循环水排污水处理技术—膜分离法除盐

循环水排污水处理技术—膜分离法除盐

2020-03-12 16:32:24 全康

  光合细菌(Photosynthetic Bacteria)简称PSB,是利用光能进行光合作用的一类原核微生物的总称。它是地球上最古老的细菌之一,广泛分布于水沟、湖、海、土壤、泥潭沼泽、下水污泥、水生植物根系等区域,几乎在所有光能可供利用的地方都存在。光合细菌是进行不放氧光合作用的一大类细菌总称,它们的共同特点是体内具有光合色素。在不同的环境中,会表现出如固氮、脱氮、固碳、有机物和硫化物氧化等多种不同的功能,在废水处理上具有特殊的意义。光合细菌细胞中富含蛋白质和B族维生素,可用于制药、畜禽饲料、废水净化等。近年来,利用光合细菌处理有机废水成为环境科学的一项新进展。传统微生物处理废水,一般是在一定条件下,微生物吸附和吸收废水中溶解性的有机污染物,渗透过细胞膜,在细胞酶的作用下进行分解。而光合细菌在处理有机废水时,因其细胞内含有可以进行光合作用的载色体,如菌绿素和类胡萝卜素,光合细菌可以利用这些载色体进行光合磷酸化反应和光氧化还原反应。不同于其他微生物,光合细菌具有多重代谢方式,可以摆脱好氧菌和厌氧菌受溶解氧的限制和影响,自身利用光能进行高效的基质代谢。如:在好氧条件下,光合细菌细胞内缺少可以进行光合作用的载色体,只要将其置于光照条件下便能快速形成;在好氧黑暗条件下,光合细菌利用三磷酸循环实现有机酸的代谢;在厌氧光照条下,三磷酸的循环受到抑制,而光合细菌的代谢并不受到影响,其会比迅速转变代谢途径,并把有机酸异化及同化的氧化还原反应紧密联系。更重要的是光合细菌不仅有兼性厌氧的特性和强的适应性,还能利用废水中的难降解的小分子有机物,且光合细菌耐盐能力强,除氨效果好。上海交通大学生物技术研宄所利用光合细菌进行150t/d柠檬酸废水处理中试研究,取得了较好成果。但是,光合细菌的菌体较小,自然沉降困难,应用中需要不断补加新鲜菌体来保证光合细菌的活性,还需要进行固液分离的处理工作,造成工艺流程复杂。运用固定化技术可相对解决这些问题。光合细菌固定化即选用适当的固定材料作为载体,利用某种方法将光合细菌固定在载体上,使其固定化,并保持生物活性。这样不仅可以避免菌体流失,还能提高菌体利用率,简化处理用游离和固定化的光合细菌降解活性艳红X_3B,结果表明,光合细菌经固定化后可扩大适用的pH及温度范围,强热稳定性和酶活力,加快脱色速率。目前常用的光合细菌固定的方法有吸附法、交联法和包埋法。



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  1吸附法:是把微生物细胞固定在水不溶性的载体上。吸附法固定光合细菌的操作简单,反应条件温和,不影响细胞活性,但固定的微生物数量受载体表面积及种类限制,微生物与载体之间的结合力较弱。常用的吸附剂有聚氨脂泡沫塑料、活性炭、石英砂、无烟煤滤料、沸石、钡铁氧体磁粉、阳离子交换树脂等实验研究表明,光合细菌容易附着在活性炭、沸石、阳离子交换纤维及钡铁氧体磁粉等载体上,且生长快。

  2交联法:交联方法一般有两种,一种是细胞表面活性基团与交联剂反应,使得菌体间交联而固定;另一种为,将PSB固定在活性污泥上。目前常用的交联剂有戊二醛、甲苯二异氰酸脂、双重氮联苯胺等。交联剂固定细菌结合力强,但其对微生物活性有较大的影响,且交联剂大多价格比较高,从而限制了其广泛的应用。

  3包埋法:将光合细菌细胞包埋在半透性的聚合物或膜内,或使其扩散进入多孔性的载体内部,小分子及反应产物可以自由出入这些多孔或凝胶膜,而微生物细胞却不能移动。该法操作简单,对微生物的活性影响小,是目前最常用,研宄最多的方法。常用的包埋材料有海藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯二醇、琼脂、光硬化树脂、聚藻酸钙、聚丙烯酸等。章鸣用海藻酸钠及活性炭包埋光合细菌处理染料废水,COD去除率可达71.6%。光合细菌处理有机废水的设备占地小,操作管理简单,可降解类型多,对于生化需氧量(BOD)高达数千mg/L的有机废水,一些生物膜法及活性污泥法难以耐受,而光合细菌则可以承受,且菌泥本身富含蛋白质、氨基酸,可作为饲料添加剂等,有一定的经济价值。固定化光合细菌法又在一定程度上解决了菌体流失,菌液难分离等缺点,提高了菌体酶活力,扩大了pH及温度的适应范围。故在处理高浓度有机废水方面具有广泛的应用前景。但经光合细菌处理后废水BOD值一般不能达到排放或回用标准,还要配合其他方法进一步处理,才能达标。


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