生化处理法范文

生化处理法范文（精选11篇）

生化处理法 第1篇

本工作采用臭氧氧化法深度处理印染废水生化处理出水(以下简称废水),考察了臭氧通气时间、后续反应时间、废水p H等工艺条件对废水处理效果的影响。并对臭氧氧化处理过程中不同阶段的水样进行了三维荧光分析和相对分子质量分布检测,分析了废水中污染物的变化情况。

1 实验部分

1.1 废水水质

实验用废水为江苏某棉纺织印染企业生产废水经SBR生化处理后的出水,COD 80~120 mg/L,BOD56~9 mg/L,BOD5/COD=0.075,SS 25~80 mg/L,色度35~80倍,p H 7.2~8.1。

1.2 试剂和仪器

实验所用试剂均为分析纯。

TFCB1型臭氧发生器:清华同方公司;PHS-25型数显酸度计:杭州雷磁分析仪器厂;F-7000型荧光分光光度计:日立公司,光源为150 W氙灯,光电倍增管电压为700 V,激发和发射单色器均为衍射光栅,激发和发射狭缝宽度均为5 nm,激发光波长200~450 nm,间隔5 nm,发射光波长220~600 nm,间隔1 nm,数据采用Origin软件进行处理,以等高线图表征,以高纯水作为空白校正。

1.3 实验工艺流程和实验方法

臭氧氧化深度处理印染废水生化处理出水的工艺流程见图1。

1氧气瓶;2臭氧发生器;3安全瓶;4 pH调节罐;5计量泵;6臭氧氧化反应器;7臭氧破坏器

臭氧氧化反应器(简称反应器)为圆柱形,直径200 mm,总高度3.6 m,有效高度3.2 m,有效容积约为100 L。臭氧从反应器底部曝气头进入反应器。

在反应器内先注入60 L废水,控制进气流量为2.5 L/min,进气中臭氧质量浓度为12.5 mg/L,向反应器内通气一定时间,以废水色度和COD的去除率为考察对象,确定最佳臭氧通气时间。在确定的最佳臭氧通气时间条件下,考察停止通臭氧后臭氧与废水后续反应时间对色度和COD去除率的影响。

向废水中加入适量H2SO4或NaOH溶液调节其pH,然后将调节pH后的废水注入反应器内,在最佳臭氧加入量和反应时间的条件下,考察废水pH对色度和COD去除率的影响,确定最佳p H条件。

1.4 分析方法

采用重铬酸钾法测定废水COD[11];采用稀释接种法测定废水BOD5[11];采用酸度计测定废水p H;采用稀释倍数法测定废水色度[11];采用重量法测定废水SS[11];采用碘量法测定气体中臭氧质量浓度;采用荧光分光光度计测定废水中溶解性有机物(DOM)的三维荧光谱图;采用凝胶色谱法测定DOM的相对分子质量分布。

2 结果与讨论

2.1 臭氧通气时间对废水COD和色度去除率的影响

臭氧通气时间对废水COD和色度去除率的影响见图2。由图2可见:随臭氧通气时间的增加,废水COD和色度去除率均逐渐增加;臭氧通入30 min后,继续延长臭氧通气时间,废水的COD和色度去除率增加幅度均略有减小,综合考虑废水的处理效果和处理成本,本实验最佳臭氧通气时间为30 min。

2.2 臭氧与废水后续反应时间对废水COD和色度去除率的影响

在臭氧通气时间为30 min的条件下,臭氧与废水后续反应时间对废水COD和色度去除率的影响见图3。由图3可见:随臭氧与废水后续反应时间延长,废水COD和色度去除率均提高;后续反应30 min后,再继续延长后续反应时间,废水COD和色度去除率基本不再变化。故本实验最佳后续反应时间为30 min。

2.3 废水pH对COD和色度去除率的影响

在臭氧通气时间为30 min、后续反应时间为30 min的条件下,废水pH对COD和色度去除率的影响见图4。由图4可见:随废水pH升高,COD和色度去除率均逐渐提高;废水pH大于等于10时,COD和色度去除率均较高。本实验废水的pH为7.2~8.1,虽然pH为7.0~8.0时的COD和色度去除率比废水p H大于10.0时略低,但综合考虑处理效果、运行成本和便于操作,本实验不对废水pH进行调节。

2.4 臭氧氧化深度处理后的废水污染物指标

在臭氧通气时间为30 min、后续反应时间为30 min的条件下,废水的COD去除率约为40%,色度去除率大于95%,经臭氧氧化深度处理后废水色度小于5倍,COD为45~70 mg/L,BOD5为10~13 mg/L,BOD5/COD=0.2,出水可生化性有所提高。

2.5 臭氧氧化过程中废水DOM的变化情况

2.5.1 废水DOM的三维荧光光谱分析

废水DOM的三维荧光光谱等高线见图5。图5a为进水稀释100倍后的三维荧光光谱等高线;图5b为后续反应10 min时的废水稀释50倍后的三维荧光光谱等高线;图5c为后续反应20 min时废水的三维荧光光谱等高线;图5d为出水(后续反应30min时)的三维荧光光谱等高线。

图5a中主要有两个荧光峰,分别属于含色氨酸类芳香族氨基酸的蛋白质的荧光峰(发射波长330~350 nm,激发波长220~230 nm)和含酪氨酸类芳香族氨基酸的蛋白质或酚类的荧光峰(发射波长300~330 nm,激发波长270~280 nm),另外还存在一个含腐殖酸类物质的荧光峰(发射波长430~460 nm,激发波长260~310 nm)。图5b中出现了一个腐殖酸类物质的荧光峰(发射波长370~410 nm,激发波长305~320 nm)。图5c中又出现了一个含腐殖酸类物质的荧光峰(发射波长380~450 nm,激发波长230~260 nm)。图5d中蛋白质类和酚类的荧光峰强度明显降低,腐殖酸类物质的荧光峰还比较明显。可见,经过臭氧氧化处理,含芳香族氨基酸的蛋白质类物质或酚类物质的不饱和键断裂,废水中的DOM的结构和种类发生了变化[12,13,14]。

2.5.2 废水DOM的相对分子质量分布

采用凝胶色谱法测定的废水DOM各相对分子质量区间对应的峰面积见表1。峰面积是峰高与保留时间的积分值。由表1可见:进水中含有一定量的相对分子质量大于10 000的DOM;后续反应10 min时,相对分子质量大于10 000的DOM的峰面积减小,而相对分子质量为3 000~10 000的DOM的峰面积增大;后续反应20 min时,废水中已经不存在相对分子质量大于10 000的DOM,相对分子质量为3 000~10 000的DOM的峰面积也明显变小;出水中DOM的相对分子质量都在5 000以下,且大部分小于3 000。说明臭氧氧化可将废水中相对分子质量较大的物质降解为相对分子质量较小的物质。

3 结论

a)臭氧氧化对印染废水生化处理出水的COD和色度有很好的去除效果,在进气流量为2.5 L/min、进气中臭氧质量浓度为12.5 mg/L、臭氧通气时间为30 min、后续反应时间为30 min的条件下,废水的COD去除率约为40%,色度去除率大于95%,经臭氧氧化深度处理后废水色度小于5倍,COD为45~70 mg/L,BOD5为1 0~1 3 m g/L,B O D5/COD=0.2,出水可生化性有所提高。

生化-混凝法处理制浆中段废水 第2篇

采用序批式生物膜反应器处理制浆中段废水,研究结果表明,中段废水经序批式生物膜反应器生化处理后,CODCr、BOD5去除率均达到75%以上,AOX去除率也达到55%以上,但色度和TSS的.去除效果不理想;GC-MS分析结果表明,生化处理过程中废水中的污染物质由氯代酚为主的氯化有机物转变为较多的酸类物质和烷烃类物质;采用聚合氯化铝对生化出水进行混凝处理可有效降低出水的色度和TSS.废水经生化-混凝处理后,CODCr、BOD5、色度、TSS和AOX去除率均达到90%左右,可达标排放.

作 者：陈壁波 李友明 CHEN Bi-bo LI You-ming 作者单位：陈壁波,CHEN Bi-bo(汕头职业技术学院,广东汕头,515041;华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广东广州,510640)

李友明,LI You-ming(华南理工大学造纸与污染控制国家工程研究中心,广东广州,510640)

焦化污水生化处理污泥解体技术管窥 第3篇

关键词：焦化污水；生化处理；污泥解体

中图分类号：X784 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）26-0001-02

在人类所生活的这个环境中，水是重要的组成部分，并且人类的生存、发展等都离不开水。人类赖以生存的水资源仅占总水量的0.3%，然而随着农业、工业的快速发展，赖以生存的水体受到严重的污染，对人体健康以及社会的可持续性发展造成严重危害。焦化污水是氮含量较高、毒性较强的一种有机工业污水，会使水体造成大程度的污染，具有较强的毒性。因此，面对焦化污水产生的危害，需要利用现有的技术对污泥进行解体，以降低焦化污水污染的程度。

1 焦化污水的概况

1.1 焦化污水的来源、组成

所谓的焦化污水是煤在高温干馏、净化以及产品加工的过程中形成的，焦化污水的来源有以下几个方面：①来自于剩余氨水，氨水主要是由炼焦过程的水分以及形成的化合物组合而成的，是氨氮污染物的主要来源之一；②化工产品工艺排放的污水，主要是该工艺各个阶段的分离水、定期排放的污水等；③焦油车间的废水，根据有机物沸点的不同，利用蒸馏法将其逐步分离，在酸碱条件下，对其进行清洗之后，将粗苯、吡啶等物质分离出来，然后通过排出的含油、酸的高浓度废水混入在水体中形成焦化污水；④焦化污水来源于古马隆废水，古马隆主要是从酚、吡啶以及油类等物质中提取出来的，再通过蒸馏、酸洗、中和等一系列过程及工艺，排出酚、吡啶以及油类等物质的污水，也就是古马隆废水。根据焦化污水的来源可知，其组成范围广且复杂，具有较高的浓度以及毒性。

1.2 焦化污水的危害

由焦化污水的高浓度以及高毒性可见焦化污水能够对人类、水生生物以及农业产生较大的危害。

首先，焦化污水对人类产生的危害。①焦化污水中含所含有的酚类化合物如果与皮肤、粘膜等进行接触，就会引起人体的一系列不适反应，如腹痛、呕吐、血便等各种不同的症状，如果进入人体的含量较高，则会致人死亡；摄入的含量较少时，则属于轻微的中毒，会有头晕、头痛等不良反应的发生。②如果经常与煤焦油、沥青等进行接触的人，则引发皮肤癌、肺癌的几率就会大大增加，主要是因为这些物质里面含有许多致癌以及致使基因突变的物质。由此可见，焦化污水会对人体健康产生较大的危害。

其次，焦化污水对水生生物产生危害。焦化污水进入水体的同时会携带大量的有机废物，不仅会消耗水中溶解的氧，还会恶化水体的质量。除此之外，焦化污水中的有毒物质进入水体会导致鱼类及其它生物的死亡，因食物链的关系，会将这些毒素转移到人类体中，又因存在能量金字塔，富集在人类体中的有毒物质的浓度会更高。污水中的氮磷物质的大量富集，会使水体发生富营养化。

最后，焦化污水对农业产生危害。焦化污水含有的大量有毒、有害物质，在未经处理的情况下直接进行灌溉，会使农作物减产、枯死；焦化污水中的油类物质会将土壤的空隙阻塞，不利于土壤的呼吸；含有的高浓度盐会使土壤发生盐碱化的现象。长时间下去，不利于农作物的种植，最终危害到农业生产，危害人类的生存。

2 焦化污水的生化处理及污泥解体

2.1 焦化污水生化处理工艺

污水的生化处理主要是根据微生物的新陈代谢作用将污水中的污染物进行相应的转化，使污水得以净化的处理方式。生化处理净化焦化污水的过程主要分为三个步骤：①去除污水中含有的微生物，并对其进行吸附；②微生物的新陈代谢作用净化污水的功能；③污泥絮凝体形成与絮凝体的沉降。其中净化污水的最后一个过程能够评价该处理方式的效果，而且在这一工艺进行的过程中，为了能够有效的保证整个生化系统正常、平稳的运行，需要时刻保证污泥的沉降性能。

2.2 焦化污水生化处理的特点

该处理工艺在对污水进行处理的过程中，不需要在高温高压的条件下进行，温度过高会使酶的活性丧失，只有在相对温和的条件以及酶催化的条件下，就可以高效的将污水中的微生物进行转化与转移，这一过程只需在生化反应器中进行即可。因此，对焦化污水的生化处理费用低；不用加入化学药剂，一方面降低了污水处理的成本，另一方面也避免了化学药品对水质造成的二次污染；该生化处理工艺使用的水质范围较大，没有明确的使用局限性。除此之外，该生化处理方法不仅能够高效的去除污水中的有机、有毒物质，还能够净化水体，提高水体的透明度，提高水体的质量。

2.3 污泥解体

使污水生化处理系统出现污泥解体的现象有多种，简单的概括为两类：①在一定的环境条件下，菌胶团分泌的高粘性物质使其得到的结合水比例极高，压缩性能恶化使得比重减轻的污泥因粘度不足，发生污泥解体的现象。②活性污泥中的丝状菌生成的菌丝体之间相互接触，能够形成框架结构，阻止污泥絮体的沉降，进而导致污泥解体现象的发生。污泥解体最本质的特征是水体中上下水质都处于混浊的状态。

利用生化处理方式处理焦化污水的过程中会出现污泥解体的现象。此时主要表现为污泥的体积膨胀，不易使污泥沉淀，最后净化后的水质较混浊，处理效果极差。

3 影响污泥解体的因素及防治

3.1 CODGr、氨氮的浓度对污泥解体产生的影响以及防治

好氧活性污泥能够形成一种具有良好沉降性能的特殊生物膜，基于此种特点，该方式已经成为生物技术研究的一项热点及重点。但是进水负荷过高，会影响好氧污泥的解体。焦化污水中含有的CODGr、氨氮类有机物，因其含量高、浓度大，抑制微生物的活性，降低菌胶团的结合程度，导致污泥解体现象的发生。

根据一系列的实验得知，降低焦化污水的进水量，或者使进水速度和缓均匀，能够有效降低生化系统中的CODGr、氨氮类有机物的负荷，还需添加一些食适于微生物生长的营养物质如葡萄糖、磷盐等，以此使微生物的抗冲击能力有所提高。与此同时，还需为生化系统提供足够的氧气，使微生物较快地恢复活性。

3.2 温度对污泥解体产生的影响以及防治

众所周知，温度能够影响微生物的活性，因此温度是影响细菌的重要条件。温度过低，营养物质的运输就会受到阻碍，微生物因得不到营养物质，新陈代谢的速度就会大大降低，导致大量粘性较高的糖类物质聚集在一起，使污泥解体；温度过高，细菌难以承受高温，就会大量死亡。同理，在生化处理系统中，温度也会对亚硝酸菌以及硝酸菌产生严重的影响。因此，需要将温度控制在合理的范围内，才能使微生物维持在正常的生长状态，以提高其对焦化污水处理的效果。

通过一系列的实验得知，当温度逐渐从上升到时，CODGr的去除率能够由31%上升至80.2%，氨氮的转化率也能够由以前的19.4%上升至44.9%，最后的出水水质也较高，如果温度持续升高，那么CODGr的去除率不但不会上升，反而会有所下降，氨氮的转化率也是如此，因此，在生化处理系统中对焦化污水进行处理时，需要控制好系统的处理温度，使其达到最佳的状态。

4 结 语

焦化污水是氮含量较高、毒性较强的一种有机工业污水，对人类以及生物、农业等造成的危害深远，对其进行生化处理已经成为一种必然趋势，处理过程中出现的污泥解体现象对水质净化产生了一定的影响。通过对污水排水量的控制降低CODGr、氨氮类有机物浓度，控制系统的温度能够有效改善这一状况，为净化水质，降低水体污染发挥了巨大的作用。

参考文献：

[1] 郑俊，毛异，宁靓，等.焦化废水生化处理后有机物的臭氧氧化降解与转化[J].中国给水排水，2011，（11）.

[2] 刘宝河，孟冠华，陶冬民，等.污泥活性炭深度处理焦化废水的试验研究[J].环境科学与技术，2013，（8）.

生化处理曝气设备选型 第4篇

曝气设备是曝气核心部分,直接决定了曝气的方式和处理效果。20世纪50年代前多采用小孔径的曝气器,比如扩散板,此类充氧性能较好,电耗较少,但由于其阻力大,而且堵塞后阻力急剧增加影响充氧性能;20世纪50-70年代多采用中、大气泡曝气设备,如固定螺旋、塑料盆形等,它们的充氧性能弱于小孔径扩散板,但其有阻力小、不堵塞、安装维修方便等优点;而70年代末至今,由于节能需要,小孔径微气泡曝气设备逐渐盛行,并在其空气净化、防堵等上进行了技术改造,解决阻塞问题的同时降低了能耗[2]。

1 曝气设备的分类与性能参数

1.1 曝气设备的分类

污水生化处理常用的曝气设备有:鼓风机供氧,称为鼓风曝气;机械曝气,如采用表面曝气机的表面曝气;也有鼓风机和搅拌装置相结合的联合曝气,静态曝气器(亦称固定螺旋)也属之;采用水泵经射流器供氧的射流曝气,噪声较小。目前的曝气机设备具体分类为:鼓风机+曝气盘、生物转盘或生物转碟、表面曝气机、潜水推流曝气机、射流曝气机等。

1.2 曝气设备的性能参数

曝气设备的性能通常用动力效率(Ep)、氧的利用率(EA)和充氧能力(R0):

动力效率(Ep)指每消耗1度电转移到混合液中的氧量(kg O2/k W·h);

氧的利用率(EA)又称氧转移效率,是指通过曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的百分比(%);

充氧能力(R0)是指通过表面在单位时间内转移到混合液中的氧量(kg O2/h)[1,3]。

2 氧传递原理及其影响因素

2.1 氧传递原理

Fick定律:物质的扩散速率与该物质的浓度梯度成正比

式中:Na———物质扩散速率

d C———物质浓度

d Z———沿扩散方向的扩散距离

D———气相或液相中的扩散系数,m2/h

d P———压力

氧气是难溶于水的气体,温度20℃、压强1个大气压下,氧在清水中的溶解度为9.17 mg/L,在蒸馏水中为9.02 mg/L。氧的溶解度几乎与总压力没有关系,而与气相中氧的分压成正比。故可以表示为:

式中:Ks———溶解度常数

p———氧分压

根据氧传递双膜理论,对于氧气由于氧在液体中的溶解度很小,液体中氧的平衡浓度实际上与饱和溶解氧相差不大;另外由于氧气在气相中的扩散系数比液相中大得多,因此氧的传质速率主要由液膜这边控制。故氧传质速率方程可以表示为:

式中:KL———与曝气设备相关的常数

A———气液接触面积

2.2 影响氧传递的因素

由公式(3)可知氧传递速率与KL·A和Cs-C成正比,所以影响KL·A和Cs-C的因素自然影响氧的传递。

所以影响氧传递的因素有:

温度:温度升高可以提高KL·A值,但同时会降低Cs-C的值,综合考虑当C值小于3 mg/L时,较高温度对氧传递速率总的影响不大;

水流形态:增大池中的紊流运动可提高KL·A值;

水深:采用气泡曝气时,KL·A值随着水深的增加而降低,同时水深增大了饱和溶解氧使Cs-C值提高;

鼓风曝气的气泡大小,小气泡可以提高KL·A值;

另外污水特性,污泥浓度,污水需氧量等都会影响氧传递效率。在现实曝气过程中,以上因素共同作用,对影响氧传递的因素要综合考虑,以提高氧的传递效率[1,4]。

3 曝气设备选型步骤

曝气设备的选型首先考虑的是处理工艺的要求,根据不同处理工艺的要求,选择不同的曝气设备。氧化沟工艺需要曝气的同时推流污水,所以一般采用曝气刷或曝气盘分段布置,也可以采用鼓风曝气与推流设备联合使用。

曝气设备的选型其次要考虑的是其充氧能力,以满足生化反应的需氧量。根据进水水质和出水标准求得生化反应的理论需氧量,然后选择对应曝气能力的设备同时留有一定余力。

曝气设备的选型第三就要考虑曝气设备的动力效率。动力效率作为曝气设备的效能指标,能有效指导选择更节能的设备,以降低运行成本[5,6]。

氧的利用率也曝气设备的一个选型指标,作为一个参考指标。虽然曝气设备氧的利用率高可以提高它的充氧能力,但并不一定会提高其动力效率。比如微气泡比大气泡的氧利用率高,同时微气泡的产生消耗更多的能源,其动力效率不一定比大气泡高[5,6]。

最后要考虑曝气设备本身的材料、可调性以及维修方便与否。

综合来说选用曝气设备的原则是:根据进水、出水水质,水量,运行费用,使用寿命,维护费用,一次性投资,负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

4 曝气设备选型

4.1 提高氧传递速率的主要方式

(1)提高KL·A值。对于特定的污水和处理条件,某一设备的KL是固定常数,因此可以选择KL较高的曝气设备;对于A值可以通过选择微气泡曝气、曝气搅拌结合设备或者无泡曝气提高。

(2)提高Cs-C值。Cs-C值表示传质动力,此数值可以通过采用高含氧空气曝气或纯氧曝气提高。

但实际选择时必须考虑建设和运行成本,实际应用时并无太多选择,比如纯氧曝气和无泡曝气只能用于传统处理成本较高的污水,对于城镇污水仍只能采用空气曝气以及各类气泡鼓风曝气或机械曝气。

4.2 氧化沟曝气设备选型

(1)鼓风机+曝气盘(底曝)系统:鼓风机压缩空气通过管路系统进入池底曝气盘进入曝气池,需要消耗能量来克服水头阻力,产生的气泡直径为2.2 mm左右,垂直上升,还没有发生氧气水平扩散前气泡就达到的水面,由于缺乏有效的搅拌使得曝气效率降低,需要增加鼓风机土建用房及空气管路系统,曝气盘以进口膜片为主,目前以三元乙丙EPDM和硅橡胶为主,但是仍然易老化,位于池底易堵塞、需要经常清洗。检修维护不方便,鼓风机噪音较大,维护费用较高,对于大型污水厂而言,能耗适中。对于工业废水应采用硅橡胶膜片。

(2)转刷/转碟系统:维护、运行费用高,将水通过离心抛洒扩散到空气中进行气液交换,在此过程中会在周边产生水雾,导致异味和病菌扩散到空气中,混合能力较差,无法使曝气池固体物均匀悬浮。

(3)表曝机:该系统为将水提升抛至空气中产生气液交换,同样也会产生大量

的水雾,破环周围环境空气,系统需要消耗动力来克服重力作用,额外增加能耗,且水平动能缺乏导致作用范围有限,悬浮物在曝气池角落或设备之间沉积明显,维护及运行费用都较高。

(4)潜水推流式曝气机:结合了表面曝气和机械曝气的优点,采用水面吸气注入水下方式,在水下螺旋桨将气流切割为细小气泡方式充氧;在完成充氧同时,对水体进行推流和搅拌;以达到污水进行硝化和反硝化作用,动力效率较高,基本可达到1.8 kg/k W·h以上。运行费用低,维修简便。但是一次性投资较大。

近年来对采用微孔曝气的研究较多,并且显示了较好的效果。王梅梅[7]报道微孔曝气可以提高有效水深并提高了冬季污水处理的效率和减轻了结冰的影响;陈国雄[8]对某污水厂改造显示在增大污水处理量的同时出水水质稳定达标;冀琳彦等[9]分析显示微孔曝气器充氧能力强,可根据进水水量水质的变化,通过调节鼓风机装置可使供给氧化沟的空气量与之适应,池体有效水深可达6 m以上,减少了占地面积,并可提高整个处理系统的耐低温能力。所以在解决材料和阻塞问题后,对于新建和改扩建氧化沟工艺适宜采用微孔曝气加推流器的曝气模式,降低能耗,提高有效池容,减少占地,从而节省建设和运行成本。

4.3 微孔曝气器的选择

氧利用率以及材料和技术的改进带来的动力效率的提高,使得微孔曝气器得到广泛的应用。常用微孔曝气器按材料可分为:陶瓷(刚玉)、橡胶膜片和聚乙烯;按结构形式可分为:板式,盘式和管式。在我国主要使用盘式和管式曝气器橡胶膜盘式曝气器采用硫化橡胶膜片,其机械强度差,以及清洗剂的影响,使得橡胶膜盘式曝气器的使用寿命较短;刚玉盘式曝气器采用刚玉布气层,布气层较脆、较厚,表面粗糙,空气通道较长,其表面容易滋生微生物,而且容易被杂质颗粒所堵塞,对空气洁净度的要求很高;采用聚乙烯材料的管式曝气器,具有良好的化学稳定性,机械强度高,抗冲击能力强,能够承受风机频繁启用产生的水击作用。它的布气层表面经过专门的静电处理,较为光滑,曝气器表面不易被堵塞,使用寿命较长,管式曝气器独有的在支承管和布气层之间的气流分布层,既保证了沿曝气器长度方向重新分配空气均匀流量,又降低了空气阻力损失及阻力损失的增长速度[10,11]。

5 结论

在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍,而通常以除磷脱氮A-B-0工艺为主,其中曝气设备必不可少的关键设备,目前我国大中小型的污水处理采用的曝气设备一般有:鼓风机+曝气盘(底曝)系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等,通常选用曝气设备的原则是:根据进水、出水水质,水量,运行费用,使用寿命,维护费用,一次性投资,负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

曝气选型应因地制宜,在满足生化反应好氧需求的前提下,尽量选择动力效率高的曝气设备,减少运行能耗。一般情况下,曝气设备适宜选择微孔曝气,微孔曝气有效提高了KL·A,具有较高的氧转移率和氧转移效率,在有效管理的情况下,可以较好的降低能耗。对于微孔曝气器,宜选择化学稳定性好,耐酸碱,机械强度高,抗冲击能力强,能够承受风机频繁启用产生的水击作用的材料,同时宜采用不需要除尘处理的阻力较小的管式结构,降低运行成本。

摘要：在污水处理工程中采用活性污泥处理工艺极为普遍,其中曝气设备必不可少的关键设备,目前我国大中小型的污水处理采用的曝气设备一般有:鼓风机+曝气盘(底曝)系统、转刷/转碟系统、表曝机、潜水推流曝气机等,通常选用曝气设备的原则是:根据进水、出水水质,水量,运行费用,使用寿命,维护费用,一次性投资,负面影响及节能环保等方面综合考虑选用。

生化处理法 第5篇

采用4级内循环式好氧生物膜反应器串联工艺对悬浮法聚氯乙烯(PVC)离心母液废水进行中试试验,研究了不同停留时间下系统对有机物和浊度的.处理效果以及系统的抗冲击能力;观察了生物膜的生长和发展规律;对影响系统稳定运行的主要因素(悬浮物、摇蚊幼虫和营养物)进行了分析,并提出了相应的控制措施.试验结果表明:该工艺启动迅速,在HRT为14h时,废水COD总去除率可达75%以上,出水COD浓度低于50mg/L,完全可以达到排放标准,也可经深度处理回用于生产.

作 者：周长波 周蕴 张振家 ZHOU Chang-bo ZHOU Yun ZHANG Zhen-jia 作者单位：周长波,周蕴,ZHOU Chang-bo,ZHOU Yun(南开大学环境科学与工程学院,天津,300071)

张振家,ZHANG Zhen-jia(上海交通大学环境科学与工程学院,上海,30)

生化处理法 第6篇

关键词：生化实验室；危险废弃物处理；发展对策

对危险废弃物的控制与管理，国外推行“从摇篮到坟墓”的全过程管理体制，即从废物产生、收集、运输、贮存、处置决策与实施等几个环节都需进行严格控制与管理。同时从源头控制危险废弃物的产生、提高综合利用率，从而减少进入环境或需要处理的费无量。对于已经产生的生化实验室危险废弃物，产生者应该及时将其送至具有相关资质的处置单位进行妥善处置。处置单位在接受、贮存和处置废物的过程中应对废物进行严格控制。

一、实验室需落实危险废弃物经营的各项规章制度

1.进一步加强实验室危险废弃物的运输管理

实验室危险废物运输应由持有危险废物经营许可证的单位按照其许可证的经营范围组织实施，承担危险废物运输的单位应获得交通运输部门颁发的危险货物运输资质。运输时应当采取密闭、遮盖、捆扎、喷淋等措施防止扬散；对于性质不相容而又未经安全处置的危险废弃物应进行人工与交通工具混合运输； 转移危险废物时，必须按照规定填危险废物转移联单（如下表），并向危险废物移出地和接受地的区级以上地方人民政府环境保护行政主管部门报告；禁止将危险废物与旅客在同一运输工具上载运；运输危险废物的设施和设备在转作他用时，必须经过消除污染处理并通过检测，方可使用。[1]

2.加强污染防治措施，分类贮存

实验室应该按要求实施自行监测，提高废水和废气污染防治设备长期、稳定运转的能力，加强来料分析、运营管理和自行监测，提高废水和废气污染防治设备长期、稳定运转的能力，及时处理生产过程中产生的废水，污水处理污泥应按相关要求及处置合同及时转移外送，避免长期贮存及二次污染。根据实际生产情况提高废气吸附塔活性炭和废水处理设施滤网的更换频率并做好相关记录，严格控制生产车间臭气排放，保障现场操作工人的职业健康卫生，确保污染物达标排放。

3.设立危险废物分析实验室以进行详细的物理化学分析

为掌握贮存、利用、处置危险废物所必须的信息，实验室危险废物经营单位应当设立危险废物分析实验室，对所接收的各危险废物以及在利用处置危险废物过程中新产生的危险废物进行详细的物理化学分析并记录结果。[2]同时加强对实验室分析人员的培训，完善数据分析记录，建立健全危险废物经营记录簿制度，图示记载危险废物收集、贮存、处置及能耗的台帐，加强危险废物经营情况台帐的管理，如实记载各类危险废物的收集、贮存、处置情况以及各类辅料的使用情况，及时准确地对经营情况进行记录汇总。

二、危险废弃物持证经营企业应加强日常经营管理

1.建设危险废物的集中处理处置设施

目前，持有危险废物经营许可证企业应尽快调整现有的处理处置企业分布和产业结构，引进国内外资金，建设和扶持掌握高新技术的集约化、规模化的集中处理与综合利用企业。可结合上海城市总体规划，依据循环经济的理论，建立2至3个综合利用、处理处置危险废物的规模化、多元化、专业化的环保生态园区，推广应用新技术、新工艺、新设备。通过对现有的危险废物利用、处理企业的“关、停、并、转、建”，实现上海市危险废物利用和处置的合理布局。

2.建立完善的市场价格体系，避免恶性竞争

危险废物经营行业还没有形成完整的行业规范和价格体系，致使危险废物市场处于无序的恶性竞争状态。政府运用行政和法律的手段进行管理，按照市场运行机制和规律，制订合理的收费标准势在必行。分析表明，在危险废物名录的47大类中，2014年排名前10位的分别为焚烧处理残渣、表面处理废物、废矿物油、含锌废物、染料涂料废物、废乳化液、废有机溶剂、含镍废物、有机树脂废物、含铜废物，因此在制订收费标准的过程中，可以对具有代表性、产生量大的危险废物优先考虑，以点带面，逐步完善危险废物处理处置的价格体系，规范收费行为，推动市场的良性竞争。

3.依据循环经济的理论，进经济社会可持续发展

《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》特别提出了“国家采取有利于固体废物综合利用活动的经济、技术政策和措施，对固体废物实行充分回收和合理利用。”对资源的合理利用，是循环经济理论和可持续发展理论的重要方面。因此，对资源的合理利用在危险废物污染控制中应大力倡导。建议根据循环经济思想，将传统环保产业中废物一处理一排放的单向流动模式改变为现代环保产业中废物一处理一再生资源的反馈式模式，制订相应的危险废物综合利用管理力、法，积极引导企业运用先进的工艺，合理利用资源，使循环经济的思想和可持续发展的战略真正落到实处。

三、政府层面需加大综合治理力度

1.加强执法力度

对无处理处置证的单位加强执法与处罚力度，环保执法部门定期与不定期的开展执法活动，对各类定点或流动的无证处理企业通过打击、罚没、取缔等方式来遏制无证企业发展。在处罚无证企业非法处置行为的同时，还要追究产生危险废弃物的实验室的连带责任。

实验室危险废弃物产生着应依法履行预防与治理的法律责任，产生危险废弃物的实验室必须按照法规要求，向所在地环境保护行政主管部门申报危险废弃物种类、产生量、流向、贮存、利用和出事方式的资料。在运行期间实验室危险废弃物贮存设施、处理设施不得擅自拆除或者闲置。

2.加大处理处置关键技术科研力度

加大对关键技术的科研力度，开发上海市实验室危险废弃物运输管理应用信息系统，形成一套实验室危险废弃物运输监管指标体系，不断提高上海市危险废弃物处理处置及管理水平。[3]

作为地方政府，应加大对环保的投入，扶持建立当地危险废弃物处置中心，或对处理实驗室危险废弃物的企业给予一定的优惠政策，并且对生化实验室危险废弃物的处置投入专项经费。可以购进能处理生化实验室危险废弃物的设备，使得部分生化实验室危险废弃物无须危险废弃物处置中心或专业处理公司运走就能就地处理。

3.强化日常监管力度

强化日常监管，使处置企业不断完善软硬件技术力量，认真执行各项实验室危险废弃物管理规章制度。确保持证单位按照《危险废弃物经营许可证管理办法》规定的要求配备符合要求的专职技术人员；完善实验室建设，具备与从事的危险废弃物类别、规模等条件相符合的分析能力；适用符合要求的运输工具进行危险废弃物的运输，遵守实验室危险废弃物转移联单制度、经营活动季度报告制度、意外事故防范措施和应急预案制度、实验室危险废弃物经营情况记录簿制度以及行政许可内容变更申请制度。

（1）加强实验室危险废弃物污染防止的属地化监督管理。根据环境保护“属地化、制度化、规范化”的管理原则。当前，应充分发挥所在地环保部门在环境管理中的作用，加强环保护门的实验室危险废弃物监督管理队伍和能力建设。一句相关法规，依法制定实验室危险废弃物监督管理程序和工作职责与目标任务。以整合所在地污染数据库的信息为基础，重点完善实验室危险废弃物污染源排污申报登记制度，认真开展“排污申报”审核工作，建立和完善排污申报动态数据库确立实验室危险废弃物重点监管企业名单，对重点实验室、实验室危险废弃物的贮存场所及处理设施进行定期或不定期的监督检查，事实全程监管，以提高实验室危险废弃物监管的能力和效率。

（2）强化日常监管加强源头管理，为企业降低环境风险。随着规范化管理要求的不断提高，监管力度也在不断加强。在环评审批阶段，将危险废弃物规范化具体管理要求纳入审批内容里。通过相关部门相互沟通和协调，拟定了危险废弃物规范化管理的具体审批要求。从沈朴阶段加以规范，把好验收关，确保从源头上落实环境风险空措施，减少环境隐患。

（3）加强对实验室危险废弃物的处置监督检查。环境监测是政府环保部门的重点监控对象，而实验室由于产生的危险废弃物量非常少，环保部门忽略了对这些部门的监控。因缺少有效监督，有部分实验室工作人员存在随意排放危险废弃物也无所谓的错误认识。

（4）加强对生化实验室废弃物处理处置企业管理。开展清理整顿实验室危险废弃物处理处置行业行动，淘汰落后的处理处置公益和设施。对从事实验室危险废弃物的手机、运输、贮存和处理经营活动的单位实行资质管理。必须取得环境污染治理设施运行资质，方能从事相关的经营活动。从事实验室危险废弃物处理处置的单位，应当按照有关法律法规，制定各项规章制度，建立实验室危险废弃物接收量、贮存量和处理处置量日常台账。

4.加強立法，完善实验室危险废弃物污染防治法规体系

构建责任主体明确、处置规范、标准严密与市场经济相适应、与城市可持续发展相协调的环境管理法规体系。通过完善实验室危险废弃物污染防治法规体系，为全面开展实验室危险废弃物污染防治，全面推动实验室危险废弃物减量化、资源化、无害化进程，全面推进节能减排、循环经济和清洁生产签订法律基础。

我国目前为止并没有对实验室危险废弃物处置的专业规划要求，但回收企业应按照危险废物经营许可证规定的范围从事危险废物收集、贮存、处置经营活动，严格控制进厂危险废物的类别和数量。未经相关机构审核同意，不得超量、超类经营。但对于实验室危险废弃物，由于其数量少，一般不存在超量的问题，但对于实验室危险废弃物就要求实验室在处置危险废弃物前对其进行分类提纯，并将不同成分的危险废弃物交由不同回收机构进行回收，极大的增加了实验室的处置费用，因此，对于实验室危险废弃物应当适当的放宽危险废弃物处置专业规划中不得超类经营的要求。

注释：

[1]俞清、尹炳奎、邹艳萍：《我国危险废物的管理及处理处置现状探析》，载《环境科学与管理》2012年第9期.

[2]刘海英：《上海市危险废物处理处置及管理对策探讨》，载《上海环境科学》2013年第8期.

[3]邓华龙：《上海市危险废物处理处置现状和发展方向》，载《环境与科学》2014年第6期.

含油污水的生化处理工艺 第7篇

随着陆地和海洋石油及天然气的勘探开发生产,含油污水量也在逐年增加。石油勘探开发的含油污水主要有采油污水、钻井和洗井污水,其中以采油污水量最大,不仅含油浓度高,而且含有大量的固体悬浮物和其他污染物。如何对产出的污水进行有效处理,成为迫切需要解决的问题。目前,国内油田对含油污水的处理主要采用自然沉降、混凝沉降、过滤、气浮等常规的物理方法,国内的一些环保设备生产厂家也在油田污水处理新设备、新技术的研制上不断推陈出新。以上工艺设备经合理组合后,对污水中的悬浮物和油有较好的处理效果,符合回注指标,但一般不能完全达到外排要求。为解决剩余污水问题,国内一些油田开展了以达标外排为目的的试验研究,试验多以生物处理技术为核心,从国外引进菌种。生化处理工艺是利用微生物的代谢作用,将水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质转化为稳定的易降解物质。为实现剩余污水的达标排放,在含油污水的处理过程中,采用生化处理工艺显得必要而又可行。

1 生化处理工艺的现状

目前,国内比较成熟的生化处理工艺可以分为两类,即利用好氧微生物作用的好氧法与利用厌氧微生物作用的厌氧法。其中好氧处理工艺主要包括活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、AB处理法等形式。厌氧处理工艺,根据处理设备的不同可分为厌氧接触法、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧生物转盘等几种处理方法。好氧与厌氧处理工艺各有不同的优缺点,单靠一种工艺很难取得满意的处理效果。在实际工程中,常见的是将两种工艺结合起来,按照“分级处理、厌氧先行、好氧把关”的原则,来确定合理的工艺流程。生化处理污水技术在城市污水和炼油污水处理领域已被广泛采用,对于大规模污水处理,它是一项经济、实用的有机废水处理方法。实践证明,生化处理技术具有处理效果好,系统运行稳定、操作简单、管理方便及运行成本低等优点。实际运行中,由于各油田的污水性质各不相同,确定生化处理工艺时,应结合本油田污水的实际特点,经过试验研究后进行优化选择,才能取得较好的处理效果。

2 生化处理工艺的含义[1]

生化处理工艺是利用微生物的代谢作用,将水中呈溶解、胶体状态的有机污染物质转化为稳定的易降解物质;利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否,将生化处理法分成好氧生物处理和厌氧生物处理,好氧生物处理是在水中有充分的溶解氧的情况下,利用好氧微生物的活动,将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3、NO3等;厌氧生物处理的特点是可以在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体,使废水中的有机物降解为CH4、CO2、H2O等。

3 生物处理法的特点[2]

生物处理法较物理或化学方法成本低,投资少,效率高,无二次污染,广泛为各国所采用。油田废水可生化性较差,且含有难降解的有机物,因此,目前国内外普遍采用A/O法、接触氧化、曝气生物滤池(BAF)、SBR、UASB等处理油田污水。目前生物处理法主要用来处理污水溶解的有机污染物和胶体的有机污染物。在处理含油污水时,如果要求排放标准很高则可用生物处理法进行深度处理。生物处理法与化学法相比,具有经济、高效等优点。生物处理法有好氧生物处理法和厌氧生物处理法两种。生物处理法对被处理的污水水质有以下的具体要求:(1)水的PH值:对于好气生物处理,要求水的PH值在6-9之间。对于厌气生物处理,水的PH值在6.5-7.5之间。(2)污水温度:温度也是一个主要因素。对大多数微生物来讲,适宜的温度在20-40℃。(3)养料:微生物生长繁殖除需要碳水化合物作为食料外,还需要一些无机元素如氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等,因此用生物法处理含油污水时,需投加适量的营养物。(4)有害物质:污水中不能含有过多的有害物质,如酚、甲醛、氰化物、硫化物以及铜、锌、铬离子等。用生物法处理含油污水时,首先需对微生物进行驯化,使其能适应含油污水的环境。生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD值较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30~50mg/L以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。

4 生物处理技术的展望[3]

生物处理技术被认为是未来最有前景的污水处理技术,一直是水处理工作者研究的重点和难点。特别是近年来,基因工程技术的长足发展,以质粒育种菌和基因工程菌为代表的高效降解菌种的特性研究和工程应用是今后污水生物处理技术的发展方向。开发工艺更为先进的复合反应器,提高处理效率,减少占地面积。膜生物反应器(MBR),是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新工艺,该工艺是以膜分离技术替代传统二级生物处理工艺中的二沉池,具有处理效率高、出水水质稳定;占地面积小;剩余污泥量少,处置费用低;结构紧凑,易于自动控制和运行管理;出水可直接回用等特点。膜生物反应器工艺,作为膜分离技术和生物处理技术的结合体,集中了两种技术的优点,已经在一些工业废水处理中应用,但目前未见其应用于油田污水处理的报道。但就其自身特点而言,膜生物反应器应用于油田污水处理的趋势已经不可逆转。

摘要：油田在开采原油及油气处理过程中,伴生有大量含油污水,处理不好,不仅污染环境,而且浪费资源;处理得当,则节能又环保。因此,含油污水的处理对于保护水资源、维持生态平衡和促进经济发展都有重要的意义。在众多的处理技术工艺之中,生化处理工艺逐渐显示出它独特的优势。

关键词：含油污水,生化处理

参考文献

[1]陈国华.水体油污治理[M].北京:化学工业出版社,2002.

[2]杨云霞,张晓健.我国主要油田污水处理技术现状及问题[J].油气田地面工程,2001,20(1):4-5.

污水生化处理节能曝气研究 第8篇

1.1 与实验有关的曝气理论

曝气是污水好氧生物处理系统中一个重要的工艺过程,一般是人为通过适当设备向生化曝气池中通入空气,以达到预期的目的。曝气不仅使池内液体与空气接触充氧,而且由于搅动液体,加速了空气中氧向液体中转移,从而完成充氧的目的;此外,曝气还有防止池内悬浮体下沉,加强池内有机物与微生物、溶解氧接触的目的,从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下,对污水中有机物的氧化分解作用。曝气效果的好坏极大地影响生物处理系统的效率。同时,曝气又是一个非常耗能的过程,一般情况下曝气的能耗要占整个处理系统能耗的60%～80%。

1.2 与实验有关的膜概念

曝气是活性污泥系统的一个重要环节,它的作用是向池内充氧,保证微生物生化作用所需的氧气,同时保持池内微生物、有机物、溶解氧,即泥、水、气三者的充分混合,为微生物降解有机物创造有利的条件。随着经济的发展,人口的增加,生活水平的不断提高,世界范围淡水资源的需求和消耗不断增多,相应的城市污水和工业废水的排放量也在不断增多。由于污水处理程度和处理设施的滞后,使全球淡水资源正面临两大问题:水环境污染和水资源短缺。曝气设备是城市污水和工业废水处理厂的关键设备之一,它对污水处理厂的节能起着决定性作用。因此,研究、开发和应用新型的高效低能耗的曝气器具有重要意义。曝气尤其是膜曝气的方法将会在污水处理上是一项新的课题,发挥较大的作用,为人们净化环境,创造美好生活。

1.3 膜的曝气原理

当微孔的孔径达到足够小时,由于水的表面张力作用,水不能透过膜;而空气能与水接触并透过膜,在氧分压的作用下,使水中的溶解氧分压由大气中的氧分压达到溶解平衡,使氧向水中溶解。

2 与膜曝气有关的膜的概念

2.1 曝气基本概念

1)表征膜曝气的性能主要参数,是物质透过膜的速率或称通量,即单位面积膜上单位时间内物质透过的数量。2)物质选择透过膜的能力可以分为两类:a.借助外界能量,物质发生由低位向高位的流动;b.以化学位差为推动力,物质发生由高位向低位的流动。3)气体在膜内物质的传递,通常有3种渗透过程起作用:a.溶解的气体通过聚合物致密皮层的扩散;b.通过皮层下的微孔过渡区的扩散;c.通过膜底层的流动。总的传递阻力为各层阻力之和。4)膜曝气必须通过物理的作用才能发生,膜曝气的推动力可以是膜两侧的压力差、电位差或浓度差。物质传递最重要的现象是对流和扩散[1]。

2.2 曝气理论

本实验膜采用疏水性材料制成,所需要的工艺或利用拉伸形成的多孔膜;或利用相转化法形成的多孔膜。当一侧浸水后,由于水具有表面张力,所以当孔达到足够小时,水的表面张力就可以克服水的压力使水不能透过膜。而空气与水在微孔处产生了接触,在氧气分压的作用下,使大气中的氧气向水中传质并溶解于水中。此过程是在常压下进行的,因此达到了节能的目的。

3 污水生化处理节能曝气工艺的实验

3.1 实验依据

利用好氧微生物处理污水的方法,是生物处理法中常用的一种。即利用活性污泥中好氧菌群形成的絮状绒粒,接触、吸附、分解污水中的胶体状和溶解性有机物,从而使污水得以净化。

3.2 实验方法

被降解的有机物的量通过生化需氧量和化学需氧量来反映。膜曝气的综合效果则还需要悬浮固体颗粒浓度、溶解氧浓度和浊度。水中有机物在有氧条件下,被微生物分解,在此过程中所消耗氧的量称为生化需氧量。此生化过程进行很慢,如在20 ℃培养时,若完全完成这个过程需100多天,因此除长期研究工作外,没有实际应用价值,一般的标准为20 ℃时培养5 d。

3.3 实验数据及数据处理

1)BOD数据处理。

第一天BOD数据及数据处理(见表1)。

第二天BOD数据及数据处理(见表2)。

BOD数据处理小节。

根据2 d的BOD—曝气时间关系可以看到,随着曝气时间的增加BOD在减少,降解速率为4 mg/(L·h)左右,满足实验要求,达到了实验预定目标。

2)COD数据处理。

第一天COD数据及数据处理(见表3)。

第二天COD数据及数据处理(见表4)。

COD数据处理小结。根据2 d的COD—曝气时间关系可以看到,随着曝气时间的增加COD在减少,降解速率为10 mg/(L·h)左右,满足实验要求,达到了实验预定目标。

3)溶解氧数据处理。

第一天溶解氧数据及数据处理(见表5)。

第二天溶解氧数据及数据处理(见表6)。

溶解氧数据处理小结。加入含有有机物的活性污泥后,经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧,使水中亏氧;另一方面,曝气泵输送的氧通过曝气膜不断溶入水中,使溶解氧逐步得到恢复所以耗氧与复氧是同时存在的。

根据2 d的溶解氧与曝气时间关系可以看到,溶解氧满足实验要求,达到了实验预定目标,但没有满足实际情况的需要。在工程中,一般要求耗氧与复氧基本达到平衡,因此膜曝气应用于工程时应附加变频辅助曝气

4结语

本实验采用膜曝气的方式改变了传统的曝气方式,因为在曝气时可以充分利用风能,在无风或小风的情况下使用鼓风机曝气。在本研究中利用的是膜的疏水性,因此曝气为无压曝气,可以改善传统曝气方法耗能大的缺点。曝气实验中COD,BOD的降解表明本方法具有很好的效果。

摘要：详细地介绍了曝气理论及膜的曝气原理,深入探讨了与膜曝气有关的膜的概念,通过污水生化处理节能曝气工艺的实验,对污水生化处理节能曝气进行了研究,以解决目前污水处理工艺的高耗能问题。

关键词：曝气理论,污水生化处理,节能曝气

参考文献

[1]邓舜杨.新型塑料薄膜[M].北京:中国轻工业出版社,1994.

生化处理法 第9篇

1 材料与方法

1.1 检验材料

所用仪器为MODULAR DPP全自动生化分析仪, 在测定时保证仪器的工作状态良好;所用试剂为Lot No.522 UN/2标准血清和Level2-780UN、Level 3-597UE质控血清, 所用试剂盒为液体单试剂型 (氧化酶法) 葡萄糖测定试剂盒;所用标本为血清标本, 这些标本均没有溶血、脂浊等, 1 h内完成所有检测;葡萄糖标准液的精确规格[2.00 g/dl (111.00 mmol/L) ]。

1.2 检验方法

1.2.1 相关性比较

定标时运用RANDOX标准血清, 室内质控在每次测定中必不可少。依据NCCLS制定的评价方案, 每天将10份临床标本收集起来, 这些标本的葡萄糖浓度有高、中、低三个类型, 按1-10号顺序分别运用改良终点法与原终点法测定, 然后按10-1的顺序分别运用改良终点法与原终点法测定, 取两次测量结果的均值。进行10 d的连续测量, 标本数为200份, 运用配对t检验及直线回归分析两种方法所得结果。改良终点法和原终点法的测光点、波长、样品量、试剂量R1、反应方向、单点定标参数具体见表1。

1.2.2 精密度

在对精密度进行测算时严格依据NCCLS制定的评价方案, 将2份质控血清选取出来, 其中一份具有正常的浓度, 另一份具有异常的浓度, 对其进行复溶, 复溶时严格依据说明书, 然后将其在塑料管中分装, 每管250μl, 在-20℃的温度下将封闭管口的两种液体冷冻保存, 每次使用前和使用后分别让其融化到室温和丢弃, 每次使用过程中双份测定每份浓度的质控血清, 试验做到定时定点, 2批/d, 上、下午各1次, 共进行20 d的测定, 同时进行室内质控, 计算出批内的不精密度, 然后计算出总不精密度。

1.3 统计学方法

采用统计学软件SPSS17.0处理本次研究中各项临床指标。计量资料以均数±标准差 (±s) 表示, 均采用配对t检验。P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 相关性

回归方程为Y=1.0112 X-0.0381, r=0.9992 (n=100) , 改良终点法与原终点法测定结果之间的差异无统计学意义 (P>0.05) 。

2.2 精密度

正常浓度下改良终点法测定的批内CV和总CV均明显比原终点法高, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 异常浓度下改良终点法测定的批内CV和总CV均明显比原终点法低, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。具体见表2。

注:正常浓度下与原终点法比较, aP<0.05;异常浓度下与原终点法比较, bP<0.05

3 讨论

近年来, 在生化检验中, 终点法得到了日益广泛的应用, 总蛋白双缩脲法、葡萄糖氧化酶法等是临床生化检验中的常用实验, 极具代表性[2]。通常情况下, 临床手工操作完成终点法。在对终点法进行改良的过程中严格依据了其检测原理, 即减半混合样品和试剂量, 前提是样品和试剂的比例保持不变, 在终点前 (仪器测光前) 将等量的水加入其中均匀稀释, 然后对其吸光度进行测定。在将水加入第二试剂的情况下, 在全自动生化分析仪上, 可以使单试剂终点法和双试剂终点法相互转换;在第三试剂中注水的情况下, 双试剂终点法和三试剂终点法也可以相互转换。

随着全自动生化分析仪的日益广泛的应用, 生化分析的智能化、微量化日益突出, 目前广大检验工作者的一个工作和研究重点就是在对检测方法进行有效改良的过程中运用先进的检测设备, 从而将试剂成本减少到最低限度[3]。作者在临床生化检验工作中对终点法进行了改良, 经室内质控及室间质量评价所获取的临床效果是令人极为满意的, 通常情况下不需要稀释高浓度标本, 这是因为测定线性范围较宽, 同时可以将原终点法中所使用的试剂量减半, 从而达到了将实际成本减少到最低限度的目的。

综上所述, 在临床生化检验中高浓度时改良终点法的精密度比原终点法优, 极大节约了成本, 值得在临床广为推广。

参考文献

[1]高小文, 孔花娟, 李筱, 等.葡萄糖氧化酶双试剂终点法测量模式的系统分析.检验医学与临床, 2014 (1) :49-51.

[2]鲁鸿昊, 高静, 董振南, 等.终点法测定缺血修饰白蛋白 (IMA) 的评价及其应用研究.标记免疫分析与临床, 2012, 19 (1) :44-46.

城市生活污水的生化处理 第10篇

关键词：好氧处理,氧处理,氧化沟,SBR,生物膜,活性污泥

一、前言

地球上水的总量估计约为13.7×109亿M3, 其中淡水占2.7%, 不仅比例小, 而且大部分存在于地球南北极的冰盖、冰河以及深度在750m以上的地下水中, 可利用的淡水资源只是河流、湖泊和地下水的一小部分, 不到淡水总量的1%, 而我国淡水资源人均占有量为2700m3, 仅为世界人均淡水资源占有量的28%, 所以我国是一个水资源短缺的国家。

目前, 我国的水资源和水环境主要有三大问题:1.淡水资源短缺;2.水资源严重浪费;3.水质污染严重。针对三大问题, 我们绝对有理由相信节约水资源, 解决水质污染问题急不可待。经过处理的城市污水应被看作为水资源而回用于城市或再用于农业和工业领域, 因此, 大中城市和城镇要建城市生活污水处理厂, 提高城市污水处理率和回用率。工业废水种类繁多, 而且随着各种工业药剂的层出不穷, 工业废水的污染物质也千差万别, 使得工业废水的处理难度加大。较之工业废水, 生活污水的处理较为单纯, 较为容易掌握。生活污水水质水量较为稳定的这一特性, 让生活污水处理技术日趋成熟, 日趋稳定。生活污水可生化性很强, BOD与COD的比值往往大于0.5, 甚至可达0.9, 体现了很强的生化性, 这一特性决定了生物处理是生活污水处理的核心, 微生物的重要性就可想而知了。

二、废水生化处理的类型

废水生物处理包括好氧处理和厌氧处理两大类。

好氧处理是由好氧微生物和兼性微生物起作用的。在好氧处理中, 微生物利用废水中存在的有机污染物 (以溶解状与胶体状的为主) 作为营养源进行好氧代谢, 有机物被转化为二氧化碳、水、氨气或亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐等, 分解比较彻底, 产物基本无害, 处理后废水无臭味。好氧生物处理的反应速度较快, 所需的反应时间较短, 故处理构筑物容积较小, 而且对环境的要求不是太严格。在废水处理工程中, 好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。

厌氧处理是由厌氧微生物和兼性微生物其作用的。在厌氧处理中, 复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物, 同时释放能量。在这个过程中, 有机物的转化分为三部分进行:部分转化为甲烷, 这是一种可燃气体, 可回收利用;还有部分被分解为二氧化碳、水、氨气、硫化氢等无机物, 并为细胞合成提供能量;少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于厌氧处理过程不需要另外加氧源, 故运行费用低。其缺点是有机物氧化不彻底, 释放的能量少, 所以有机物转化速率慢, 需要时间长, 处理构筑物容积大。另外, 厌氧处理要求绝对厌氧的环境, 对环境条件 (如PH值、温度等) 要求甚严。

三、城市生活污水生化处理的工艺

1. 氧化沟生化处理

氧化沟废水处理工艺是由荷兰卫生工程研究所在20世纪中期研制成功的, 是常规活性污泥法的一种改型和发展。氧化沟工艺有多种形式, 但主要有单沟式和多沟式两种, 主要包括5部分:氧化沟池体、曝气设备、进出水设备、导流和混合设备以及附属构筑物, 氧化沟工艺的附属构筑物有:二沉池、刮泥机和污泥回流泵房等。氧化沟的基本特征是曝气池是呈封闭的沟渠形, 污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动, 在曝气器下游溶解氧浓度高, 随着与曝气器距离的增加, 溶解氧浓度不断降低, 呈现好氧区-缺氧区的交替变化, 使其具有良好的脱氮功能和污泥沉降性能, 此外, 氧化沟工艺在构造和运行方面还有以下特征:

1) 池体狭长, 可达数十米甚至上百米;池深度较浅, 一般在2 0米左右。

2) 曝气装置多采用表面机械曝气器。

3) 进、出水装置结构简单。

4) 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性。

5) 污泥产率低, 剩余污泥产量少。

6) 污泥龄厂可达15~30d, 为传统活性污泥法的3~6倍。

7) BOD负荷低, 类似于活性污泥法中的延时曝气法, 处理出水水质良好。

自从第一座氧化沟问世以来, 已演变出了许多变形工艺。根据其构造、运行特征以及不同的发明者和专利情况, 可以将氧化沟分为:Carrousel氧化沟、交替工作氧化沟、Orbal氧化沟、一体式氧化沟、射流曝气 (JAC) 氧化沟、U型氧化沟和采用微孔曝气的逆流氧化沟等。

以典型的Carrousel氧化沟为例。在典型的Carrousel氧化沟工艺中, 污水直接与回流污泥一起进入氧化沟系统。表面曝气机使混合液中溶解氧的浓度增加到大约2~3mg/l。在这种充分充氧的条件下, 微生物能得到足够的溶解氧来去除BOD;同时, 氨也被氧化成硝酸盐和亚硝酸盐, 此时, 混合液处于有氧状态。在曝气机下游, 水流由曝气区的湍流状态变成之后的平流状态, 水流维持在最小流速, 保证活性污泥处于悬浮状态。微生物的氧化过程消耗了水中溶解氧, 直到溶解氧值降为零, 混合液呈缺氧状态, 经过缺氧区的反硝化作用, 混合液进入有氧区, 完成一次循环。典型Carrousel氧化沟系统中, BOD降解是一个连续过程, 硝化作用和反硝化作用发生在同一池中。由于结构的限制, 这种氧化沟虽然可以有效地去除BOD, 但除磷脱氮的能力有限。

尽管Carrousel氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、便于自动化控制等优点。但实际的运行过程中, 仍存在一系列的问题:1) 污泥膨胀问题;2) 泡沫问题;3) 污泥上浮问题;4) 流速不均以及污泥沉积问题。这些问题都要在运行过程中加以注意并对症下药予以解决。

总的来说, 氧化沟由于具有基建和运行费用较低, 操作技术相对简单和处理效果稳定等优点, 氧化沟污水处理技术已经广泛应用在我国城市污水处理厂的建设中。

2. SBR生物处理

SBR是序批式活性污泥法的简称。早在1914年Ardern和Lockett发明活性污泥法时, 首先采用的就是这种处理系统。SBR工艺将沉淀与反应器集中在同一个反应池内进行, 从空间上少了一个环节, 工艺简单, 占地少;同时, SBR工艺的反应与沉淀在同一池中进行, 无需污泥回流, 节省了运行费用。此外SBR工艺还具有以下优点:

1) 时间上具有理想的推流式反应器的特性

2) 运行方式灵活, 脱氮除磷效果好

3) 良好的污泥沉降性能

4) 对进水水质水量的波动具有很好的适应性

由于SBR工艺在时间和空间上的特点, 形成了其运行操作上的灵活性, 在污水处理中得到了广泛的应用, 针对经典SBR工艺的一些不足, 相继出现了一些改进工艺:ICEAS工艺、CASS工艺、UNITANK工艺、LUCAS工艺等。值得一提的是CASS工艺。它是在SBR的基础上前部设置了生物选择区, 后部安装了可升降的自动滗水器, 曝气、沉淀、排水均在同一池子内周期性循环进行, 完成有机污染物的生物降解和泥水分离的处理功能。整个系统以推流的方式运行, 而各反应区则以完全混合的方式运行, 以实现同步碳化和硝化-反硝化功能。该工艺的显著特点是投资省, 有机物去除率高, 柘林脱氮效果好, 管理简单, 运行可靠, 能有效防止污泥膨胀。

3. 生物膜处理技术

常见的生物膜处理法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床等。生物膜法处理工艺具有以下特点:

1) 对水质、水量变动有较强的适应性

生物膜处理法的各种工艺, 对流入的污水水质、水量变化都具有较强的适应性, 即使有一段时间中断进水, 对生物膜的净化功能也不会造成致命的影响, 通水后能够较快恢复;

2) 污泥沉降性能良好, 易于固液分离;

3) 能够处理低浓度的污水;

4) 易于维护运行、节能。

4. 活性污泥法

活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理废水的一类好氧生物处理方法。生物絮体称为活性污泥, 由好氧微生物以及其代谢和吸附的有机物、无机物组成, 显示生物化学活性, 具有降解废水中有机污染物的能力。活性污泥系统对污染物的净化过程, 主要由物理、化学以及生物等反应所组成, 可分为以下两个阶段:即生物吸附阶段和生物氧化阶段。传统活性污泥工艺有机污染物在曝气池内的降解, 经历了第一阶段的吸附和第二阶段代谢的完整过程, 活性污泥也经历了一个从池前端的对数增长, 经减速增长到池末端的内源呼吸期待完全生长周期。因此, 对污水处理的效果较好, 如对COD的去除率可达90%以上, 适用于处理净化程度和稳定程度要求较高的污水。

同时, 传统活性污泥法也存在着下列各项问题:

1) 曝气池前端有机污染物负荷高, 耗氧速度也高, 为了避免由于缺氧形成厌氧状态, 进水有机物负荷不宜过高。因此, 曝气池面积大, 占用的土地较多, 基建费用高。

2) 耗氧速度沿池长是变化的, 而供氧速度难于与其相适应, 在池前端可能出现耗氧速度高于供氧速度的现象, 池后端又可能出现溶解氧过剩的现象。

3) 对进水水质、水量变化的适应性较低, 运行效果易受水质、水量变化的影响。

四、结论

水是一种宝贵的自然资源, 是自然界的基本要素, 也是人类和一切生物赖以生存的物质基础。对可回用的处理后的城市生活污水我们更应该珍惜, 也更应该重视城市生活污水的处理。

参考文献

[1]陈朝东, 王文东, 朱树阳.废水生物处理技术问答.化学工业出版社.2006年9月

[2]沈晓南, 谢经良, 王福浩.污水处理厂运行和管理问答.化学工业出版社.2007年5月

[3]周德庆等.微生物学教程.高等教育出版社.2002年5月

[4]张胜华, 郭一飞, 靳慧霞, 水处理微生物学.化学工业出版社.2005年7月

数学模型法及其在生化工程中的应用 第11篇

一、数学模型的类型及建模方法

数学模型 (Mathematical Model) 是近些年发展起来的新学科, 是数学理论与实际问题相结合的一门科学。它将现实问题归结为相应的数学问题, 在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深入的分析和研究, 从而定性或定量的刻画实际问题, 为解决现实问题提供精确的数据或可靠的指导。

1.数学模型分类。

对一个生物化学过程建立合适、正确的数学模型, 对数学模型的类型深入了解是关键。数学模型有广义和狭义两种解释。广义地说, 数学概念, 如数、集合、向量、方程等;狭义地说, 只有反映特定问题和特定的具体事物系统的数学关系结构的为数学模型。

数学模型从不同角度进行了分类: (1) 按模型的应用领域分类, 有生物学、气象学、经济学、社会学、物理学、化学、天文学数学模型等。 (2) 从数学的角度进行分类, 有确定性、随机性、模糊性和突变性数学模型。 (3) 按模型与时间有无联系分类, 有静态模型、动态模型。 (4) 按离散方法或连续方法分类, 有连续时间模型、离散时间模型。 (5) 按模型的数学方法分类, 有几何模型、微分方程模型、图论模型、规划论模型、马氏链模型。 (6) 按人们对是物发展过程的了解程度分类, 有白箱模型和灰箱模型。白箱模型指内部规律比较清楚的模型。灰箱模型指那些内部规律尚不十分清楚的问题。 (7) 按参数的特征, 分为分布参数和集中参数模型。分布参数模型是用各类偏微分方程描述系统的动态特性, 而集中参数模型是用线性或非线性常微分方程来描述系统的动态特性。 (8) 按模型参数是否确定, 分为参数模型与非参数模型。运用各种系统辨识的方法, 可由非参数模型得到参数模型。 (9) 按模型中各参量的相互关系, 分为线性模型和非线性模型。线性模型中各量之间的关系是线性的, 可以应用叠加原理。非线性关系则不满足叠加原理。在允许的情况下, 把非线性模型在工作点邻域内展成泰勒级数, 保留一阶项, 略去高阶项, 就可得到近似的线性模型。 (10) 根据研究模型的形态不同, 分物质模型模型和思想模型。“思想模型”是抽象思维与形象思维的统一, 它可以借助物质模型和用文字、符号、图表等表达。“物质模型”是以某种程度、形式相似的模型实体去再现原型。按照物质模型模拟原型的性质和内容, 模拟方法可以分为几种基本类型, 数学模拟就是其中的一种。随着计算机技术的发展, 数值模拟发展成为数学模型法的一个很重要内容。

2.建立数学模型的基本方法。

建立数学模型要求: (1) 真实完整; (2) 简明实用; (3) 适应变化。主要步骤有: (1) 确定模型对象。 (2) 模型假设。根据对象的特征和建模目的, 对问题进行必要的、合理的简化, 用精确的语言进行假设, 这是建模的重要一步。 (3) 建立模型。根据所作的假设分析对象的因果关系, 利用对象的内在规律和适当的数学工具, 构造各个量间的等式关系或其它数学结构。 (4) 模型求解。 (5) 模型分析、检验和修改。不论那种情况都需进行误差分析, 数据稳定性分析。 (6) 模型运用。用建立的模型去分析、解释已有的现象, 并预测未来的发展趋势, 以便给人们的决策提供参考, 扩大模型的应用范围。

二、 数学模型法在生化工程反应器中的应用

数学模型在生化工程中的应用已涉及到了所有领域, 现对在生化工程反应器中应用进行分析。

1.UASB反应器处理有机废水数学模型。

对上流式厌氧污泥床 (UASB) 反应器在常温下处理高浓度有机废水的生化过程进行分析, 建立生化反应时的生化动力学模型[2]。

(1) 微生物生长动力学。微生物降解废水有机物的过程, 实质上是一系列的酶催化生物化学反应过程。将米-门公式R=Rmax[s]/ ([S]+Km) , 应用于微生物降解废水中的基质, 并考虑到细胞的增长量与其细胞质量成正比, 得微生物生长速率式为rg=μmXs/ (ks+s) , 其中μm为在饱和溶液中微生物最大比生成速率, d-1, 又由于微生物生长过程中存在着内源呼吸, 因此可得微生物净生长动力学方程为undefined。 (2) 基质降解动力学。根据实验, 新细胞的产生数量对某种给定基质具有重现性, 定义Y为在任意规定的对数生长期测得的最大产量系数, 并定义为新生细胞质量与消耗基质质量之比, 可得undefined, 令undefined, 则有:undefined。 (3) CH4生成的动力学。CH4生成过程为厌氧过程, 废水减少的唯一途径是通过废水有机物的降解产生CH4, 其COD平衡为:进水COD-出水COD=甲烷气体COD。每降解1gCOD, 相当于产生0.25gCH4, 在标准状况下为0.35LCH4。

2.膜生物反应器处理污水数学模型。

膜生物反应器 (MBR) 在污水处理中具有一定优势, 由于MBR工艺本身固有的复杂性和不确定性, 提出一种能够为该工艺提供整体性理解的模型有必要。模拟 MBR工艺的数学模型有一些分析[3]。

(1) 生物动力学模型。

①活性污泥系列模型 (ASMs) 。虽然ASMs最初是用来描述传统活性污泥工艺的, 但这些模型也被用来模拟 MBR工艺, 用ASMs来描述具有可行性。②溶解性微生物产物 (SMP) 模型。在降解污染物的同时, 微生物通过细胞裂解、细胞膜扩散、合成代谢损失等方式向周围环境中释放出的溶解性物质称为SMP。FURUMAI等[4]提出了一个描述生物处理工艺中异养菌与硝化菌相互关系的模型。③ASM1-SMP混合模型。将SMP的形成和降解引入ASM1形成ASM1-SMP混合模型。 (2) 膜污染模型。膜污染模型有:经验流体动力学模型, 分形渗透模型, 分区阻力模型。 (3) 综合模型。对MBR完整描述的综合模型有:ASM1-SMP混合和串联阻力模型的综合、ASM3 和串联阻力模型。

建立完善的MBR相关模型, 需要对MBR机制有深入研究, 充分理解SMP、长污泥龄和高污泥浓度等与MBR相关的特性。

三、数学模型在生化工程中应用的发展趋势

在生化工程的研究和应用领域, 应用数学模型法的发展趋势有: (1) 向复杂化、综合化、精细化、准确化方向发展。在数学建模过程中, 引入随机因素, 由此建立综合模型, 其结果更加准确化。 (2) 向随智能化、专家化方向发展。生化工程的智能化发展, 通过过程调优控制, 可实现精细的反应、分离过程, 提高生产的选择性, 增加产品产量。 (3) 非线性方法应用。运用非线性方法和分岔混沌理论对模型进行分析和研究, 从深层次和本质上揭示模型的规律, 代表了模型研究的重要方向。人工神经网络能很好地描述生态系统变量的非线性关系。 (4) 相关学科成果的借鉴。 (5) 数值模拟计算方法的广泛应用。

四、 结论

生物加工系统中的反应器与分离设备放大, 国内主要采用逐级相似放大和经验放大的方法, 数学模型放大特点, 是放大倍数大及放大参数明确。由于生物加工体系的复杂性、多变性, 在生化工程数学模型研究方面, 仍然有很多工作要做, 只有熟悉专业知识, 并有一定的数学理论基础, 综合热力学、传递物理、流体力学和化学反应工程及系统工程的分析方法, 才能建立准确的定量数学模型, 从而为生化工程的研究与开发提供支持, 为生化工程产业化发展提供强大生命力。

参考文献

[1]欧阳藩.中国生物技术产业化现状[J].化工进展, 2000, (5) :5-11

[2]崔波, 孙海燕, 金青.UASB反应器用在有机废水处理过程中的数学模型及分析[J].高校化学工程学报.2002, 16 (2) :155-160

[3]刘牡, 彭永臻, 潼川哲夫, 等.膜生物反应器污水处理数学模型研究及其应用现状[J].环境污染与防治.2010, 32 (4) :78-83