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怎样利用微生物处理废水?(絮凝剂有几类?微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用)

作者:木子      发布时间:2021-09-07      浏览量:33535
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

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著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99.6799.97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,臭味显著减弱,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

除土著微生物外,常有许多外源微生物随着土壤的侵蚀和径流、植物枯枝落叶和城市污水而进入湖泊,有些种类会迅速死亡而消失。
河流中微生物的数量和种类主要受其流经区域的影响,大量的微生物都是外来的,尤其在流经城市的区段中,许多腐生微生物和病原菌进人流水。在人海的河口处,由于海水盐分的影响,淡水微生物逐渐被海洋微生物取代。
(二)海水生境 海洋平均深度为4km,最深达11km,它是全球水循环的最终贮存所。由于河水的不断注入带来大量可溶性矿物质,并使海水具有咸味。海水生境可以区分为一些垂直带,影响海洋生物的分布。有充足光线射人韵区域称为透光带(euphoric zone),水温较高;其下为无光带(aphotic zone),一般25m以下就不会有光线透人。在远洋区,0~200m深度为表面海洋带;200~6000m为深海区(bathy pelagezone),黑暗而寒冷,6 000m以下为超深渊海区(hadal zone),寒冷而压力大。海水温度从表面至50m范围内下降迅速,50m以下通常低于10℃。由于海水的浓度较高,其冰点为-1.8c。氧气浓度从表面往下逐渐降低,约在1 000m处最低;但在1 000~4000m范围内又逐渐升高,甚至可以接近海洋表面氧气浓度。磷素浓度在1 000m处最高,直至4000m处均较稳定。
微生物在近海和河口水域中数量很高,深海区数量很少,可低至每毫升1~100个。光合细菌和微小藻类是远洋生境中的初级生产者,异养细菌趋向于吸附在藻类表面或残体颗粒上,以获得较多的养分。
海水中的土著微生物具有自身的特点,它们在盐分浓度2%-4%时才能生长。典型海洋微生物生长最适的盐浓度为3.3%~3.5%,并且在缺乏氯化钠时不生长。90%~95%的海域温度低于5℃,所以多数海洋细菌必须能在低温下生长。但是在海底火山和热泉喷口附近温度很高,生活着极端嗜热细菌(见下文)。在海洋底部的沟壑中的细菌处于很大的静水压力下,因此,耐压细菌是土著海洋微生物的重要成员。
海水中的微生物主要是藻类、g-需氧性或兼性厌氧性细菌。大多数细菌属中都有能在海水中生活的代表,如假单胞菌属和弧菌属中的一些种,还有能发光的细菌。海水中也存在真菌和原生动物。

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。


絮凝剂有几类?微生物絮凝剂在污水生物处理中起什么作用



主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列,当然也包括其丛生的高聚物系列。絮凝剂有不少品种。  有机絮凝剂  聚丙烯酰胺(polyacrylamide),常简写为PAM。分为阴离子聚丙烯酰胺,阳离子聚丙烯酰胺,非离子聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺按分子量的大小可分为超高相对分子量聚丙烯酰胺、高相对分子量聚丙烯酰胺、中相对分子量聚丙烯酰胺和低相对分子量聚丙烯酰胺。超高相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油,高相对分子量聚丙烯酰胺主要用做絮凝剂,中相对分子量聚丙烯酰胺主要用做纸张的干强剂,低相对分子量聚丙烯酰胺主要用做分散剂。  双机絮凝剂  药剂中含有经改性的植物多酚,由于它同时含有酚羟基、醇羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位,以及亲核中心和亲电中心,使其可以同时发生亲核、亲电等多种化学反应。在技术上较好地融合了有机和无机絮凝剂的优点和特长,攻克了传统有机和无机絮凝剂同时投放时互不相溶的弊端。  药剂应用于红霉素预处理、淀粉加工、中水回用、啤酒、菲汀、城市污水、垃圾渗沥液、酒精生产等高难度污水处理中,具有一次性投资省,工艺、操作简便,运行成本低,效果好的特点。【分类和性质】  无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,其中硫酸铝最早是由美国开发的,并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.17H2O和硫酸铁。  无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低,而且存在成本低、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比,它能成倍的提高效能,且价格较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。加上产品质量稳定,无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%~60%。  简单的无机聚合物絮凝剂,这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好,其根本原因在于它能提供大量的络合离子,且能够强烈吸附胶体微粒,通过吸附、桥架、交联作用,从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了δ电位,使胶体微粒由原来的相斥变为相吸,破坏了胶团稳定性,使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。


微生物污水处理


微生物污水处理做法有很多种,而且微生物产品用来治理污水的也有很多品种!但是用纳豆菌来处理污水是最理想的!
● 纳豆菌活性微生物水处理剂生物法的特点及工作原理
(一)、特点
纳豆菌活性微生物水处理剂采用天然原材料,由发酵的枯草杆菌属中发酵提炼,并采用生物技术制成。微生物菌剂可以看作是一座小型的化工厂,并且自备酵素,将水中的有机物摄食后,经过一连串的反应而得到能量与细胞构成。而有机物则分解成CO2,水及许多对水质没有影响的小分子。
利用多种不同的菌群,分解不同的污染物,使处理槽内的菌群互相依赖而形成特殊的分解链。菌群的整体耐温系数为摄氏50度至零下40度,繁殖温度为摄氏80度至零度,繁殖速度为4小时达成10万倍以上,繁殖能力高于普通菌10万倍以上,菌种体积高于普通菌4—10倍以上,好氧、厌氧皆能生存并快速繁殖。
纳豆菌活性微生物水处理菌剂,经过特殊的驯化及强化,其能力特性如下:
1、纳豆菌活性微生物水处理剂本身无毒性,无致病性,不会造成二次公害。
2、分解或降低废水中COD、SS、BOD含量及浓度所造成的污染,速度快且效果好。
3、消除NH3-N、P、H2S及有机酸之能力强,故能除臭。
4、纳豆菌所需的含氧量仅为传统活性污泥法的60
5、系统污泥产生量少,每公斤的剩余污泥量约0.1公斤。
6、污泥沉降性佳,紧密度高,稳定性高。
7、操作成本低廉,故障率低。
与传统的活性污泥法水处理系统比较,纳豆菌活性微生物水处理剂具有明显的优势!
在这我介绍一家专门生产纳豆菌的公司给您-广东省中山市纳豆微生物制品有限公司,下面是这家公司的介绍:
中山市纳豆微生物制品有限公司原名叫中山市纳豆微生物(肥料)有限公司,于2010年5月公司变更了名字。公司是一家专门从事微生物产品研发、生产、销售与技术服务的高科技微生物企业。公司生物专家通过多年不懈努力获得“纳豆菌活性制剂及制作方法”的国家发明专利(ZL220510101983.9),成功完成纳豆菌制剂的国产化,打破了日本企业对该项产品的垄断地位,为我国绿色环保事业作出了应有的贡献。
公司主要产品有:纳豆菌制剂(国家发明专利产品)、纳豆菌原液、微生物污水处理剂(处理工业污水、生活污水及净化养殖水质)、微生物除臭剂(垃圾处理场、养殖场、居家、汽车等除臭消毒)、微生物土壤改良剂、机肥发酵菌、微生物肥料(添加剂、叶面肥、助长剂等)等及环保工程产品与技术服务。
公司始终以“治理环境污染,改善生存环境;面向未来,造福子孙后代”为企业使命,以“质量第一”为企业生命。在未来的发展过程中,公司继续以“客户至上”为企业服务宗旨,秉承“科学、诚信”的理念,竭诚与海内外同行进行精诚合作,携手并进。
公司的合作伙伴——“上海羌郎生物工程公司”无论在“节能减排”领域——各类污水处理系统的设计、新建、改建以及采用活性微生物水处理剂系列生物处理污水的日常运行管理,还是在“化废为宝”项目——城市污水污泥处置以及绿色环保有机肥制作,特别是应用生物修复原生态的技术解决河道污染方面,均取得了傲人的成绩。特别是给于客户提供从设计、施工、安装、调试、验收直至办理许可证的一条龙服务,满足客户在达标排放、杜绝再污染、降底能耗、紧缩占地面积等多元化的要求。

这方面很多是用好样微生物进行处理的,现在这方面的污水处理已经做得很好了。