廢水處理設(shè)備和新型絮凝劑發(fā)展的前景
無錫惠嶸環(huán)保科技有限公司是生產(chǎn)電鍍設(shè)備及環(huán)保設(shè)備的專業(yè)廠家,已加入無錫表面處理協(xié)會,是該協(xié)會的直屬會員。公司擁有高素質(zhì)的專業(yè)人才,密切關(guān)注表面處理設(shè)備行業(yè)的發(fā)展,能根據(jù)客戶要求自主開發(fā)高品質(zhì)的成套全自動高標(biāo)準(zhǔn)化的電鍍生產(chǎn)線。主要生產(chǎn):無氰鍍鋅工藝硬鉻工藝裝飾鉻電鍍工藝硬質(zhì)氧化工藝貴金屬電鍍工藝電鍍設(shè)備表面處理設(shè)備廢氣處理設(shè)備廢水處理設(shè)備。
1微生物絮凝劑的實(shí)際應(yīng)用
微生物絮凝劑作為一種高效、安全、用量少、適用范圍廣的新型水處理技術(shù),在處理高濃度有機(jī)廢水處理設(shè)備、建材廢水處理設(shè)備、改善活性污泥降沉性能及印染廢水處理設(shè)備脫色等方面都有較為突出的效果。從目前國內(nèi)外對微生物絮凝劑應(yīng)用的研究來看,在高濃度難降解廢水處理設(shè)備的除濁、脫色等方面具有獨(dú)特的處理效果。
1.1處理印染廢水處理設(shè)備
染料廢水處理設(shè)備不僅在色度方面明顯高于一般廢水處理設(shè)備,其所含成分比一般廢水處理設(shè)備更為復(fù)雜,且還含有多種難于被微生物降解的物質(zhì)因而可生化性較弱。而目前常用的無機(jī)、有機(jī)高分子絮凝劑對此類廢水處理設(shè)備中有色物質(zhì)的去除效果并不十分理想。莊源益[13]等篩選出6株菌株(代號為NAT-1至NAT-6)對水溶液中幾種典型的染料進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn),在NAT型生物絮凝劑絮凝中加入5mL10%CaCl2溶液后,活性艷藍(lán)染料的脫色率最高可達(dá)65%左右。胡筱敏[14]等在處理硫化染料廢水處理設(shè)備時使用未添加助凝劑的MBFA-9,在投加劑量僅為0.1mol/L時,可使光密度(OD590)從處理前的1.89降為處理后的0.015,處理效率為99.2%,脫色率也可達(dá)99.2%。
1.2處理食品工業(yè)廢水處理設(shè)備
陶濤[15]等使用味精廠的生產(chǎn)廢水處理設(shè)備進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)。在未調(diào)節(jié)被處理水pH值的情況下用微生物絮凝劑普魯蘭對廢水處理設(shè)備進(jìn)行處理,在最佳投加劑量300mg/L時,廢水處理設(shè)備的COD(由36320mg/L降至22277mg/L)去除率為38.7%,SS(懸浮固態(tài)顆粒)去除率最高可達(dá)到44.6%,濁度去除率可達(dá)99%以上。鄧述波[16]等使用淀粉廠產(chǎn)生的麩質(zhì)水(也被稱為黃漿水廢水處理設(shè)備)進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)。與目前常使用的絮凝劑(聚鋁與聚丙烯酰胺)相比,所使用的微生物絮凝劑(絮凝劑產(chǎn)生菌A-9產(chǎn)生)在懸濁物的除去、沉降速度方面具有明顯的優(yōu)勢。經(jīng)絮凝沉降處理后的廢水處理設(shè)備COD(由6222mg/L降至1962mg/L)去除率為70.52%,SS(由2145mg/L降至310mg/L)去除率達(dá)到93.59%。陳燁[17]等使用啤酒廠的生產(chǎn)廢水處理設(shè)備進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn)。在最佳處理工藝條件下,直接使用硅酸鹽細(xì)菌GY03菌株產(chǎn)生的微生物絮凝劑對廢水處理設(shè)備進(jìn)行處理,廢水處理設(shè)備中各指標(biāo)值都有所下降,BOD(由761mg/L降至172mg/L)去除率為77.40%,COD(由1479mg/L降至436mg/L)去除率為70.52%,SS去除率達(dá)到93.59%。
1.3處理高濃度有機(jī)廢水處理設(shè)備
高濃度有機(jī)廢水處理設(shè)備主要來自于造紙、畜牧等行業(yè)。畜產(chǎn)廢水處理設(shè)備所含總有機(jī)碳(TOC)和總氮(TN)濃度較高。目前,大部分畜產(chǎn)廢水處理設(shè)備都是直接排放到環(huán)境中,因而造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。李兆龍[18]等人在使用的微生物絮凝劑NOC-1中添加鈣離子后,用其處理畜產(chǎn)廢水處理設(shè)備10min,TOC(由8200mg/L降至2980mg/L)去除率為63.7%。TN(從420mg/L下降為215mg/L)去除率為49%,廢水處理設(shè)備OD660值從15.7降為0.85,處理率為94.6%。沈榮輝[19]等分別考察了三種絮凝劑(微生物絮凝劑、聚丙烯酸鈉、微生物絮凝劑+聚丙烯酸鈉)在最佳絮凝條件下對味精廢水處理設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理的效果,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上看,與聚丙烯酸鈉相比微生物絮凝劑具有更好的絮凝效果,將微生物絮凝劑與少量SPA(聚丙烯酸鈉)混合后,COD(由47500mg/L降至20900mg/L)去除率達(dá)56%,使味精廢水處理設(shè)備的預(yù)處理效果得到了進(jìn)一步的提高。
1.4在活性污泥處理廢水處理設(shè)備中的應(yīng)用
在使用活性污泥處理廢水處理設(shè)備時,常常因活性污泥的沉降性能變差而影響到整個處理系統(tǒng)的效率,這已經(jīng)成為使用活性污泥處理廢水處理設(shè)備時最難解決的問題之一。文獻(xiàn)[7]指出,將微生物絮凝劑NOC-1添加到已膨脹的活性污泥中,可使SVI(污泥體積指數(shù))明顯降低,從290mg/L下降到50mg/L,處理率為82.8%。馬希晨[20]等提取回流污泥并在培養(yǎng)基上分離、篩選菌種,菌種在發(fā)酵基上進(jìn)行培養(yǎng)后產(chǎn)生MF生物絮凝劑,用其處理膨脹活性污泥,可使SVI指數(shù)明顯降低(從281mg/L下降到54mg/L),處理率為80.8%。
2微生物絮凝劑的特點(diǎn)
(1)高效性:在兩者用量相同的情況下,微生物絮凝劑的絮凝速度大于常規(guī)絮凝劑,并且其絮凝物采取過濾等比較簡單的操作即可除去(如:紗布過濾)[8]。(2)安全無毒性:已被運(yùn)用于某些安全性要求較高的生產(chǎn)領(lǐng)域,如:醫(yī)藥行業(yè)和食品行業(yè)。(3)無二次污染:微生物絮凝劑本身以及其絮凝后產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)都具有較強(qiáng)的可生化性,比常規(guī)絮凝劑更易被微生物降解,在絮凝前后都不會產(chǎn)生二次污染。(4)用途廣泛:微生物絮凝劑的應(yīng)用范圍非常廣泛,使用微生物絮凝劑處理廢水處理設(shè)備已涉足工業(yè)、礦業(yè)、畜牧業(yè)、建筑業(yè)等眾多行業(yè),且在絮凝和脫色方面比常規(guī)使用的各類絮凝劑有更為突出的處理效果。(5)投放量相對少:處理等量污水時,在用量少于常規(guī)絮凝劑的情況下,可達(dá)到相同的處理效果[9]。
3微生物絮凝劑
微生物絮凝劑(MBF)是由微生物產(chǎn)生的有絮凝活性的次生代謝產(chǎn)物,是一類可使液體中不易沉降的固體懸浮顆粒凝聚、沉淀的物質(zhì)[2]。微生物絮凝劑主要包括:利用微生物細(xì)胞的絮凝劑(如土壤、活性污泥中分離篩選得到的放線菌、細(xì)菌等)、利用微生物細(xì)胞壁提取物的絮凝劑(如提取酵母細(xì)胞壁得到的蛋白質(zhì)、葡聚糖、甘露聚糖等)、利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)生的絮凝劑(如細(xì)菌的莢膜和粘液)和利用克隆技術(shù)所獲得的絮凝劑。按化學(xué)組成不同可將其分為:糖蛋白、纖維素、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸等[5]。文獻(xiàn)報(bào)道:細(xì)菌、真菌、放線菌和藻類等具有絮凝作用的微生物已逾30種,它們產(chǎn)生的絮凝劑當(dāng)中,最具代表性的有以下三種[7]:絮凝劑AJ7002(NakamuraJ.于1976年利用醬油曲霉研制生產(chǎn));絮凝劑PF101(H.Takagi于1985利用擬青霉素研制生產(chǎn));絮凝劑NOC-1(R.Kurane等人于1986年利用紅平紅球菌研制生產(chǎn))。
4微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理
隨著微生物絮凝劑絮凝機(jī)理研究的不斷深入,研究者對微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理提出了不同的假說。受到眾多研究者認(rèn)可的是橋聯(lián)學(xué)說,其包括以下三個作用。(1)吸附架橋作用:在離子鍵、氫鍵和范德華力的作用下,水中的微生物絮凝劑可同時與其周圍較近的多個懸浮物相結(jié)合形成架橋,從而得到絮體[10]。(2)電中和作用:當(dāng)微生物絮凝劑所帶電荷符號與懸浮微粒表面所帶電荷符號相反時,在相反電荷的粒子之間則會發(fā)生電中和作用,這樣可有效減少微生物絮凝劑與懸浮微粒之間的靜電斥力從而增強(qiáng)絮凝吸引力,使得顆粒彼此之間更能充分接近,在絮凝過程中更容易凝聚在一起[11]。(3)卷掃作用:在絮凝吸附結(jié)束之后得到的絮體(三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))會在重力的作用下不斷下沉。由于絮體的結(jié)構(gòu)像一張網(wǎng),因此會在下沉的過程中網(wǎng)捕水中的膠體顆粒而沉降,從而完成微生物絮凝劑絮凝的整個過程。
5結(jié)語
微生物絮凝劑的研究以及在污水處理方面的不斷應(yīng)用,不僅使水處理技術(shù)的使用領(lǐng)域繼續(xù)擴(kuò)展,而且使污水處理技術(shù)踏上了新的臺階。但就目前而言,對微生物絮凝劑的開發(fā)仍存在一系列問題,如:成本較高而無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求、大多數(shù)研究還處于菌種的篩選階段等,但其開發(fā)不會因?yàn)檫@些問題而停止。優(yōu)良菌種的篩選以及生物技術(shù)與各類水處理技術(shù)的不斷融合,為微生物絮凝劑研究過程中出現(xiàn)的諸多問題提供了有效的解決途徑。從長遠(yuǎn)來說,微生物絮凝劑必將成為未來絮凝劑發(fā)展的熱門之一。
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