㈠ 废水处理的基本方法有哪些
废水中污染物多种多样,从污染物形态分,有溶解性的、胶体状的和悬浮状的污染物。从化学性质分,有有机污染物和无机污染物。有机污染物从生物降解的难易程度又可分为可生物降解的有机物和不可生物降解的有机物。废水处理即是利用各种技术措施将各种形态的污染物从废水中分离出来,或将其分解、转化为无害和稳定的物质,从而使废水得以净化的过程。根据所采用的技术措施的作用原理和去除对象,废水处理方法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三大类。
1.废水的物理处理法废水的物理处理法是利用物理作用来进行废水处理的方法,主要用于分离去除废水中不溶性的悬浮污染物。在处理过程中废水的化学性质不发生改变。主要工艺有筛滤截留、重力分离(自然沉淀和上浮)、离心分离等,使用的处理设备和构筑物有格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋流分离器等。
(1)格栅与筛网格栅是由一组平行的金属栅条制成的具有一定间隔的框架。将其斜置在废水流经的渠道上,用于去除废水中粗大的悬浮物和漂浮物,以防止后续处理构筑物的管道阀门或水泵受到堵塞。筛网是由穿孔滤板或金属网构成的过滤设备,用于去除较细小的悬浮物。
(2)沉淀法沉淀法的基本原理是利用重力作用使废水中重于水的固体物质下沉,从而达到与废水分离的目的。这种工艺处理效果好,并且简单易行。因此,在废水处理中应用广泛,是一种重要的处理构筑物。在废水处理中,沉淀法主要应用于:①在沉砂池去除无机砂粒;②在初次沉淀池中去除重于水的悬浮状有机物;③在二次沉淀池去除生物处理出的生物污泥;④在混凝工艺之后去除混凝形成的絮凝体;⑤在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。
(3)气浮法用于分离比重与水接近或比水小,靠自重难以沉淀的细微颗粒污染物。其基本原理是在废水中通入空气,产生大量的细小气泡,并使其附着于细微颗粒污染物上,形成比重小于水的浮体,上浮至水面,从而达到使细微颗粒与废水分离的目的。
(4)离心分离使含有悬浮物的废水在设备中高速旋转,由于悬浮物和废水质量不同,所受的离心不同,从而可使悬浮物和废水分离的方法。根据离心力的产生方式,离心分离设备可分为旋流分离器和离心机两种类型。
2.废水的化学处理法化学处理法是利用化学反应来分离、回收废水中的污染物,或将其转化为无害物质,主要工艺有中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换等。
(1)中和法中和法是利用化学方法使酸性废水或碱性废水中和达到中性的方法。在中和处理中,应尽量遵循“以废治废”的原则,优先考虑废酸或废碱的使用,或酸性废水与碱性废水直接中和的可能性。其次才考虑采用药剂(中和剂)进行中和处理。
(2)混凝法混凝法是通过向废水中投入一定量的混凝剂,使废水中难以自然沉淀的胶体状污染物和一部分细小悬浮物经脱稳、凝聚、架桥等反应过程,形成具有一定大小的絮凝体,在后续沉淀池中沉淀分离,从而使胶体状污染物得以与废水分离的方法。通过混凝,能够降低废水的浊度、色度,去除高分子物质,呈悬浮状或胶体状的有机污染物和某些重金属物质。
(3)化学沉淀法化学沉淀法是通过向废水中投入某种化学药剂,使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应,形成难溶盐沉淀下来,从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。化学沉淀法一般用于含重金属工业废水的处理。根据使用的沉淀剂的不同和生成的难溶盐的种类,化学沉淀法可分为氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法。
(4)氧化还原法氧化还原法是利用溶解在废水中的有毒有害物质在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质,把它们转变为无毒无害物质的方法。废水处理使用的氧化剂有臭氧、氯气、次氯酸钠等,还原剂有铁、锌、亚硫酸氢钠等。
(5)吸附法吸附法是采用多孔性的固体吸附剂,利用同一液相界面上的物质传递,使废水中的污染物转移到固体吸附剂上,从而使之从废水中分离去除的方法。具有吸附能力的多孔固体物质称为吸附剂。根据吸附剂表面吸附力的不同,可分为物理吸附、化学吸附和离子交换性吸附。在废水处理中所发生的吸附过程往往是几种吸附作用的综合表现。废水中常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、沸石等。
(6)离子交换法离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换水处理法是利用离子交换剂对物质的选择性交换能力去除水和废水中的杂质和有害物质的方法。
(7)膜分离可使溶液中一种或几种成分不能透过,而其他成分能透过的膜,称为半透膜。膜分离是利用特殊的半透膜的选择性透过作用,将废水中的颗粒、分子或离子与水分离的方法,包括电渗析、扩散渗析、微过滤、超过滤和反渗透。
3.废水的生物处理法在自然界中,栖息着巨量的微生物。这些微生物具有氧化分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力。废水的生物处理法就是利用微生物的这一功能,并采用一定的人工措施,营造有利于微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量繁殖,以提高微生物氧化、分解有机物的能力,从而使废水中的有机污染物得以净化的方法。根据采用的微生物的呼吸特性,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。根据微生物的生长状态,废水生物处理法又可分为悬浮生长型(如活性污泥法)和附着生长型(生物膜法)。
(1)好氧生物处理法好氧生物处理是利用好氧微生物,在有氧环境下,将废水中的有机物分解成二氧化碳和水。好氧生物处理效率高,使用广泛,是废水生物处理中的主要方法。好氧生物处理的工艺很多,包括活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等工艺。
(2)厌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,最终产物为甲烷、二氧化碳等。多用于有机污泥、高浓度有机工业废水,如啤酒废水、屠宰厂废水等的处理,也可用于低浓度城市污水的处理。污泥厌氧处理构筑物多采用消化池,最近20多年来,开发出了一系列新型高效的厌氧处理构筑物,如升流式厌氧污泥床、厌氧流化床、厌氧滤池等。
(3)自然生物处理法自然生物处理法即利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术。主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但净化功能易受到自然条件的制约。主要的处理技术有稳定塘和土地处理法。
4.废水处理工艺流程由于废水中污染物成分复杂,单一处理单元不可能去除废水中全部污染物,常需要多个处理单元有机组合成适宜的处理工艺流程。确定废水处理工艺的主要依据是所要达到的处理程度。而处理程度又主要取决于原废水的性质、处理后废水的出路以及接纳处理后废水水体的环境标准和自净能力。
(1)城市废水的一般处理工艺流程其主要任务是去除城市废水中含有的悬浮物和溶解性有机物。一般处理工艺流程,根据不同的处理程度,可分为预处理、一级处理、二级处理和三级处理。
①预处理:主要工艺包括格栅、沉砂池,用于去除城市污水中的粗大悬浮物和比重大的无机砂粒,以保护后续处理设施正常运行并减轻负荷。
②一级处理:一级处理一般为物理处理,主要去除污水中的悬浮状固体物质。悬浮物去除率为50%~70%,有机物去除率为25%左右,一般达不到排放标准。因此一级处理属于二级处理的前处理。主要工艺为沉淀池。
③二级处理:二级处理为生物处理,用于大幅度去除污水中呈胶体或溶解性的有机物,有机物去除率可达90%以上,处理后出水BOD可降至20~30毫克/升,达到国家规定的污水排放标准。主要工艺有活性污泥法、生物膜法等。
④三级处理:在二级处理之后,用于进一步去除残存在废水中的有机物和氮磷,以满足更严格的废水排放要求或回用要求。采用的工艺有生物除氮脱磷法,或混凝沉淀、过滤、吸附等一些物化方法。
(2)工业废水的处理工艺流程由于工业废水水质成分复杂,且随行业、生产工艺流程、原料的变化而变化,故没有通用的工艺流程。
㈡ 废水处理方法有哪些
废水处理方法有:
1、物理法:利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如沉淀法(重力分离法)除去水中相对密度大于1的悬浮物;过滤法(滤网沙层活性碳)可除去水中的悬浮物;蒸发法用于浓缩废水中不挥发性和可溶性物质,另外还有离心分离法、汽浮(浮选)法、高梯度磁分离法等。
2、化学法:利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。例如中和法用于中和酸性或碱性废水;萃取法利用可溶性废物在两相作用中溶解度不同的“分配”,回收酚类和重金属等;氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物,杀灭天然水体中的病原菌。此外还有混凝法和化学沉淀法等。
3、物理化学法:吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法、蒸发法。
4、生物法:利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。例如,生物过滤法和活性污泥法来处理生活污水或有机生产废水,使有机物转化降解成无机盐而得到净化。还有生物膜法、生物塘法。
5、污泥土地处理法:用于有机质处理。污水灌溉,慢速下渗,快速下渗就要通过污水处理厂进行处理,然后在循环使用,用来冲厕所等用。
㈢ 微生物能处理废水的原理是什么
废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛使用。能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除已内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的粘状物称为生物膜。生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
还有一种活性污泥法。所谓活性污泥是由能形成菌胶团的细菌和原生动物为主组成的微生物类群,及它们所吸附的有机的和无机悬浮物凝聚而成的棕色的絮状泥粒,它对有机物具有很强的吸附力和氧化分解能力。
利用微生物净化污水虽然取得了可喜的成就,但在提高工作效益方面还有不少工作要做,因此还不能广泛应用于消除污染。
㈣ 使用生物技术方法的废水处理
废水的生物处理法
废水处理生物法是利用污水中微生物自身新陈代谢功能,从而降解污水中的有机物,并转化为稳定无机物的一种处理技术。其可以降低以BOD、COD等所表示的有机物的浓度,从而得到清净的水,还可以尽量减少产生的污泥量,可以除掉氮磷等营养盐类。
生物处理法是利用生物,也就是利用细菌或是原生动植物等代谢作用来处理各种工业、生活污水,使其废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质。根据作用微生物的不同,生物处理又分为需氧生物处理法和厌氧生物处理法两种类型。
1、需氧生物处理法
利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。当废水同微生物接触后,水中的有机物进入菌体内,在菌体内通过分解代谢过程被氧化降解,产生的能量供细菌生命活动的需要;一部分氧化中间产物通过合成代谢成为新的细胞物质,使细菌得以生长繁殖。最终产物是二氧化碳、水、氨、硫酸盐和磷酸盐等,处理彻底时,还可产生硝酸盐。
2、厌氧生物处理法
主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性(好氧兼厌氧)细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。
除此之外,废水的生物处理技术还可以分为生物化学法、生物絮凝法和生物吸附法。
1、生物化学法
通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。
2、生物絮凝法
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。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。
3、生物吸附法
利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。
废水中的污染物种类繁多,不可能只用一种处理方法就能把所有的污染物质除净,所以一般往往要通过几种方法处理系统进行处理才能达到要求。对于某一种废水来说,采用哪种方法好,须根据废水的水质和水量、排放标准,处理方法的特点、成本等,通过调査,分析对比后才能决定。
㈤ 微生物是怎样净化污水的
目前,废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛关注。
能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。
有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。
有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。
每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除体内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的黏状物称为生物膜。
生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
㈥ 废水处理的基本方法是什么
废水中污染物多种多样,从污染物形态分,有溶解性的、胶体状的和悬浮状的污染物。从化学性质分,有有机污染物和无机污染物。有机污染物从生物降解的难易程度又可分为可生物降解的有机物和不可生物降解的有机物。废水处理即是利用各种技术措施将各种形态的污染物从废水中分离出来,或将其分解、转化为无害和稳定的物质,从而使废水得以净化的过程。根据所采用的技术措施的作用原理和去除对象,废水处理方法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三大类。
(一)废水的物理处理法
废水的物理处理法是利用物理作用来进行废水处理的方法,主要用于分离去除废水中不溶性的悬浮污染物。在处理过程中废水的化学性质不发生改变。主要工艺有筛滤截留、重力分离(自然沉淀和上浮)、离心分离等,使用的处理设备和构筑物有格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋流分离器等。
1.格栅与筛网
格栅是由一组平行的金属栅条制成的具有一定间隔的框架。将其斜置在废水流经的渠道上,用于去除废水中粗大的悬浮物和漂浮物,以防止后续处理构筑物的管道阀门或水泵受到堵塞。筛网是由穿孔滤板或金属网构成的过滤设备,用于去除较细小的悬浮物。
2.沉淀法
沉淀法的基本原理是利用重力作用使废水中重于水的固体物质下沉,从而达到与废水分离的目的。这种工艺处理效果好,并且简单易行。因此,在废水处理中应用广泛,是一种重要的处理构筑物。在废水处理中,沉淀法主要应用于:①在沉砂池去除无机砂粒;②在初次沉淀池中去除重于水的悬浮状有机物;③在二次沉淀池去除生物处理出水中的生物污泥;④在混凝工艺之后去除混凝形成的絮凝体;⑤在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。
3.气浮法
用于分离比重与水接近或比水小,靠自重难以沉淀的细微颗粒污染物。其基本原理是在废水中通入空气,产生大量的细小气泡,并使其附着于细微颗粒污染物上,形成比重小于水的浮体,上浮至水面,从而达到使细微颗粒与废水分离的目的。
4.离心分离
使含有悬浮物的废水在设备中高速旋转,由于悬浮物和废水质量不同,所受的离心不同,从而可使悬浮物和废水分离的方法。根据离心力的产生方式,离心分离设备可分为旋流分离器和离心机两种类型。
(二)废水的化学处理法
化学处理法是利用化学反应来分离、回收废水中的污染物,或将其转化为无害物质,主要工艺有中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换等。
1.中和法
中和法是利用化学方法使酸性废水或碱性废水中和达到中性的方法。在中和处理中,应尽量遵循“以废治废”的原则,优先考虑废酸或废碱的使用,或酸性废水与碱性废水直接中和的可能性。其次才考虑采用药剂(中和剂)进行中和处理。
2.混凝法
混凝法是通过向废水中投入一定量的混凝剂,使废水中难以自然沉淀的胶体状污染物和一部分细小悬浮物经脱稳、凝聚、架桥等反应过程,形成具有一定大小的絮凝体,在后续沉淀池中沉淀分离,从而使胶体状污染物得以与废水分离的方法。通过混凝,能够降低废水的浊度、色度,去除高分子物质,呈悬浮状或胶体状的有机污染物和某些重金属物质。
3.化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中投入某种化学药剂,使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应,形成难溶盐沉淀下来,从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。化学沉淀法一般用于含重金属工业废水的处理。根据使用的沉淀剂的不同和生成的难溶盐的种类,化学沉淀法可分为氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和钡盐沉淀法。
4.氧化还原法
氧化还原法是利用溶解在废水中的有毒有害物质,在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质,把它们转变为无毒无害物质的方法。废水处理使用的氧化剂有臭氧、氯气、次氯酸钠等,还原剂有铁、锌、亚硫酸氢钠等。
5.吸附法
吸附法是采用多孔性的固体吸附剂,利用同一液相界面上的物质传递,使废水中的污染物转移到固体吸附剂上,从而使之从废水中分离去除的方法。具有吸附能力的多孔固体物质称为吸附剂。根据吸附剂表面吸附力的不同,可分为物理吸附、化学吸附和离子交换性吸附。在废水处理中所发生的吸附过程往往是几种吸附作用的综合表现。废水中常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、沸石等。
6.离子交换法
离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换水处理法是利用离子交换剂对物质的选择性交换能力去除水和废水中的杂质和有害物质的方法。
7.膜分离
可使溶液中一种或几种成分不能透过,而其他成分能透过的膜,称为半透膜。膜分离是利用特殊的半透膜的选择性透过作用,将废水中的颗粒、分子或离子与水分离的方法,包括电渗析、扩散渗析、微过滤、超过滤和反渗透。
(三)废水的生物处理法
在自然界中,栖息着巨量的微生物。这些微生物具有氧化分解有机物并将其转化成稳定无机物的能力。废水的生物处理法就是利用微生物的这一功能,并采用一定的人工措施,营造有利于微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量繁殖,以提高微生物氧化、分解有机物的能力,从而使废水中的有机污染物得以净化的方法。根据采用的微生物的呼吸特性,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。根据微生物的生长状态,废水生物处理法又可分为悬浮生长型(如活性污泥法)和附着生长型(生物膜法)。
1.好氧生物处理法
好氧生物处理是利用好氧微生物,在有氧环境下,将废水中的有机物分解成二氧化碳和水。好氧生物处理效率高,使用广泛,是废水生物处理中的主要方法。好氧生物处理的工艺很多,包括活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等工艺。
2.厌氧生物处理法
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,最终产物为甲烷、二氧化碳等。多用于有机污泥、高浓度有机工业废水,如啤酒废水、屠宰厂废水等的处理,也可用于低浓度城市污水的处理。污泥厌氧处理构筑物多采用消化池,最近20多年来,开发出了一系列新型高效的厌氧处理构筑物,如升流式厌氧污泥床、厌氧流化床、厌氧滤池等。
3.自然生物处理法
自然生物处理法即利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术。主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但净化功能易受到自然条件的制约。主要的处理技术有稳定塘和土地处理法。
(四)废水处理工艺流程
由于废水中污染物成分复杂,单一处理单元不可能去除废水中全部污染物,常需要多个处理单元有机组合成适宜的处理工艺流程。确定废水处理工艺的主要依据是所要达到的处理程度。而处理程度又主要取决于原废水的性质、处理后废水的出路以及接纳处理后废水水体的环境标准和自净能力。
1.城市废水的一般处理工艺流程
其主要任务是去除城市废水中含有的悬浮物和溶解性有机物。一般处理工艺流程,根据不同的处理程度,可分为预处理、一级处理、二级处理和三级处理。
(1)预处理:主要工艺包括格栅、沉砂池,用于去除城市污水中的粗大悬浮物和比重大的无机砂粒,以保护后续处理设施正常运行并减轻负荷。
(2)一级处理:一级处理一般为物理处理,主要去除污水中的悬浮状固体物质。悬浮物去除率为50%~70%,有机物去除率为25%左右,一般达不到排放标准。因此一级处理属于二级处理的前处理。主要工艺为沉淀池。
(3)二级处理:二级处理为生物处理,用于大幅度去除污水中呈胶体或溶解性的有机物,有机物去除率可达90%以上,处理后出水BOD可降至20~30毫克/升,达到国家规定的污水排放标准。主要工艺有活性污泥法、生物膜法等。
(4)三级处理:在二级处理之后,用于进一步去除残存在废水中的有机物和氮磷,以满足更严格的废水排放要求或回用要求。采用的工艺有生物除氮脱磷法,或混凝沉淀、过滤、吸附等一些物化方法。
2.工业废水的处理工艺流程
由于工业废水水质成分复杂,且随行业、生产工艺流程、原料的变化而变化,故没有通用的工艺流程。
㈦ 微生物处理污水的方法
微生物在有氧条件下,吸附环境中的有机物,并将其氧化分解成无机物,使污水得到净化,同时合成细胞物质。微生物在污水净化过程,以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。
(1)活性污泥法
又称曝气法,是利用含有好氧微生物的活性污泥,在通气条件下,使污水净化的生物学方法。此法是现今处理有机废水的最主要的方法。
所谓活性污泥是指由菌胶团形成菌、原生动物、有机和无机胶体及悬浮物组成的絮状体。在污水处理过程中,它具有很强的吸附、氧化分解有机物或毒物的能力。在静止状态时,又具有良好沉降性能。活性污泥中的微生物主要是细菌,占微生物总数的90%~95%。,并多以菌胶团的形式存在,具有很强的去除有机物的能力,原生动物起间接净化作用。
活性污泥法根据曝气方式不同,分多种方法,目前最常用的是完全混合曝气法。污水进入曝气池后,活性污泥中的细菌等微生物大量繁殖,形成菌胶团絮状体,构成活性污泥骨架,原生动物附着其上,丝状细菌和真菌交织在一起,形成一个个颗粒状的活跃的微生物群体。曝气池内不断充气、搅拌,形成泥水混合液,当废水与活性污泥接触时,污水中的有机物在很短时间内被吸附到活性污泥上,可溶性物质直接进入细胞内。大分子有机物通过细胞产生的胞外酶将其降解成为小分子物质后再渗入细胞内。进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下,经一系列生化反应,使有机物转化为C02、H2O等简单无机物,同时产生能量。微生物利用呼吸放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质,使菌体大量繁殖。微生物不断进行生物氧化,污水中有机物不断减少,使污水得到净化。当营养缺乏时,微生物氧化细胞内贮藏物质,并产生能量,这种现象叫自身氧化或内源呼吸。
曝气池中混合物以低BOD值流入沉淀池。活性污泥通过静止、凝集、沉淀和分离,上清液是处理好的水,排放到系统外。沉淀的活性污泥一部分回流曝气池与未处理的废水混合,重复上述过程,回流污泥可增加曝气池内微生物含量,加速生化反应过程。剩余污泥排放出去或进行其他处理后继续应用。
(2)生物膜法
该法是以生物膜为净化主体的生物处理法。生物膜是附着在载体表面,以菌胶团为主体所形成的粘膜状物。生物膜的功能和活性污泥法中的活性污泥相同,其微生物的组成也类似。净化污水的主要原理是附着在载体表面的生物膜对污水中有机物的吸附与氧化分解作用。生物膜法根据介质与水接触方式不同,有生物转盘法、塔式生物滤池法等。
2.厌氧处理系统
在缺氧条件下,利用厌氧菌(包括兼性厌氧菌)分解污水中有机污染物的方法,又称厌氧消化或厌氧发酵法。因为发酵产物产生甲烷,又称甲烷发酵。此法既能消除环境污染,又能开发生物能源,所以倍受人们重视。污水厌氧发酵是一个极为复杂的生态系统,它涉及多种交替作用的菌群,各要求不同的基质和条件,形成复杂的生态体系。甲烷发酵包括3个阶段:液化阶段、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段。
此法主要用于处理农业和生活废弃物或污水厂的剩余污泥,也可用于处理面粉厂、食品厂、造纸厂、制革厂、酒精厂、糖厂、油脂厂、农药厂或石油化工等工厂废水。
㈧ 如何处理微生物实验室的废弃物
废液的处理
食品微生物实验室废水来自有致病菌的培养物、洗涤水以及其他诊断检测样品等。对于实验室产生的废水,应尽快消毒灭菌,严防污染扩散,要加强污染源管理。
废液处理方法有化学药剂法和热力消毒灭菌法。根据不同的处理对象和处理要求采用不同的方法对废液进行处理。
(一)化学药剂法
化学消毒药剂按其杀菌由强到弱可分为灭菌剂、消毒剂、抑菌剂。废水化学法消毒最好采用相关发生器、虹吸投药法或高位槽投药法,也可以在废水入口处直接投加。投放液氯用加氯机,投放二氧化氯用二氧化氯发生器,投放次氯酸钠用发生器或液体药剂,投放臭氧用臭氧发生器,投放过氧化氢用过氧化氢发生器。
(二)物理热力法
生物安全实验室物理热力法废液处理系统是通过加热方式连续对废液进行消毒灭菌处理的,目的是使废液在尽可能短的时间内得到处理,避免引起污染扩散。
连续式废液消毒灭菌是一种对生物性废液进行灭菌的新技术,主要运用于生物安全实验室废液的处理。实验室产生的废液通过双层排水管道从废液入口进入缓冲储液罐,产生的废气经过高效过滤器除菌后从透气管排出。当液面达到一定的高度时,废液出口阀门自动打开,同时启动流速控制泵。将废液以设定流速压入预加热/冷却柜进行预加热处理,之后进入电加热灭菌器,在灭菌器内废液通过电加热灭菌盘管进行高温灭菌。已灭菌的废液再进入预加热/冷却柜经缓冲管后进行冷却,冷却后的废液通过排污口排出。如需如此处理,则通过回流管回流至储液罐,或直接进行再次连续处理。预加热/冷却柜通过热交换器,使已灭菌的高温废液对进入的待处理废液进行预加热,同时自己得到冷却,以节约能源。与传统的储罐式灭菌技术相比,连续废液消毒在效率、有效性、安全性和节约成本等方面都有了很大提高。
(三)混合处理法
对于生物安全实验室来说,其实验的对象种类较多,需要对废液进行不同的处理,适用于采用化学药剂和物理热力混合法处理系统。该系统将热力法连续废液灭菌系统与化学药剂处理装置结合,对废液进行热力灭菌处理和化学药剂处理,还可对灭菌系统内管道进行化学消毒。
(四)第二级废水处理系统
第二级废水处理系统可以处理经生物安全实验室内第一级废液处理系统处理后排出的废水,还可以处理来自食堂、洗澡池、卫生间、洗手盆的一般生活污水及普通实验过程中排放的无致病性微生物,但含有其他化学污染物的废水。第二级废水处理系统具备有效去除酸碱、重金属、有机溶剂及杀灭一般微生物的功能,使处理后的水质达到排放或中水回用的标准。
第二级废水处理系统的原理及工艺流程如下:来自生物安全实验室的废水经隔油器除油,同生活污水经由孔径为10mm的格栅除去较大的固体漂浮物后,汇集到调节池进行混合处理,再经直径2mm~5mm的格栅处理,除去直径大于5mm的固体漂浮物,进入初沉池。沉淀后上清液流入生化处理池进行生化处理,再经二次沉淀池沉淀后进入接触池进行最后处理,符合GB 国家标准后排放。
02 废气的处理
食品微生物实验室的排风、仪器设备(生物安全柜、通风柜等)的排气会带有致病微生物,这种废气如果直接排放到实验室外,将会感染人群及动物,引起流行病暴发,严重威胁人类生命健康。因此,实验室产生的废气,经过严格消毒处理后方可排放。
食品微生物实验室的污染废气主要来自实验室空调通风系统、生物安全柜、负压通风柜、干/湿热消毒灭菌器、离心机排风罩等易产生带菌、带毒气溶胶的设备的排风,以及焚烧炉排放的烟尘等。
对安装的送排风系统的实验室总体要求是控制实验室的气流方向和压力梯度,使通过初效、中效、高效三级过滤器后的气体由清洁区流向污染区;室内采用上送下排,使污染区和半污染区的气流死角和涡流降至最小程度;特别要指出的是,要确保实验室空气只能通过高效过滤器经专用排风管道排出。第一级高效过滤器应安装在实验室排风管道的前端(其他通风设备同理).若需加装第二级排风高效过滤器,应将其串接在离第一道高效过滤器后500 mm以远至排风机之前的地方(选择易维护、易操作和易更换的地方,如排风机技术夹层)。高效空气过滤器的安装与更换应牢固、符合气密性要求,并应由有资质的技术人员来进行。通常高效过滤器在更换前应经过消毒灭菌,或采用可在气密袋中进行过滤器更换的位置。坐应急处理时维修人员应身着防护服,更换下来的高效过滤器应立即进行消毒或焚烧。每个高效过滤器在安装、更换、维护后都应进行检测,运行期间要进行日常监视,并根据实际情况定期进行检测,以确保其性能。应能控制实验室排风系统与其他排风设备(生物安全柜、负压通风柜、动物负压隔离器、离心机排风罩等)排风的压力平衡和响应速度匹配。应安装自动联锁装置,确保实验室内不出现正压和确保其他排风设备气流不倒流。实验室的排风应经高效过滤后由排风机向空中排放。外部排风口应远离送风口,并设置在主导风的下风向,应至少高于所在建筑屋面2m以上,应有防雨、防鼠、防虫设计,但不影响气体直接向上空排放。在送风和排风总管处应安装气密性密封阀,必要时可完全关闭以进行室内或风管化学熏蒸或循环消毒灭菌。
03 固体废弃物的处理
固体废弃物是指人类在生产、建设、日常生活和其他活动中产生的,且对所有者在一定时间和地点已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质。
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(中华人民共和国主席令第三十一号, 2004年12月29日)中规定了工业固体废物和生活垃圾污染环境的防治,并对危险废物污染环境的防治做出了特别规定。
食品微生物实验室的固体废弃物来源于实验器材废物、含有传染性生物因子的废弃样本和培养物、废弃的感染动物、实验室废弃的空气净化材料等。食品微生物实验室产生的废弃物属危险废物,不能回收利用,必须经灭菌处理后丢弃或焚烧处置后填埋。固体废物由于不适当地处理、储存、运输、处置或管理上的疏忽,会对人体健康或环境造成显着的威胁。应按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的规定进行污染废物的收集、运输、储存。
所有弃置的样本、培养物和其他生物性材料应弃置于专门设计的、专用的并有标记的用于处置危险废弃物的容器内,并集中存放在指定地点。在从实验室取走之前,应通过高压灭菌、化学消毒或其他被认可的技术进行处理,然后置于密封的容器中,分类做上标记,由专人安全运出实验室。生物废弃物容器的充满量,不能超过其设计容量。利器(包括针头、小刀、金属和玻璃等)应直接弃置于耐扎容器内。培养物必须经121 ℃ 30 min高压灭菌。
载玻片上的活菌标本应装于密闭容器中进行高压灭菌,或经3%来苏尔溶液或5%石炭酸溶液浸泡24 h后方可丢弃。染菌后的吸管,使用后放入5%煤酚皂溶液或石炭酸液中,最少浸泡24 h (消毒液体不得低于浸泡的高度)再经121 ℃ 30 min高压灭菌。涂片染色冲洗片的液体,一般可直接冲入下水道,致病菌的冲洗液须冲在烧杯中,经高压灭菌后方可倒入下水道。做凝集试验用的玻片或平皿,必须高压灭菌后才能洗涤。打碎的培养物,立即用5%煤酚皂溶液或石炭酸液喷洒和浸泡被污染部位,浸泡30 min后再擦拭干净。污染的工作服或进行致病菌检测所穿的工作服、非一次性的实验帽和口罩等,应放入专用消毒袋内,经高压灭菌后方能洗涤。
实验室应确保由经过适当培训的人员,使用适当的个人防护装备和设备处理危险废弃物。不允许积存垃圾和积存实验室废弃物,已装满的容器应及时封存,在去污染或最终处置之前,应存放在指定的通常在实验室区内的安全地方。答案来自
㈨ 怎样利用微生物处理废水
废水生物处理法
随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,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。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显着优点而备受人们的青睐。
定义
利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
特点
1、用生物方法去除有机物最经济;
2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;
3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;
4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主
分类
生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[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。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]
生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]
需氧生物处理法
利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。
生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。
许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。
在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。
在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。
厌氧生物处理法
主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显着减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。
反应原理
第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:
一些有机酸或醇的气化过程举例如下:
乙酸:
CH3COOH─→CO2+CH4
丙酸:
4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4
甲醇:
4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O
乙醇:
2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4
为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。
生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。
近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。
利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等
㈩ 有哪些废水处理的基本方法
1、物理性方法。
物理性方法是对污水中的物质进行分离处理的一种方法,主要是将污水中非溶解性的物质给分离出来,在处理的过程中是不会改变其化学的性质的,经常用的具体方法包括使用重力进行分离,使用离心力进行分离,反渗透的方法以及气浮法等。
2、生物性方法。
生物性方法主要是在污水中加入一些微生物,利用微生物代谢的功能将污水中的有机物给氧化成为稳定的无机物质,这样污水被净化的更加的彻底,要比物理性方法要好很多。
3、化学性方法。
化学性方法是利用化学的反应将污水中胶状及溶解物来进行处理,大多会用于对工业性污水的处理,处理污水的效果确实是不错的,但是就是费用比较高,也可能产生二次污染。