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固定化活性污泥处理生活污水

发布时间:2022-8-13 8:37:00  中国污水处理工程网

  目前,我国城市污水处理厂采取的工艺基本上都是普通活性污泥法、氧化沟法、间歇式活性污泥法、AB法等,对于这些行之有效的污水处理技术已经在世界范围内被广泛应用,但是就我国吨水造价、运行费用以及环境污染等实际状况来说,还需要研发并推广适合我国国情的技术,我国城市污水处理工艺应当遵循三高一低的原则,而固定化活性污泥处理生活污水的办法就引起了相关研究者的广泛关注。

  1、固定化细胞技术

  1.1 固定化细胞的制备方法

  固定化细胞有很多种制配方式,任何限制细胞自由流动的技术,都能用来制备固定化细胞,国内外的不同研究工作者都会使用不同的分类方法,也就很难对该制备方式进行精准分类。大致上可以分为吸附法、共价结合法、交联法、包埋法等四大类,以包埋法最为常用和普遍。

  1.1.1 吸附法

  有很多物质都是有在固体物质表面或其他细胞表面的吸附功能,这种吸附能力有的是天生的,而有的是需要诱导处理才会产生的,这种吸附能力能为人们发展出很多廉价又有效的固定化方法,即吸附法。吸附法有物理吸附法以及离子吸附法,物理吸附法是使用高度吸附能力的硅胶、活性炭、多孔玻璃、石英砂、纤维素等吸附剂,把细胞吸附到表面上,并进行固定化。吸附法是一种最古老、最常用的的方法,其操作十分简单,反应的条件比较温和,而且载体能反复利用,但是在结合时容易出现细胞脱落的情况。

  1.1.2 共价结合法

  共价结合法,是在细胞表面上的功能团与固相支持物表面的反应基团间,形成化学共价键连接,形成固定化细胞。共价结合法的细胞和载体间的连接键十分牢固,在使用过程中不会产生脱落现象,且具备较好的稳定性。但是这种方法的反应条件比较激烈,操作较复杂,控制条件也较苛刻。借助这种方法制备的固定化细胞,产生的细胞大多会死亡,但是还保留着生产尿配酸的活性。

  1.1.3 交联法

  交联法与上文中共价结合法一致,是利用化学结合的方法使细胞固定化,不同的是交联法的载体是非水溶性的。像采用的戊二醛或者偶联苯胺,都是需要两个以上的多功能团交联剂与细胞实现交联的,会形成固定化细胞,其反应条件较激烈,会影响到细胞的活性,可以利用这种方法来制备固定化大肠杆菌细胞。

  1.2 固定化细胞技术在污水处理中的应用

  固定化微生物污水处理方法,最早出现在1904年的英国。那时因为英国有一座生化处理厂,而在这个生化处理厂运作的过程中,通过生化反应曝气池会出现活性污泥,这其实就是一种人造生物絮体。它主要的构成原因是由好气性微生物对周围各种有机物和无机物进行吸附和粘附而形成的。所以所有微生物都是被包裹在絮体之内的。因此自然形成的活性污泥就可以说是一种最为原始的固定化微生物。其主要的特点就是自然形成,而且分解起来容易,固定化程度不强。而到了二十世纪五六十年代,人们又研制出了浓缩型的生物膜法。它是依靠微生物的自身的附着力在其固有的形态上形成一层生物膜。比如像生物固定床和生物流化床等工艺。

  2、固定化活性污泥磁性微球的制备工艺及应用

  2.1 制备工艺

  通过采用固定化微生物技术对污水进行处理,是现代污水处理发展的一个重要方向。而且进行年来,这方面研究成果也越来越多。而在国内外这项污水处理的技术应用也变得更加广泛。因为固定化微生物技术在污水处理中的诸多优点和它在化工行业等方面的作用,让更多的工作人员和研究人员开始对其关注。而近几十年来,磁处理技术在各种生产领域中都有很广泛的应用和研究。所以在采用固定化微生物技术对污水处理的时候,通过采用用磁场可以促进微生物的生化反应速率,从而大大的提高污水处理的效率。在现代科技的发展中,随着生物磁技术的迅速发展和被广泛的利用。近些年来,我国也把这种技术应用到了污水处理当中。但是将磁性技术和污水处理技术相结合的方法还没有相关的报道和资料。所以这种污水处理技术也一直是在不断尝试和发展的阶段。在技术的应用中发现聚乙烯醇作为一种新型包埋载体有着许多的优点,像强度高、稳定性强、无毒和材料便宜等,所以其被广泛应用,成为现代固定化微生物技术应用中首选的材料。但是现在对固定化细胞技术进行研究的时候,,都出现一个问题,就是固定化颗粒会出现粘连和破裂的状况,大大的缩短了其使用寿命。现在这项技术的研究,主要就是为了获得理想化的固定化磁性活性污泥微球,从而有效提高其工作寿命,优化这项污水处理技术。

  2.2 磁性微球在污水处理中的条件

  微生物经过固定化之后,大量反应性质都发生了改变。其中重点涉及到微生物活性的改变,氧和底物传质速率的改变,微生物稳定性的改变。据调查,当前对于固定化载体中的微生物浓度而言,尚未能进行精确测定。所以说,在固定化微生物系统中,不能运用传统的生物处理技术设计、最佳控制的动力学处理技术以及运行管理技术。这系列技术在一定程度上,导致固定化微生物处理污水和游离微生物工程和污水处理工艺存在差异性。当固定化活性污泥的磁性微球通过活化作用,说明细胞活性相对稳定,借助大量的实验来明确合理污水处理工艺的数值,一般参数包含了曝气时间、考察温度差别以及进水差异性。通过浓度与不同值反映的污水处理效果,以此来确定固定化颗粒的抗水质冲击力。因为很难精确性测量载体内的微生物浓度,所以对反应器的有机负荷无法进行准确测定。

  2.3 磁性微球连续使用的处理效果

  固定化污泥具有反复运用的优势,可以节约不少的人力物力资源。所以说,制成颗粒是否具备连续运用或者处理效率高低,是衡量固定化污泥有无价值的指标。通过对固定化污泥不作再次固化作用,即是在二批次应用中,不再使用固化剂来对一批次用过的颗粒实行交联,在颗粒使用了三次,会呈现出个别颗粒溃散、机械强度降低以及弹性逐变小的现象,导致处理水质逐渐变浑浊,这是由于污泥与活性炭发生了外泄。在连续反应过程中,即使反应器中的微生物含量大,缺产出的剩余污泥不多,这可能涉及到两个缘故。一方面是因为微生物在固定化微球内,发生了大量增殖,但增殖的微生物泄露极少;另一方面是因为反应器中微生物的浓度变高,而基质浓度降低,有些微生物处在内源呼吸阶段,去除的基质一般作为微生物生命活动的能量。

  3、总结

  固定化微生物技术作为一种新的废水处理方法,在废水处理领域己经有了很广泛的研究,但是和普通活性污泥法或其它生物法相比较,在生活污水处理方面的应用研究并不是很成熟,这就需要人们继续加强对其研究。(来源:安徽蓝鼎环保能源科技有限公司)

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