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水处理生物技术

发布时间:2020-12-20 20:37:04

『壹』 固定化微生物技术应用于饮用水处理有哪些优点

固定化微生物技术是用化学或物理的手段,将游离细胞或酶定位于限定的区域,使其保持活性并可反复利用的方法。最初主要用于发酵生产,70年代后期,被用到水处理领域,近年来则成为各国学者研究的热点。固定化微生物技术克服了生物细胞太小,与水溶液分离较难,易造成2次污染的缺点,保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点,在废水处理领域有广阔的应用前景。在实际应用过程中,如何固定、何种载体,才能使固定化微生物能较长时间的保持一定强度和活度,才能降低固化的成本,延长固定微生物的使用寿命,是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。文本着重介绍近年来废水处理中常用的固定化材料,及比较成熟的固定方法和影响因素。

参考---------------------------------------------------------------------------------------------

2常用固定化方法

废水处理中常用微生物固定化方法主要有:包埋法、交联法、载体结合法。

2.1包埋法

包埋法是利用线性网状结构的高分子聚合物载体的加裹作用,将游离细胞截留在形成的高分子材料内,其结构可防止细胞渗出到周围培养基中,但底物仍能渗入与细胞发生反应。包埋法操作简便,微生物本身不参与水不溶性胶网格或微胶囊的形成,活力较高,应用广泛。但包埋材料会一定程度阻碍底物和氧扩散,并对大分子底物不适用。Joshi用海藻酸钙、聚丙烯酸酯、琼脂、蛋白质等,分别包埋产苯化工厂的活性污泥用于含酚废水处理。结果表明,海藻酸钙有最大的酚降解率,能市郊降解浓度在1000mg/L以上的含酚废水,固定化污泥反复使用12次而酚降解率不变。

2.2交联法

交联法是使用双功能或多功能的试剂与酶分子进行分子间的交联固定化方法。由于酶蛋白的功能团参与此反应,所以酶的活性中心构造可能受到影响,而使酶显著失活。此外,在剂如戊二醛等价格昂贵,限制了其应用,实际常与其它方法结合。陈陶声等报道,Smiley使用苯酚甲醛树脂DuoliteDS-73141,来吸附枯草芽孢杆菌的α-淀粉酶交联,形成酶-树脂复合物,用于连续水解造纸废水中悬浮微纤维的胶态淀粉,效果很理想。

2.3吸附法

又称载体结合法,是通过物理吸附、化学或离子结合,将微生物固定于非水溶性载体。这种方法操作简单,对微生物活力影响小,但所结合的微生物量有限,反应稳定性和反复使用性差。美国宾州大学培养从活性污泥中分离出的优势菌丝孢酵母(Frichosporoncutaneum)和假单胞菌(Pseudomonasp),提取高酶活的酚氧化酶,再以化学手段结合到玻璃珠上,用于处理冶金工业酚废水,使固定酶活性可达游离细胞的90%。

3载体的选择

水处理中对载体的要求是:

1) 具有足够的机械、物理和化学稳定性;

2) 具有惰性,不能干扰生物分子的功能;

3) 具备一定的容量;

4) 价廉易得。

载体包括2大类:无机载体如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等;有机载体如琼脂、聚乙烯醇凝胶(PVA)、角叉莱胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺(ACAM)凝胶等。无机载体常用于吸附法,高质量无机载体的指标之一是有较大的表面积。无机载体常与包埋载体结合,以提高包埋载体的强度,扩大孔径,提高包埋微生物的使用效率与寿命。吸附法中微生物与载体结合不牢固,易脱落,吸附数量不多;胶联法固定微生物活性较低,很少单独使用。

本文则主要讨论常用于包埋法的载体,而包埋载体品种很多,主要在天然高分子凝胶和有机合成高分子载体2类。

3.1天然高分子载体

天然高分子载体有琼脂、海藻酸钙、角叉莱胶等,它们无生物毒性,传质性好,但强度较低,在厌氧条件下易被生物分解。琼脂凝胶有良好的惰性,但机械性能与化学稳定性差,常在碱性条件下加2,3-二溴丙醇交联,以提高其稳定性。琼脂凝胶在实际操作时应避免剧烈搅拌破坏结构,同时也应尽量避免冷冻。海藻酸盐的分子式为(C8H8O8)n,聚合度可从80到750,无毒、不易被降解,一价盐为水溶性,二价以上的为水不溶性。可形成耐热的凝胶的重要依据,实际应用中常添加其它物质以增加强度。

3.2合成有机高分子载体

合成有机高分子聚合物有ACAM、PVA、聚乙酰几丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般强度较好,但传质性能较差,包埋后对细胞活性有影响。实际应用需注意其表面亲水性、粘度均一性和内部孔的结构。PVA因无毒、价廉、搞微生物分解和机械强度高等特点受到重视,被认为是目前最有效的固定化载体之一。但存在包埋颗粒易破碎、传质阻力大、产气上浮及活性丧失大等缺陷。实际常以PVA为主要包埋骨架,添加其它能提高包埋效果的添加剂。闵航等以PVA为主要包埋材料的混合载体,来固定厌氧活性污泥,以处理有机废水。混合载体由聚乙烯醇、0.15%海藻酸钠、2%铁粉、0.3%碳酸钙、4%二氧化硅组成。中野报道,PVA胶制备过程中,加入少量粉末活性炭可提高凝胶强度,且制成的固定细胞在进水不稳定、难降解组分突然进入处理系统的情况下,与单一PVA凝胶相比显示出优势。

3.3载体的混合使用

实际中常将几种载体混合使用,利用各自的优点以提高使用效率。Pai用含1%活性炭、4%海藻酸钙凝胶、1%湿菌体的泫藻酸钙凝胶,包埋微生物以降解苯酚废水,效果比较理想。Lin利用海藻酸钙与吸附剂(粉末活性炭)联合包埋固定Phanerochatechrysosporiun菌,用于降解五氯酚,与非固定化和单独固定化体系比较的结果表明,联合固定化体系更有效。孙艳利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛,对降酚菌种(以海藻酸钠包埋固定)的表面进行化学处理,使固定细胞的机械强度、降酚活性和稳定性得到了提高。陈敏提出聚乙烯醇包埋活性炭与微生物的固定化技术,并用于有机磷农药水胺硫磷的降解,结果表明固定微生物对废水温度、pH值和水胺硫磷浓度的适应范围扩大。混合载体法有效地缓解了实际固定化细胞成球难、易破碎、活性易丧失等难题。

3.4常见固定细胞载体性能比较

一些常见的固定细胞载体性能比较如表1。

表1各种固定化细胞载体的性能比较

性能
载体

琼脂
海藻酸钙
角叉莱胶
ACAM
PVA-硼酸

压缩强度(kg/cm2)
0.5
0.8
0.8
1.4
2.75

耐曝气强度

一般
一般



扩散系数(·10-6cm2/s)
/
6.8(30

『贰』 世界著名生物水处理技术公司的资料

发展编辑
关于水污染的话题不断被提起,特别是地下水污染问题,浙江杭州、温州等地有农民或者企业家出资请环保局长下河游泳,以此来引起大家对水污染严重程度的关注,虽然各个环保局长都选择了沉默或者拒绝,但是民众环保意识的觉醒,对水污染的关切程度达到了空前。
地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。根据《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》指出,中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。
而另一组数据亦表明,地下水正面临严峻挑战。2011年,北京、上海等9个省市对辖区内的857眼监测井进行过评价水质为I类、II类的监测井占比2%,而IV类、V类的监测井多达76.8%。
九个省市中,水质最好的当属海南省,以II类为主;上海、北京次之,多为III类;黑龙江及江苏则以IV类水占比最高,而吉林、辽宁、广东、宁夏四省区普遍只达到V类的水平。
水污染情况不断加剧,使得污水处理和再生行业受到空前的关注,近两年各地区毛利率都保持在70%左右,甚至有的地区超过了100%,行业发展潜力非常大。截至2012年底,我国污水处理及其再生行业企业个数达到了213个,资产总计844.13亿元,较2011年增长了11.43%,销售收入为236.64亿元,较2011年增长了16.16%,扩张速度较快。发展水平较高!
用途编辑
地埋式污水处理设备适宜住宅小区、医院疗养院、办公楼、商场、宾馆、饭店、机关、学校、部队、 水产加工厂、牲蓄加工厂、乳品加工厂等生活污水和与之类似的工业有机废水,如纺织、啤酒、造纸、制革、食品、化工等行业的有机污水处理,主要目的是将生活污水和与之相类似的工业有机废水处理后达到回用水质要求,使废水处理后资源化利用。

『叁』 国外哪些高校在市政工程水处理生物技术方面专长

荷兰某一高校

『肆』 水处理中膜处理技术,生物膜会死吗,生物膜死了怎么办

生物膜法处理说简单了就是微生物作用,微生物肯定会死亡的啊,不过还有再生的。两者之间达到一种平衡。
但是如果长期缺乏养分的供给或者受到有毒物质的影响,生物膜确实有可能死亡。死亡之后只能重新再养啦

『伍』 比较传统水处理工艺与水体生态原位净化技术

无土草坪生态景观浮岛治理河湖水污染

水体富营养化是全球性的水环境问题,我国现有湖泊2 700余个,总面积达9.1万km2.根据调查资料和国内、外评价湖泊富营养化指标,我国比较典型的37个主要湖泊中,中营养型和中一富营养型的占55.8%,富营养型的占14.7%,重富营养型的占8.8%.中国90%以上的水域污染是因水体中的N、P含量过高而引起的富营养化造成的,而N、P则是植物生长最基本的必需营养元素。生态景观浮岛是以可漂浮材料为基质或载体,它的净化作用原理表现在利用表面积很大的植物根系在水中形成浓密的网,吸附水体中大量的悬浮物,并逐渐在植物根系表面形成生物膜,膜中微生物吞噬和代谢水中的污染物成为无机物,通过植物的根系吸收或吸附作用,削减水体中的氮、磷及有机污染物质,经过光合作用转化为植物细胞的成分,促进其生长,最后通过收割浮岛植物来减少水中营养元素,改善水质,创造良好的水环境。国内、外研究结果表明,生态浮岛与人工湿地在同等面积条件下,生态浮岛的净水效率比人工湿地高出70%以上。目前一些文献中出现的“生态浮岛”、“人工浮岛”、“人工生物浮床”、“生物浮床”、“浮床无土栽培”等均为相同或类似的概念。

经过几十年的研究发展,国内、外生态浮岛技术得到极大完善,但是由于种种原因生态浮岛技术然而其仍处于试验与示范阶段,并在使用中存在一些问题和不足:

1、现有生态浮岛栽培不易进行标准化推广应用。不同的湖泊河流,其富营养化水平不同,水流、温度、风速、水体波动等都各不相同,需要相应的浮岛设计组合和浮岛植物种类搭配,很难制定一个统一的标准予以推广应用。

2、现有生态浮岛难以推行机械化操作。生态浮岛漂浮在水面上,日常的管理均在水面上完成,目前其管理操作大多采用人工完成,管理养护成本大,在小面积的试验示范中尚可,若大面积推广,需要经常、及时采收,人工操作就不能满足需要,限制其发展。

3、现有生态浮岛制作施工周期长。从目前来看多数的生态浮岛都是采用现场制作及现场种植的模式,大面积制作施工周期较长。

4、现有生态浮岛难以过冬。生态浮岛上的植物大多数不能过冬,需要在第二年春天重新种植,尤其在冬季天气较冷的我国北方地区生态浮岛上的植物根本不能成活。

5、现有生态浮岛多数采用大型水生植物及水生蔬菜,难以抵抗极端的大风、大雨及大浪。

6、目前国内、外使用的生态浮岛单体面积较小,大多数是在小面积的河湖中使用,难以对较大的河湖进行生态修复,现需要有超大面积的生态浮岛。

北京筑梦源屋顶无土绿化科技有限公司利用无土草坪的特殊优点,采用自有的专利技术制作无土草坪生态浮岛,实验证明已取得非常好的效果,解决了目前国内、外生态浮岛制作技术存在的诸多问题,并取得如下成果;

1、无土草坪生态浮岛采用禾本科草建成,禾本科草是一类适应性强的多年生植物,具有净化富营养化水体的潜在优势。由于无土草坪生态浮岛草坪高度不高、根系发达、草坪结构牢固,因此它能抵抗极端大风、大雨及大浪并能达到在任何水流、温度、风速、水体波动及富营养化水平不同等情况下使用。

2、无土草坪生态景观浮岛采用在地面培育已经成坪的无土草坪,用草坪在工厂里组合成浮岛模块, 到了施工场地根据所需要的面积,只要将相邻的浮岛模块相连在一起,即可制成所需生态景观浮岛,这样的制作方法使工程现场施工变得更为方便快捷。

3、由于无土草坪生态景观浮岛采用成坪的无土草坪制作,制成后漂浮在水面上景观立现,整齐划一,就像一块绿色的地毯景观效果非常明显。

4、由于无土草坪生态景观浮岛特殊的结构及方便的管理,是目前国内、外唯一能制成超大面积的生态浮岛,能够对较大的河湖进行有效的生态修复。

5、在我国长江以南不冻的水面无土草坪生态景观浮岛四季常绿,我们在北京的实验证明,2012年的冬季北京平均气温是30年来最低,并且极端最低温度达到零下15以下有好些天,在冰冻的水面无土草坪被冻成了冰块, 但是2013年开春实验的这草坪全部返青,返青率达到百分之百。应该看到在这样的冬季国内、外各类、各型生态浮岛上的植物根本不能成活。

6、无土草坪生态景观浮岛在养护管理工作方面也低于于地面草坪。地面铺设的草坪1怕干旱2怕缺肥,并且养护管理比较费水费工,但是将无土草坪生态景观浮岛安置在富营养化的水面上也就没有这些问题了,无土草坪生态浮岛采用禾本科冷季型草建成,地面使用时夏季高温高湿,冷季型草坪病害发病率高,如果养护措施不当,会造成草坪大面积斑秃,严重影响草坪景观效果,由于无土草坪生态浮岛草坪在湖泊河流水面生长,湖泊河流水面即使在夏季高温天水面温度远比地面低很多,草坪不易生病,并且虫害也远低于地面草坪。无土草坪生态景观浮岛在水面铺设后,和种植在地面的草坪一样可以使用好多年,草坪即便出现秃斑,撒点草种无需用任何覆盖物,无需任何管理草坪即可恢复这是经过实验证明的。无土草坪生态浮岛管理简单,使用年限越长经济效益及社会效益也就越高。

7、用无土草坪制成的生态景观浮岛表面平整并有足够的浮力,在大面积使用中工人可以在草坪上用剪草机剪草,修剪根据草坪长势20-30次/年。实验证明水面栽培条件下的无土草坪禾本科高羊茅草叶绿素含量、叶片含水量、干重、密度、盖度等指标均显著高于土培条件的草坪,草坪每年剪草的次数高于地面草坪,这样就能更多的将水体中的富营养物质搬离水体,用禾本科无土草坪制成的生态景观浮岛是对大、小河湖富营养化修复提供一条有效的新途径。

8. 无土草坪生态景观浮岛具有的诸多优点这是国内、外现有生态浮岛无法比拟的,它并具有极高的环境经济价值、资源价值和社会价值,在国、内外具有广阔的推广运用前景。

『陆』 水处理生物床技术

水处理生物床技术是聊城华央环保设备有限公司的专利技术,现应用于专节水淋浴房、属家庭污水处理器、节水宝等产品的水处理过程。该技术的核心是:为洗浴、盥洗、洗衣等废水具有净化能力的微生物提供适宜、生存、繁殖的巨大空间,使废水产生千万倍的自净化能力,从而实现不使用任何药剂、成本低廉进行环保水处理的目的。

『柒』 生活饮用水净化具有那些处理技术

在当今社会生活环境中,工业造成水的污染比比皆是。而反渗透直饮水设备的出现有效的解决饮水卫生和健康的问题。而要解决污染,只有水通过净化才能供我们使用,又要通过多层次的过滤系统解决是唯一选择。

生活饮用水处理技术说明

生活饮用水净化处理工艺的主要去除对象是水源水中的悬浮物、胶体物和病原微生物等。生活饮用水处理工艺所使用的处理技术有混凝、沉淀、澄清、过滤、消毒等。由这些技术所组成的生活饮用水处理工艺目前仍为世界上大多数水厂所采用,在我国目前95%以上的自来水厂都是采用常规处理工艺,因此常规处理工艺生活是饮用水处理系统的主要工艺。

氧生物膜法处理技术

生活饮用水处理生物预处理采用好氧生物膜法。已经开发实用的处理技术主要有:生物接触氧化法和淹没式生物滤池法。生物接触氧化法采用挂满弹性填料或纤维束填料的水池,池中设有穿孔管曝气装置,供给生物处理所需要的氧。淹没式生物滤池采用颗粒填料作为生物生长的载体,一般采用陶粒填料,池型与给水处理的砂滤池相似,只是在滤料下增加了穿孔管曝气系统。

能够有效去除水中的氨氮

在生活饮用水处理生物预处理构筑物中氨氮在亚硝化菌的作用下先被生物转化为亚硝酸盐,再在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐。在饮用水生物预处理中,对氨氮的硝化比去除有机物更容易实现,所需要的水力停留时间也较短。采用生物硝化去除氨氮的预处理已经成为饮用水预处理的一个重要处理目的。

由此证明,生活饮用水净化技术综合发挥生物预处理和氧生物膜法处理作用,努力提高处理后出水水质。
~~~tm

『捌』 为什么水处理微生物技术运用前景广泛

现在水处理市场比较好,主要是国家发展趋势,水处理以后的趋势会向微观方面进发

『玖』 污水处理中生物法有哪几种

1. 活性污泥法
是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。活性污泥是一种回由无数细菌答和其他微生物组成的絮凝体,其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利用这种活性污泥的吸附、氧化作用,去除废水澡的有机污染物。
2.生物膜法
污水连续流经固体填料(碎石、塑料填料等),在填料上就会生成污泥状的生物膜,生物膜中繁殖着大量的微生物,起到与活性污泥同样的净化污水的作用。
3.自然生物处理法
利用在自然条件下生长、繁殖的微生物(不加以人工强化或略加强化)处理废水的技术。其主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但受自然条件的制约。主要的处理技术是稳定塘和土地处理法。
4. 氧生物处理法
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的处理技术。有机污泥、某些高浓度有机污染物理的工业废水,如屠宰场、酒精厂废水等适宜于用厌氧生物处理法处理。用于厌氧处理的构筑物最普通的是消化池,最近一、二十年来这个领域有很大发展,开创了一系列新型、高效的厌氧处理构筑物,如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧反应器以及复合厌氧反应器等。

『拾』 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。

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