小型疾控中心醫(yī)療污水處理設(shè)備
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1 水垢狀態(tài)
反應(yīng)過程中，水垢會(huì)以固體形式沉積于陰極板上。圖1為水垢樣品在干燥后測(cè)得的XRD與SEM照片，該樣品反應(yīng)條件為硬度300 mg/L、硬度與堿度的物質(zhì)的量比（后面均記為硬度/堿度比）1:1、陰極電流密度1.5 mA/cm2。
對(duì)于該水垢樣品，其XRD衍射峰與方解石型CaCO3特征衍射峰（PDF卡片號(hào)47- 1743）*對(duì)應(yīng)。當(dāng)2θ為23.0°、29.4°、35.9°、39.4°、43.1°、47.1°、47.5°、48.5°時(shí)，衍射峰分別歸屬于（012）、（104）、（110）、（113）、（202）、（024）、（016）、（116）晶面，并沒有發(fā)現(xiàn)文石型晶體的特征衍射峰。這一結(jié)果與筆者在小試條件所得出的結(jié)論有所不同。但是，與文獻(xiàn)中未經(jīng)過電化學(xué)處理樣品相比，本研究中經(jīng)過電化學(xué)處理樣品在47.5°〔歸屬于（016）晶面〕及48.5°〔歸屬于（116）晶面〕處的衍射峰強(qiáng)度顯著升高，比未經(jīng)電化學(xué)處理樣品的對(duì)應(yīng)角度處的衍射峰要高許多，由此說(shuō)明該樣品在暴露晶面上與未經(jīng)過電化學(xué)處理樣品存在區(qū)別。經(jīng)過電化學(xué)處理的水垢樣品主要微觀形態(tài)為層疊狀結(jié)構(gòu)，與文獻(xiàn)中未經(jīng)電化學(xué)處理所得到的顆粒狀方解石型碳酸鈣存在明顯區(qū)別。本研究其余實(shí)驗(yàn)條件下水垢樣品檢測(cè)結(jié)果與圖1所示樣品均一致。
造成此種現(xiàn)象的可能原因是中試條件下水垢沉積速率快、沉積量大，有利于熱力學(xué)不穩(wěn)定態(tài)的其他碳酸鈣晶體向熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)的方解石型碳酸鈣轉(zhuǎn)變。層疊狀結(jié)構(gòu)使得水垢能夠保持一定強(qiáng)度，即不會(huì)松軟到被水流沖走，又不會(huì)堅(jiān)硬到影響人工或自動(dòng)刮除，有利于該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
2 水垢沉積過程中水質(zhì)參數(shù)變化
反應(yīng)過程中，硬度與堿度去除率、pH與電導(dǎo)率變化見圖2。反應(yīng)條件為硬度300 mg/L、硬度/堿度比1:1、陰極電流密度1.5 mA/cm2。

2.硬度與堿度去除率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而不斷增加，即代表循環(huán)水中的硬度和堿度由于電化學(xué)反應(yīng)而不斷降低。值得注意的是，隨著反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，堿度去除率逐漸高于硬度去除率，相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道也支持這一發(fā)現(xiàn)。這表明堿度除在陰極生成碳酸鈣而降低外，還有其余去除途徑。事實(shí)上，當(dāng)電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)，對(duì)應(yīng)于陰極附近高pH區(qū)域，陽(yáng)極附近為低pH區(qū)域。與Ca2+向陰極區(qū)域進(jìn)行定向遷移對(duì)應(yīng)，HCO3-由于電場(chǎng)作用向陽(yáng)極區(qū)域進(jìn)行定向遷移。根據(jù)碳酸平衡，當(dāng)pH小于4時(shí)，進(jìn)入高酸性陽(yáng)極區(qū)域的HCO3-大量轉(zhuǎn)化為CO2（或游離態(tài)H2CO3），即表明陽(yáng)極表面高酸性區(qū)域會(huì)使得流經(jīng)水體中HCO3-被大量消耗，由此使得堿度總體去除率高于硬度去除率。
實(shí)際上，在本研究實(shí)驗(yàn)條件下（見后文表格及數(shù)據(jù)圖）都存在堿度去除率高于硬度去除率的現(xiàn)象，表明這是一種普適性的現(xiàn)象。傳統(tǒng)認(rèn)知中，電化學(xué)水垢去除技術(shù)的達(dá)成主要來(lái)自于陰極。上述普適性現(xiàn)象表明陽(yáng)極對(duì)于水中堿度具有消除作用，由此能夠降低水的結(jié)垢傾向，即有助于達(dá)成“阻垢”的目的。這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步完善了電化學(xué)水垢處理技術(shù)的原理。
電導(dǎo)率與pH隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而不斷降低。電導(dǎo)率降低是由于循環(huán)水中的硬度和堿度由于電化學(xué)反應(yīng)而不斷降低，導(dǎo)致水中離子數(shù)量減少所致，這一點(diǎn)與前期小試研究結(jié)論一致。pH降低包含兩個(gè)原因，其一是由于堿度在陰極變成水垢沉淀除去，其二是堿度在陽(yáng)極變成游離態(tài)碳酸或二氧化碳而溢出水體。上述兩個(gè)原因都使得水中堿性物質(zhì)減少，從而造成水質(zhì)pH降低。
3 不同硬度/堿度比
為探究硬度/堿度比對(duì)于除垢效果的影響，對(duì)比了3種不同硬度/堿度比（1:0.5、1:1、1:2）的除垢效果。反應(yīng)條件為硬度300 mg/L、陰極電流密度1.5 mA/cm2。
3.隨著硬度/堿度比下降，硬度去除率隨之升高，表示對(duì)水垢的去除效果逐漸升高。這一點(diǎn)也由實(shí)際沉垢量隨硬度/堿度比下降而增加得到佐證。由此說(shuō)明，堿度對(duì)于水垢去除過程的重要性，再次佐證陽(yáng)極去除堿度對(duì)于阻垢所能產(chǎn)生的作用。值得關(guān)注的另外一點(diǎn)，表1中所列水質(zhì)參數(shù)除垢量均高于對(duì)應(yīng)條件下的實(shí)際沉垢量。事實(shí)上，本研究其余實(shí)驗(yàn)條件下所得水質(zhì)參數(shù)除垢量均高于對(duì)應(yīng)條件下的實(shí)際沉垢量，表明此現(xiàn)象為普適性現(xiàn)象。這一現(xiàn)象表明，水中減少的水垢并非*沉積于反應(yīng)器陰極上，還有一定數(shù)量的水垢微粒由于某些原因而無(wú)法沉積到反應(yīng)器陰極上，進(jìn)而隨水流流出反應(yīng)器而沉積于水池底部。針對(duì)這部分水垢，實(shí)際工程實(shí)踐中可以考慮在電化學(xué)反應(yīng)器后部加裝沉淀或過濾模塊，讓反應(yīng)器出水中的水垢顆粒在沉淀或過濾模塊中被截留，從而提高系統(tǒng)的整體除垢率。厭氧生物處理是在厭氧條件下，形成了厭氧微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件，利用這類微生物分解廢水中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。
小型疾控中心醫(yī)療污水處理設(shè)備高分子有機(jī)物的厭氧降解過程可以被分為四個(gè)階段：水解階段、發(fā)酵(或酸化)階段、產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。
1.水解階段水解可定義為復(fù)雜的非溶解性的聚合物被轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的溶解性單體或二聚體的過程。
2.發(fā)酵(或酸化)階段發(fā)酵可定義為有機(jī)物化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中溶解性有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為以揮發(fā)性脂肪酸為主的末端產(chǎn)物，因此這一過程也稱為酸化。
3.產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細(xì)胞物質(zhì)。

4.甲烷階段這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳和新的細(xì)胞物質(zhì)。
酸化池中的反應(yīng)是厭氧反應(yīng)中的一段。
厭氧池是指沒有溶解氧，也沒有硝酸鹽的反應(yīng)池。缺氧池是指沒有溶解氧但有硝酸鹽的反應(yīng)池。
酸化池---水解、酸化、產(chǎn)乙酸，限制甲烷化，有pH值降低現(xiàn)象。工藝簡(jiǎn)單，易控制操作，可去除部分COD。目的提高可生化性;
厭氧池---水解、酸化、產(chǎn)乙酸、甲烷化同步進(jìn)行。需要調(diào)節(jié)pH，不易操作控制，去除大部分COD。目的是去除COD。
缺氧池---有水解反應(yīng)，在脫氮工藝中，其pH值升高。在脫氮工藝中，主要起反硝化去除硝態(tài)氮的作用，同時(shí)去除部分BOD。也有水解反應(yīng)提高可生化性的作用。
水解酸化池內(nèi)部可以不設(shè)曝氣裝置，控制停留時(shí)間再水解、酸化階段，不出現(xiàn)厭氧產(chǎn)氣階段，前兩個(gè)階段的COD去除率不是很高，因?yàn)樗哪康闹皇菍⒋蠓肿拥淖兂尚》肿佑袡C(jī)物，一般去除率在20%左右，產(chǎn)氣階段的COD去除率一般在40%左右，但這是產(chǎn)生的硫化氫氣體要進(jìn)行除臭處理，且達(dá)到產(chǎn)氣階段的停留時(shí)間要較前兩階段長(zhǎng)，也就是要出現(xiàn)厭氧狀態(tài)。缺缺氧池內(nèi)要設(shè)置曝氣裝置，控制溶解氧在0.3-0.8mg/l，利用兼氧微生物及生物膜來(lái)降解廢水中的有機(jī)物，接觸氧化池內(nèi)的曝氣器要慎重選擇，既要保證供氧量，又要確保有利于生物膜的脫落、更新。一般不選用微孔曝氣器作為池底的曝氣器。