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小型洗滌污水處理設備
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影響天然水中微生物滋長的因素:
1.溫度:以圩大多數微生物來說,zui適宜的溫度為20-30攝氏度。
2.光照強度:藻類繁殖必須有一定的日光照射。
3.PH值:各種微生物都有zui適宜于生長的PH值。
4.溶解氣體:溶解氧對細菌的繁殖有很大的影響,有的需要足夠的氧才能繁殖,而有的則需要缺氧條件才能繁殖。
5.營養物質:水中碳酸鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、鐵、錳等無機物和其它有機物有助于某些微生物的繁殖。
當水體中的微生物有了相應的生存條件,就會在水中繁殖滋生,嚴重危害人類的健康。在飲用水或食品加工的用水中,存在已感染原病毒或細菌的人或動物的糞便和尿液,使疾病得以傳播。
膜污染是指與膜接觸的料液中的微粒、膠體粒子或溶質大分子由于與膜的物理、化學或生物作用,引起物質在膜表面或膜孔內吸附、沉積,造成膜孔徑減小或堵塞,使膜通量變小且分離性能降低的現象。由于膜污染限制了膜的滲透通量,降低了膜的使用壽命和膜的分離效率,嚴重制約著膜技術的應用和發展。因此,關于膜法處理廢水過程中的膜污染的研究一直備受關注。
筆者主要從膜前預處理工藝、膜材料、膜孔徑的選擇方面介紹了對膜污染的防治措施,旨在給膜技術處理領域研究人員的研究提供一個簡單的參考。
要預防和控制膜污染,首先要了解各種膜過程的過濾機理。一般來說,微/超濾過程主要遵循篩分機理,反滲透過程遵循溶解-擴散機理。相應地,反滲透膜的污染一般為膜面污染,而微/超濾膜的污染一般為表面凝膠層污染和孔內吸附及孔堵塞引起的膜污染。表面污染一般為可逆膜污染,而孔內堵塞和吸附一般為不可逆膜污染。
在明確了各種膜過程的過濾機理以后,可以從以下幾個方面來預防和控制膜污染。
1、預處理工藝的選擇
預處理是指在原料液過濾前加入適當的藥劑,以改變料液或溶質的性質,或對料液進行絮凝、過濾,去除較大的懸浮粒子或膠狀物質,或調整料液的pH以去除膜污染物,從而減輕膜的負荷和污染。
在選擇預處理工藝之前,首先要明確預處理的目的。膜前進行預處理主要是為了防止或減少膜污染,將膜污染降低到zui低水平。因此,可以根據不同膜過程的需求和進水要求選擇合適的預處理工藝。首先,需在實驗室確定各種膜過程中的關鍵污染物,去除或減少對膜污染起主要作用的關鍵組分。預處理的目的并不是去除所有污染物,而是去除對膜有污染或損害的關鍵污染物,因此處理要適度,過度的預處理反而會引起新的膜污染。
1.1、污水中無機結垢物質引起的膜污染的預處理工藝選擇
在雙膜系統運行過程中,結垢主要發生在反滲透膜元件上,如果超濾進水中的硬度和堿度過高,則容易在反滲透膜段發生結垢,引起反滲透產水通量快速下降。因此,要減少反滲透膜段的結垢污染,需要對污水進行膜前預處理。防止反滲透膜結垢的預處理方式主要有以下幾種:添加阻垢劑、調酸、除硬等。
添加阻垢劑可以控制碳酸鹽垢、硫酸鹽垢以及氟化鈣垢,還可以抑制硅垢。添加的阻垢劑可分為3類:六偏磷酸鈉、有機磷酸鹽和多聚丙烯酸鹽。添加阻垢劑的優點是操作簡單,膜前無任何處理步驟,且添加劑量可精確控制;缺點是會增加濃水COD,高回收率下可能失效,阻垢劑含量高或阻垢劑種類選擇不當時仍有可能堵膜。
通過調酸,可使碳酸鈣維持溶解狀態。調酸處理的優點是操作簡單,污水pH不高時,成本低于除硬處理;缺點是調酸處理對Ca、Mg離子無去除作用,濃水側Ca、Mg離子含量仍較高,且對管路防腐要求較高。此外,僅采用加酸控制碳酸鈣結垢時,要求濃水中的 LSI 或S&DSI 指數必須為負數。
除硬處理可采用石灰-純堿除硬或氫氧化鈉-純堿除硬。在水中加入氫氧化鈣可去除碳酸鹽硬度,非碳酸鹽硬度可以通過加入碳酸鈉(純堿)進一步降低。石灰除硬的優點是可同時降低硬度和堿度,比氫氧化鈉成本低,濃水LSI降低明顯;缺點是泥渣量很大,泥渣沉降或過濾操作繁瑣。氫氧化鈉除硬的優點是泥渣量少;缺點是對堿度去除效果不好,濃水LSI仍較高,處理成本較石灰法高。目前,生物吸附法處理含鎳廢水的關鍵問題在于可用于吸附鎳離子的菌種吸附量普遍較低。
李蘭松等利用射頻低溫等離子體對吸附鎳細菌B8進行誘變,并測試突變體對鎳離子的吸附能力。實驗結果表明,得到的突變體Ni12(Pseudomonas cedrina)對鎳離子的吸附量達到了136.7 mg/g(干菌體),比原始菌株B8提高了11.7%。以多孔陶瓷為載體,采用微生物曝氣掛膜法固定突變體Ni12,對含鎳離子的溶液進行處理,其吸附率可達86%。突變體Ni12對鎳離子有較強的吸附性,可穩定遺傳,對含鎳廢水的處理有良好的應用前景。趙玉清等篩選了一種嗜鎳菌并研究了*條件下嗜鎳菌對鎳離子的吸附。通過吸附率隨時間的變化曲線可知:鎳離子質量濃度為25 mg/L,吸附2h吸附反應即趨于平衡,吸附率zui高可達97.7%,對超標50倍的含鎳廢水,一次處理已接近鎳的排放標準;該菌對含鎳廢水中的Ni2+有性吸附。
小型洗滌污水處理設備李娟等用稻殼作載體對硫酸鹽還原菌進行固定化,能有效去除廢水中的鎳離子,去除率高達99%。有實驗研究表明,紅桿菌對Ni2+的去除率可達90%。白腐菌(P. chrysosporium)對Ni2+的zui大吸附量可達56 mg/g。基因重組菌E. coli JM10對Ni2+富集能力比原始菌株增加了6倍多。
目前,國內外關于生物吸附的研究多處于實驗室階段,實驗室已實現了固定化細胞體系的連續操作。基因工程技術在微生物吸附方面也有所應用。然而,當前對生物吸附劑和重金屬之間的反應動力學和熱力學以及生物吸附機理的認識還不充分,更為廉價、吸附容量更大的生物吸附劑也有待于開發。因此,生物技術要在工業上被廣泛應用還有一定距離。但相信隨著生物吸附技術的不斷發展完善,生物吸附技術將在重金屬污染處理方面發揮其*的魅力。
新的《電鍍行業污染物國家排放標準》(GB21900—2008)的頒布,相比以前的《污水綜合排放標準》(GB8978—1996),提高了含鎳廢水的排放要求。為達到更高要求排放標準,常用的處理方法是在絮凝處理之后加離子交換、膜處理、電滲析等工藝做進一步深度處理〔35〕,這樣就增加了處理單元數,大大提高了處理費用。因此,既能提高重金屬廢水處理的效率又能簡化處理流程,降低電鍍企業廢水處理成本將是處理含鎳電鍍廢水研究的一個重要方向。高效重金屬螯合劑具有處理成本低、效果穩定,且一次性處理就能達到排放標準等優點,將傳統沉淀工藝與重金屬螯合劑聯用處理含鎳電鍍廢水,能一次性完成廢水處理達標排放,大大降低了廢水處理成本,同時易于實現鎳資源化,具有相當的推廣應用前景。
*,中國是水資源短缺的國家,我國人均占有水資源(淡水)僅占世界人均占有量的五分之一。居*88位,而且在時空分布上極不平衡,地域分布差別大。由于如此的不平衡,致使實際可利用天然水量比水資源總量少得多。目前中國工業廢水排放量zui大且污染濃度高,導致生態破壞已相當嚴重,且水系污染以化學耗氧量(COD)、氨氮和揮發酚測定的有機污染相當嚴重,由此可推斷生活廢水污染是水系污染的主要原因之一。
因飲用水污染造成的疾病暴發流行病已屢見不鮮。自1958—1984全國發生水導致傷寒暴發流行病353起,發病率0.63—78.1%,累計發病45,535例,1990年廣東省惠州市博羅石灣鎮因飲用水水源受到污染致傷寒暴發流行,發病379例。發病率達1.03%,使鎮醫院住院部超負荷運轉仍無法接納所有重病患者。另1959—1983年全國共發生水致痢疾暴發流行157起,發病率3.41—55.6%,累計發病50,934例。自1963年以來幾乎每年都有水致疾病暴發流行,僅1981—1983年就發生69起。1959-1984年水致傳染性肝炎暴發流行141起,涉及北京、漸江、上海、山西、四川、內蒙古、湖南等地,發病率11.73-23.56%,累計發病5,948例,僅1981年就發生水致流行41起。另外長期低水平的有機物污染可使正常數量極少的水生物大量繁殖而造成居民恐慌,惠陽市淡水鎮飲用水源因有機物嚴重污染使水生物大量繁殖,導致居民拒用自來水改飲廢棄多年的未經消毒處理的土井水。
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