污水处理与水质净化的技术

化学需氧量

化学需氧量（COD），是指在一定条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧

化剂的量，以氧的毫克/升来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的

程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物

污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量指标之一。

水样的化学需氧量，可受加入氧化剂的种类及浓度，反应溶液的酸度，反

应温度和时间，以及催化剂的有无而获得不同的结果。因此，化学需氧量亦是一

个条件性指标，必须严格按操作步骤进行。

对于工业废水，我国规定用重铬酸钾法，其测得的值称为化学需氧量。

重铬酸钾法（CODCr）

GB11914--89

概 述

1． 原 理

在强酸性溶液中，一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，过量的重铬

酸钾以试亚铁灵作指示剂、用硫酸亚铁铵溶液回滴。根据用量算出水样中还

原性物质消耗的量。

2． 干扰及其消除

酸性重铬酸钾氧化性很强，可氧化大部分有机物，加入硫酸银作催化剂时，

直链脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有机物却不易被氧化，吡啶不被

氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯等有机物存在于蒸气相，不能与氧化剂

液体接触，氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化，并且能与硫酸银作用产

生沉淀，影响测定结果，故在回流前向水样中加入硫酸汞，使成为络合物以

消除干扰。氯离子含量高于2000mg/L的样品应先作定量稀释、使含量降低

至2000mg/L以下，再进行测定。

3． 方法适用范围

用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50 mg/L的COD值。用0.025

mol/L浓度的重铬酸钾可测定5—50 mg/L的COD值，但准确度较差。

仪 器

（1）节能COD恒温加热器

（2）与加热器配套的加热管、空气冷凝管、加热管支架。

（3）电磁搅拌器及配套的搅拌磁子

（4）素烧瓷粒 （5）50ml酸式滴定管

试 剂

（1） 重铬酸钾标准溶液（1/6K2Cr2O7=0.2500 mol/L）；称取预先在120℃烘干

第３３卷第３期　２０１３年６月　惠州学院学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＨＵＩＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖ０１．３３．Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１３　

微生物燃料电池净化处理污水技术的研究进展　

余佩芳　

（惠州市自来水总公司，广东惠州５１６００３）　

摘要：简述了ＭＦＣ特点、工作原理与运行影响因素，重点综述了ＭＦＣ处理污染废水的研究成果，包括可处理　

的污水种类、应用与最新研究进展，并讨论了ＭＦＣ在污染废水处理工程中存在的问题。　

关键词：微生物燃料电池；影响要素；研究进展；污水处理　中图分类号：Ｘ７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—５９３４（２０１３）０３—００３６—０５　

随着经济的发展，人口的增长，能量短缺的问题越来越明显，污水处理的低能耗化已经受到越来越多的关注。　

传统污泥法处理污水时，不仅耗能，处理成本高，而且会产生含有污染物质的剩余污泥。微生物染料电池（Ｍｉｃｒｏ－　

ｂｉａｌ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ，ＭＦＣ）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，无污染且适用性广泛。１９１　１　

年ＰＯＴ］＂首先发现可以利用细菌产生电流，但之后很长时间在这方面都没有实质性的研究进展，直到１９９９年ＫＩＭ　

等发现了无介体直接ＭＦＣ之后，ＭＦＣ才重新成为人们的研究热点…。据研究报道，以ＭＦＣ为核心的污水处理系　

统在降解污水过程中产生的能量是传统处理方式耗能的９．３倍左右。Ｚｈｅｎｇ　Ｇｅ等　将ＭＦＣ技术与渗透技术相　

结合处理生活废水，产生的能量可供系统内的泵运行，无需外能。这些研究都表明，ＭＦＣ处理污染废水是一个前　

景非常光明的研究领域。　

１　ＭＦＣ概述　

１．１　ＭＦＣ的定义及其特点　

ＭＦＣ是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置，其核心原理是生物氧化作用。与现有　

的化学燃料电池及处理技术相比，ＭＦＣ可在常温、常压、近中性ｐＨ值及有水环境等条件下作用反应，在反应过程　

中逐步放能，产能时间较持续，且原料来源广泛。在吴晶　对ＭＦＣ处理效能的研究中，比较了ＭＦＣ与传统好氧／　

论SSF污水净化技术处理含油污水的可行性

1 SSF污水净化技术简介

1.1 SSF污水净化技术原理

悬浮污泥过滤法又称SSF（Suspended Sludge Filtration）法，该污水净化工艺及系统主要由物化工艺和SSF污水净化器两大部分组成。

首先采用投加混凝剂使污水中部分溶解状态的污染物胶体颗粒吸附出来，形成微小悬浮颗粒，从污水中分离出来；依据旋流和过滤水力学等流体力学原理，在SSF污水净化器内形成絮体，与水快速分离并形成悬浮泥层，后续的污水经过罐体内自我形成的悬浮泥致密层过滤之后，达到净化水的目的。

1.1.1 Stokes定律。水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述（当Re≤2，呈层流状态）。

式中：

u—颗粒沉降速度

ds—颗粒直径

ρs、ρl—颗粒和液体的密度

μ——液体黏度，N·S/m2

1.1.2 同向凝聚理论。使细小颗粒凝聚长大的作用是因流体扰动使颗粒之间碰撞而结合的结果称之为同向凝聚。若有效碰撞分数为ap，水中相碰撞的粒子为同一种颗粒，则因有效碰撞使颗粒减少的速率可以用公式：

式中：

ap—有效碰撞分数

Z—颗粒直径

单位体积中的n个颗粒的总体积常数φ。

图1 SSF污水净化结构示意图 依据Stokes定律和同向凝聚理论，当加药后的污水由底部进入SSF固液分离组件，由于组件的特殊构造，水流方向发生很大变化，造成较强烈的紊动。污水中污泥颗粒正处于前期絮凝阶段，随着絮凝不断进行，污泥颗粒越来越大。污泥的絮凝过程到了后期絮凝阶段，紊动的不利影响越来越大，与絮凝过程的要求相适应，这时混合液流过组件弯折，流速大大降低，且流动开始趋于缓和。因此在固液分离组件下部的底层里，絮凝作用已基本完成。絮凝成形的污泥颗粒在不断上升的过程中，密度越来越大，流速越来越小。慢慢开始沉降的污泥颗粒还会被罐底不断涌入的污水的上升水流所冲击，当重力与向上的冲击力相等时，污泥保持动态的静止，于是形成一个有化学活性的悬浮污泥层。见图1。

污水净化技术

还原生态

国家科技成果转化示范基地

科易网

二0一四年四月

市场背景

我国污水处理行业呈现蓬勃发展

“十二五”期间，伴随着污水处理厂提标改造，水处理、供水规模的不断提高以及污泥处理、中水回用比例的提高，水处理行业将迎来大量的发展机会。

我国污水处理自动化控制起步较晚，进入20世纪90年代以后，污水处理厂才开始引入自动控制系统，但多是直接引进国外成套自控设备，国产自动控制系统在污水处理厂应用很少。早在70年代，我国的水行业就开始应用自动化技术，到90年代，自动化、信息化在水行业受到了普遍重视。近20年来，我国水行业在自动化技术和信息化技术应用方面得到了长足的发展，创造了良好的经济效益和社会效益。 目前，中国的工业废水排放仍未得到有效控制，近年来比较严重的污染事件几乎都与工业废水未达标排放有关。随着监管力度的加大，污水处理市场空间将进一步打开，2013-2015年间，造纸、纺织、石化、化工、有色及钢铁6个行业的废水处理投资需求预计将达到1178亿元。

根据《节能减排“十二五”规划》，"十二五"期间将大力推进重点行业污水处理设施建设，造纸、纺织、食品加工、农副产品加工、化工、石化等行业分别新增污水日处理能力300万吨、60万吨、60万吨、600万吨、200万吨、300万吨。

前沿动态

福建首个生物绳净化槽处理农村污水工程投用

日前，在厦门岛外同安汀溪水库上游的五峰村，由厦门理工学院联合厦门市水利局、日本株式会社建设技术研究所共同建立的、福建省首个采用生物绳净化槽处理农村生活污水的示范工程开始投入使用。根据初步检测结果，出水水质达到了生活污水排放标准（GB18918-2002）一级标准的A标准。

“占全国总面积90％、人口是城市人口两倍多的广大农村缺乏排水管网设施与污水处理系统，农村生活污水自流排入河流、湖泊等水体，如果没有及时处理容易引起水体富营养化。”项目负责人、厦门理工学院水资源研究所所长朱木兰教授指出，特别是一些重要的水源地如水库一般都是位于山区，周遭都是农村，农村生活污水具有含氮磷较高的特点，极大影响水源地的供水水质安全，因此研究探讨经济适用的农村污水处理技术是非常重要的。