,只有水通過凈化才能供我們使用,又要通過多層次的過濾系統解決是唯一選擇。

生活飲用水處理技術說明

生活飲用水凈化處理工藝的主要去除對象是水源水中的懸浮物、膠體物和病原微生物等。生活飲用水處理工藝所使用的處理技術有混凝、沉澱、澄清、過濾、消毒等。由這些技術所組成的生活飲用水處理工藝目前仍為世界上大多數水廠所採用,在我國目前95%以上的自來水廠都是採用常規處理工藝,因此常規處理工藝生活是飲用水處理系統的主要工藝。

氧生物膜法處理技術

生活飲用水處理生物預處理採用好氧生物膜法。已經開發實用的處理技術主要有:生物接觸氧化法和淹沒式生物濾池法。生物接觸氧化法採用掛滿彈性填料或纖維束填料的水池,池中設有穿孔管曝氣裝置,供給生物處理所需要的氧。淹沒式生物濾池採用顆粒填料作為生物生長的載體,一般採用陶粒填料,池型與給水處理的砂濾池相似,只是在濾料下增加了穿孔管曝氣系統。

能夠有效去除水中的氨氮

在生活飲用水處理生物預處理構築物中氨氮在亞硝化菌的作用下先被生物轉化為亞硝酸鹽,再在硝化菌的作用下進一步轉化為硝酸鹽。在飲用水生物預處理中,對氨氮的硝化比去除有機物更容易實現,所需要的水力停留時間也較短。採用生物硝化去除氨氮的預處理已經成為飲用水預處理的一個重要處理目的。

由此證明,生活飲用水凈化技術綜合發揮生物預處理和氧生物膜法處理作用,努力提高處理後出水水質。
~~~tm

『捌』 為什麼水處理微生物技術運用前景廣泛

現在水處理市場比較好,主要是國家發展趨勢,水處理以後的趨勢會向微觀方面進發

『玖』 污水處理中生物法有哪幾種

1. 活性污泥法
是當前應用最為廣泛的一種生物處理技術。活性污泥是一種回由無數細菌答和其他微生物組成的絮凝體,其表面有一多糖類粘質層。活性污泥法就是利用這種活性污泥的吸附、氧化作用,去除廢水澡的有機污染物。
2.生物膜法
污水連續流經固體填料(碎石、塑料填料等),在填料上就會生成污泥狀的生物膜,生物膜中繁殖著大量的微生物,起到與活性污泥同樣的凈化污水的作用。
3.自然生物處理法
利用在自然條件下生長、繁殖的微生物(不加以人工強化或略加強化)處理廢水的技術。其主要特徵是工藝簡單,建設與運行費用都較低,但受自然條件的制約。主要的處理技術是穩定塘和土地處理法。
4. 氧生物處理法
厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物的處理技術。有機污泥、某些高濃度有機污染物理的工業廢水,如屠宰場、酒精廠廢水等適宜於用厭氧生物處理法處理。用於厭氧處理的構築物最普通的是消化池,最近一、二十年來這個領域有很大發展,開創了一系列新型、高效的厭氧處理構築物,如厭氧濾池、上流式厭氧污泥床、厭氧轉盤、擋板式厭氧反應器以及復合厭氧反應器等。

『拾』 水處理中常用的膜分離技術有哪些,它們是如何界定的

納濾技術復
納濾制的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
反滲透技術
由於反滲透設備分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵等。
微濾技術
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。、
超濾技術
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。

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