藻类在污水处理中的应用
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平板陶瓷膜(plate ceramic membrane)是新一代陶瓷膜技术,采用Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC 等无机材料,利用中国千年传统烧结工艺制备而成。它主要是依据“物理筛分”理论,根据在一定的膜孔径范围内渗透的物质分子直径不同则渗透率不同,利用压力差为推动力,使小分子物质可以通过,大分子物质则被截留,从而实现它们之间的分离。平板陶瓷膜具有过滤面积大、分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势,将在人类面临的能源、资源、环境和健康等重要领域发挥关键作用,其应用市场涉及食品工业、化工与石油化工、生物医药、环保及能源等诸多领域。
结构
平板陶瓷膜(plate ceramic membrane)是新一代陶瓷膜技术,是以Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC等原料经一系列特殊工艺制作而成的具有多孔结构的分离材料,构成为多层非对称结构,由两层或两层以上的膜层构成,既形成一种无缺陷、具有良好分离功能的活性顶层,同时又减少膜的渗透阻力,保证平板陶瓷膜具有足够的机械强度和高的渗透通量。膜孔径涵盖超滤、微滤以及纳滤范围,其过滤孔径可根据可滤介质的不同在10纳米到10微米可调,孔径分布窄,并且膜表面可用不同的材料进行修饰,增加过滤精度以及过滤通量。
特性
平板陶瓷膜具有化学稳定性好、耐酸碱、耐高温、抗微生物能力强、分离精度高、机械强度大、易再生、使用寿命长等有机膜无法比拟的优点。
原理
自然界中能够作为膜的材料众多,按膜材质来分,可分为有机膜、无机膜及金属膜。平板陶瓷膜是由陶瓷制成的无机膜。其按孔径分为微滤、超滤和纳滤。分离过程可以看作是膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,膜为过滤介质,在一定压力作用下当料液流过膜表面时,只允许水、无机盐、小分子物质透过膜,而阻止水中的悬浮物、胶和微生物等大分子物质通过。膜的截留作用可归纳为筛分作用、架桥作用及吸附作用。
微生物在污水处理中的应用
污水中主要的含氮物质是氨氮、尿素、氨基酸、蛋白质、硝酸盐等物质。对于尿素的分解主要是一些尿素细菌,比如杆状菌、球状菌等进行尿素水解;对于蛋白质的分解,主要通过荧光假单胞菌将蛋白质分解为氨基酸。
微生物发挥作用需要一定的温度条件,对于北方一些低温地区,温度过低往往会影响微生物的繁殖效率、代谢活性,导致微生物对污染物的分解效率降低,最终导致污水处理成本增加。因此,筛选低温条件下的具有相应降解功能的微生物也是目前研究的热点。
自然界中大多数微生物只能利用葡萄糖、麦芽糖等基本糖类,而对于利用纤维素、油脂等的微生物种类较少。通常对不含氮有机物的降解主要是靠某些特定的微生物将大分子物质分解为小分子物质,再通过细菌、霉菌等对小分子进行利用。对于葡萄糖等简单糖类的分解主要是一些常见的微生物,比如酵母、芽孢等;对于脂肪分解主要是灵杆菌、放线菌、霉菌或者荧光杆菌等微生物;对于芳香族化合物主要是通过白腐菌、某些光合细菌进行有效降解。
在分解的每个阶段都有特定的微生物参与,比如氨化的作用主要是一些好氧细菌和厌氧细菌,硝化的作用主要是好氧细菌,反硝化作用则是一些兼性厌氧微生物。将微生物学与环境生物学、病理学等学科进行结合,可不断提高污水的处理质量和效率,实现污水资源利用的最大化,这是未来研究的方向。 有的工业废水和畜禽养殖污水中还含有铬、铜等重金属,比如冶金、医药等废水中含有多种重金属,养殖污水由于饲料添加剂铜类化合物的广泛使用,常造成养殖污水中铜元素超标。重金属不能被分解,对于重金属的处理只能是将其转化成钝化态或将其转移。微生物在转化重金属方面具有重要作用,比如镉元素一般采用微生物吸附、还原的方法来处理。
污水中一般含硫、磷和铁等无机物,对于硫元素的处理主要是依靠硫磺细菌和硫化细菌来将硫元素进行转化,对于磷元素主要是通过一些蜡质芽孢杆菌来处理,对于铁元素的处理主要是通过微生物的氧化还原作用进行处理。
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PLC在污水处理中的应用
作者:岳少龙
来源:《价值工程》2012年第06期
摘要:随着经济的高速发展,以及国家对环保以及能源再生合理利用的重视。对于污水处理方面的研究正在逐步走向深入。本文针对某污水处理工程的实际要求,设计了 PLC 为控制中心的污水处理控制系统,并对该系统的相应功能和结构进行了论述。
关键词:污水处理;PLC;环保;能源
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)06-0322-01
0 引言
在污水处理系统中,电气控制具有十分关键作用。我们对电气控制的要求有为:对于所控制的量可以实现实时检测以及控制,可以完成日常管理的信息化管理,实现PLC现场集中控制,在恶劣的环境下能够稳定、可靠地持续运行,以及系统远程监控,以实现污水处理全过程的自动化控制。在污水处理系统中,我们要使经过处理的污水能够达到国家相关标准,以确保工艺的正常进行。
1 PLC技术的发展
1968年美国GM公司提出取代继电气控制装置的要求,次年年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器。至此第一代PLC诞生。当前PLC品牌已经十分广泛,如:美国罗克韦尔公司AB PLC,德国西门子PLC,法国施耐德PLC,日系PLC,三菱,欧姆龙等均已经得到了广泛的应用。
2 数据自动采集和检测
数据自动采集和检测包含数字量数据以及模拟量数据。模拟量检测的数据包括:电机电流、压力、水位、流量等;数字量检测的数据包括:电动阀工作状态和电机工作状态等。数据自动采集通过PLC来实现,PLC模拟量输入模块依托传感器对水位进行连续检测,把水位信号进行转换处理,并实现对水泵的启停的控制。压力、电机电流、水管流量等相应传感器和变送器,用来对电机、水泵的运行状况进行监测,一旦出现超限立即报警,避免发生水泵和电机损坏现象。PLC 的数字量输入模块把所有开关量信号全部采集到PLC中,并以其作为逻辑处理的依据,对水泵的启停进行控制。 龙源期刊网
施工技术与应用
藻类在含重金属废水处理中的应用
摘要:藻类吸附法对重金属废水处理有重要的经济和应用价值,本文先分析了藻类吸附法处理重金属废水的优势,然后介绍了藻
类吸附法的作用机理,最后就藻类在含重金属废水处理中的应用进行了具体的介绍,表明藻类吸附法是一种值得大力推广的方法。
关键词:藻类;重金属;废水处理
重金属废水含有镍、镉、汞、锌等重金属离子,主要来自矿冶、化工以及电
子等工业生产排水,对环境和人类健康有严重的危害。废水中的重金属离子
大多不能被分解,容易在植物和水生动物体内大量富集,进而转化到人体内,
所以针对重金属废水的处理进行研究十分重要。目前常用的处理方法包括化
学沉淀法、离子交换法等,这些处理方法成本高,对大型工厂的污水处理不适
用,因此迫切需要一种经济适用的处理方法来解决。藻类吸附法作为一种新
型廉价的 理方法正日益受到关注,对藻类吸附法进行研究有重要的应用和
经济价值。
1.重金属废水藻类处理法的特点
采用藻类对重金属废水进行吸附回收处理有其独特的优势,具体表现
为:一是用于处理的藻类可以大量廉价获取;二是相比其他化学和离子交换
方法,藻类吸附法有其独特的好处;三是对于处理的条件要求较少,适用范围
广,并且没有二次污染;四是吸附的重金属容易回收再利用,同时吸附材料也
可以重复利用;五是藻类的吸附效果好,废水处理效率比较高。另外藻类吸附
法还可以用于有机污染物和放射性废水的处理,用途广泛。
2.藻类对重金属废水的吸附机理
藻类是一种光合自养型生物,其结构简单,其细胞壁主要由多糖、脂肪及
蛋白质等组成,表面带有一定的负电荷,因此能够吸附废水中的重金属离子,
而且其表面的氨基、羟基等官能团等也能与金属离子结合,从而达到对金属
离子的吸附和富集。另外藻类还有一定的生物吸收作用,当金属阳离子与细
胞表面的水解酶等催化剂结合后,会被细胞吸收转移到其体内,然后通过一
系列的反应,最终实现金属离子的吸收转化。藻类的吸附作用受外界因素影