鞍山立山区光学污水处理

A. 污水处理技术的基本信息

作者：柏景方 主编
出 版 社：哈尔滨工业大学出版社
出版时间：2006-7-1
版次：1页数：456字数：642000印刷时间：2006-7-1开本：纸张：胶版纸印次：I S B N：9787560323022包装：平装

B. 浅谈城市污水处理几种方法

1 活性污泥法
活性污泥法具有处理能力高的优点，是目前应用最广的一种生物处理流程。活性污泥法根据泥龄不同大小，可分成高、中、低3类系统。活性污泥法的工艺主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池的流态可分为3种基本类型，推流式、完全混合式和循环流，循环流实际上是推流和完全混合的特混合方式。曝气混合设备起供氧及混合作用，通过曝气设备让空气中的氧溶入混合液，使废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触产生氧代谢反应，随后混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离，让净化水流出沉淀池，让污泥回流。污泥的稳定化程度随着泥龄增长而增高，回流污泥可以保持曝气池内具有一定的悬浮固体浓度。剩余污泥排放系统主要是将曝气池中的生化反应增殖的微生物量从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行。活性污泥不仅有氧化和分解有机物的能力，而且有良好的凝聚和沉降性能，能使活性污泥从混合液中分离出来，分离出澄清的水。采用传统的活性污泥法，因为设备低效高耗，易出现污泥膨胀现象；随着城市提高污水排放标准，降低污水中氮、磷等营养物质，传统的活性污泥法需要形成多级反应池，通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的，这势必增加基建投资的费用和能耗，与目前的缺少资金和高效低能相矛盾。并且使运行管理较为复杂。
2 生物膜法
在污水生物处理的发展和应用中，活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物，主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H20、C02、NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水，采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘，生物滤池在我国南方更为适用。
3 氧化法
氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型，氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法，光催化氧化法、超临界氧化法等。目前已成为国内外非常活跃的研究课题，有专家预测，氧化法将成为2l世纪废水处理中重要的方法之一。
3.1 深度氧化法
目前废水深度氧化法以O2为氧化剂对有机物进行氧化，主要有湿式空气氧化法、超临界水氧化法等。湿式空气氧化法(WAO)是在高温、高压下，以空气为氧化剂，使废水中的有机化合物及无机还原物质被氧化成二氧化碳和水的一种处理方法。超临界水氧化法是指在水的临界状态下对其它的有机物进行氧化的工艺过程。有机物在超临界水富氧均相中进行氧化，在400～600℃下，反应速率极高，几乎能在几秒之内相当有效地破坏有机物的结构。该方法具有反应彻底，使有机碳、氢完全转化为CO2和H2O的特点。，WAO法对于高浓度、高色度染料废水的处理具有良好的处理效果，极大提高难降解废水的生物可生化性。
3.2 光化学氧化
光化学氧化法是近年来污水处理领域中新兴起的新技术。根据反应原理的不同，光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化。光分解的基本原理为反应物分子吸收光子后进入激发态，激发态分子通过化学反应消耗
能量返回基态。光分解只作用于对给定波长紫外光有较强吸收的物质，同时光分解过程不能使有机物达到彻底的氧化。
3.3 电化学氧化法
传统的电化学氧化主要是利用电解过程中产生的HO，和有机物在电极表面上直接氧化废水中的污染物。由于H2o，氧化能力和电极寿命有限等问题限制了其进一步发展。电化学氧化是利用阳极的高电位及催化活性米直接降解水中的污染物，或足利用产生羟基自由基等强氧化剂降解水中有毒污染物。但反应受到电极材料及副反应一析氧反应的限制，降低反廊效率。电化学降解有机物可以分为电化学直接氧化和电化学问接氧化两类。电化学直接氧化法是利用阳极的高电势氧化降解废水中的有机或无机污染物，在反 过程中污染物直接与电檄进行电子传递； 电化学问接氧化法是一种通过阳极反产生具有强氧化作用的中间产物或发生阳极反应以外的反应，使污染物被氧化，最终达到氧化降解污染物的日的。
3.4 光化学催化氧化
光化学氧化义称有光催化降解，一般可分为均相、非均相两种类型。只有污染物治理技术耗能低、操作简便、反应条件温和、无二次污染等突出优点，能有效地将有机污染物转化为无机小分子，达到完全无机化的目的。光化学催化氧化是水处理高级氧化技术里一类处理效率很高的污水处理氧化技术。

C. 用光学显微镜观察污水处理生化系统细菌，目镜和物镜分别用多少倍的比较合适哪位师哥师姐知道谢谢

10×40应该可以看到了，有100的油镜就更好了。但你的问题不在这里，大多数细菌不进行染色的话势不可能看得到的。你可以去网上查一查细菌的简单染色法，革兰氏染色法也可以。
操作方法可以到网络之类的地方搜，网上肯定有。就用革兰氏染色法就应该可以了。染料是结晶紫和番红（复红也可以）。

D. 城市污水处理常用方法有哪些他们有哪些优缺点

城市污水治理的几种常用方法
活性污泥处理法
目前在城市生活污水中应用最多的就是所谓的活性污泥法，它有处理能力强，处理后水质好等优势。其大致组成包括由曝气池，沉淀池，污泥排放以及回流等系统。待处理的污水和活性污泥回流共同进入曝气池然后混合，然后在其中与空气接触使得含氧量增加，发生代谢反应。经过充分搅拌的混合液变为悬浮状态，所以其中的有机污染物和氧气能够与微生物接触发生反应。接下来进入的是沉淀池，原来的悬浮固体会在其中沉降而被隔离，所以从沉淀池流出的已经为净化水。沉淀池里的污泥一般都会回流，从而保证曝气池中的悬浮固体和微生物有一定的浓度。在曝气池里的反应会使微生物增殖，所以过多的微生物要排出沉淀池以维持整个系统的稳定性。除需要能够氧化和分解有机物外，活性污泥还必须有一定凝聚和沉降能力，以便可以使其从混合液中分离，进而在出口得到纯净的水。活性污泥法的缺点在于其基础建设的成本过高，不易实施。
生物膜处理法
所谓生物膜法，就是通过在一些固体物表面附着的微生物对污水中的有机污染物加以处理的方法。它和活性污泥处理方法发展时间基本一致。所谓的“生物膜”即是附着在固体表面的微生物形象叫法，一般是由非常密集的好氧菌，厌氧菌，原生动物和藻类等结合一起形成的生态系统。生物膜所附着的固体介质叫做载体或滤料，由此向外生物膜可以分成厌气层，好气层，附着以及运动水层。整个方法的基本运作过程为，先由生物膜吸附水层中的有机物，然后由好氧菌进行分解，再由厌氧菌进行厌气分解，运动水层通过流动不断更新生物膜，由此反复实现对污水的净化作用。
一般适用生物膜法的场合为中小规模城市废水的处理，所用的处理结构是生物滤池或生物转盘，在我国的南方一般使用生物滤池。由于材料和技术的不断革新，生物膜法技术近年来进步很大。因为生物膜法中微生物一般固定在填料上，所以构成的生态系统比较稳定，微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多，其剩余的污泥也更少。生物膜法所拥有的高效率高，高耐冲击性、产泥量低以及运管便利性等优势使其在各种处理方法中竞争力极大。生物膜法的劣势在于成本较高且单位处理效率低。所以进一步降低成本，提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。
氧化处理法
氧化处理法是当今被广泛使用的一种城市污水预处理方法，有较大的潜力。可根据其中氧化剂的种类和反应器类型对其分类为化学氧化法，催化氧化法以及光催化氧化法等。其中，化学氧化法的操作比较简单，但效果不够明显且运行成本较高，所以实际工作中应用不多。为实现处理效果的提高，降低成本的目标，目前找到了一些其他氧化技术。
在这些新方法中的其中一种就是光催化法。它的特点是所需设备简单，条件温和，氧化能力高并且处理效果彻底。在污水处理中受到广泛欢迎。
光催化反应就是通过光的作用发生的化学反应。反应过程中分子由于吸收特定波长的光波而转变为分子激发态，进而发生化学反应形成新物质，或者变成中间化学产物以促进热反应的进行。光化学反应所需的活化能来自于光，把太阳能的中的光能进行光电转化和光化学转化加以利用是目前非常热门的研究领域。
光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外，在有紫外光的Feton 体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。
所谓光化学反应，就是只有在光的作用下才能进行的化学反应。该反应中分子吸收光能被激发到高能态，然后电子激发态分子进行化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量。在太阳能利用中，光电转换以及光化学转换一直是光化学研究十分活跃的领域。80 年代初，开始研究光化学应用于环境保护，其中光化学降解治理污染尤受重视，包括无催化剂和有催化剂的光化学降解。前者多采用臭氧和过氧化氢等作为氧化剂，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又称光催化降解，一般可分为均相、多相两种类型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质，通过光助-芬顿(photo－Fenton）反应使污染物得到降解，此类反应能直接利用可见光；多相光催化降解就是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，同时结合一定能量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用，产生·OH 等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化，最终生成CO2、H2O 及其它离子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。与无催化剂的光化学降解相比，光催化降解在环境污染治理中的应用研究更为活跃。
氧化处理法目前由于低成本以及高效率的优势特点处理方式已经得到了广泛的关注。另外它在对污水进行深度处理和不易进行生物降解的有机废水处理等场合都有不错的前景，成为了国内外一项活跃的研究课题，很多人认为氧化法将在21 世纪成为废水处理的一项重要方法。

E. 污水处理知识

按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。
按污水的性质来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）水土流失；（6）矿山污水。
污水处理厂:有人调查100多座大处理厂,一半晒太阳呢,还有资金不足\成本高\效率低的,普遍效率不足70%,低的只有40%.
污水处理成本能耗情况:基本都是高能耗\低效率。
目前城市生活污水排放已是我国城市水的主要污染源，城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重，这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓，而且是急不可待的事情 。

F. 污水处理厂的实验室都有什么仪器，哪些是必须的具体的流程是什么

污水处理厂一般采用二级处理，其流程包括：
粗格栅—提升—细格栅—（粉碎）—沉砂—初次沉淀—生物处理（活性污泥法、生物滤池、氧化沟等）—二次沉淀—（后曝气）—消毒—出水
当然现在有些处理厂还包括后续的深度处理和回用部分。
污水处理厂的实验室主要做国家排放标准里说的各项指标的实验，《污水综合排放标准》（GB8978-1996）：pH、悬浮物SS、BOD5、COD
氨氮、总氮TN、总磷TP等。
对于污水处理厂，常规测样只监测进出水就可以了，只有在调试或者工艺有问题时才会监测各单元。
关于仪器，每种指标污染物都有自己的相关仪器（pH计、COD快速消解仪 、BOD5测试仪等），也可以采用简单的分析化学实验的方法测出，具体见国家环保总局编的《水和废水监测分析方法》，对于污水处理厂用的一般比较简单的国产设备，高校会有更好的研究设备。
你说的水质分析应该就是标准中提到的各项污染物质的监测分析方法，原子吸收只是其中某一个方法而已，一般用于测定离子含量（金属等），污水处理厂不大可能有，很贵的。
关于具体的设备，你可以看看各个设备商的网站，都有具体介绍和使用手册的。

G. 微生物在污水处理中的应用论文我邮箱是[email protected]谢谢

微生物在污水处理中的应用
摘要：本文主要阐述了各种微生物在不同种类污水中的应用，以及它们不同的应用机理。
关键词：微生物 生活污水 工业污水 农业污水 重金属 农药
1.世界水资源现状
环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明，为实现经济的持续稳定的发展，必须解决好发展与环境保护的矛盾。
全球水资源状况迅速恶化，“水危机”日趋严重。据水文地理学家的估算，地球上的水资源总量约为13．8亿立方公里，其中97．5％是海水（13．45亿立方公里）。淡水只占2．5％，其中绝大部分为极地冰雪冰川和地下水，适宜人类享用的仅为0．01％．
20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。本届世界水论坛提供的联合国水资源世界评估报告显示，全世界每天约有200吨垃圾倒进河流、湖泊和小溪，每升废水会污染8升淡水；所有流经亚洲城市的河流均被污染；美国40％的水资源流域被加工食品废料、金属、肥料和杀虫剂污染；欧洲55条河流中仅有5条水质差强人意。
20世纪，世界人口增加了两倍，而人类用水增加了5倍。世界上许多国家正面临水资源危机：12亿人用水短缺，30亿人缺乏用水卫生设施，每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年，水危机将蔓延到48个国家，35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏，也将严重威胁人类生存。
水资源危机既阻碍世界可持续发展，也威胁着世界和平。过去50年中，由水引发的冲突共507起，其中37起有暴力性质，21起演变为军事冲突。专家警告说，随着水资源日益紧缺，水的争夺战将愈演愈烈。
2.污水处理方法分类
2.1物理法
利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质。主要有沉淀法，过滤法，离心分离法，吸附法等。
2.2化学法
利用化学反应原理及方法来分离，回收废水中的污染物，或改变污染物的性质，使它从有害变为无害的处理法。主要有化学凝聚法，中和法，氧化还原法，离子交换法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物质进行转移和转化的作用，从而是污水得到净化的方法。
2.4.微生物简介
微生物是肉眼看不见或看不清的生物的总称。包括原核生物（细菌，放线菌和蓝细菌），真核生物（真菌和微型藻类），非细胞生物（病毒类）。微生物具有体积小、表面积大、繁殖力惊人等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件，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。因此微生物可在污水净化和治理中得到广泛应用，造福人类。
微生物能降解和转化污染物主要是因为微生物具有以下几个特点：个体微小，比表面积大，代谢速率快；种类繁多，分布广泛，代谢类型多样；具有多种降解酶；繁殖快，易变异，适应性强；共代谢作用等。
3.原理
利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的.微生物能从污水中摄取糖，蛋白质，脂肪，淀粉及其它低分子化合物。微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种,因此,净化方法分为好氧净化和厌氧净化.
3.1.好氧净化
氧存在条件下，许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，在把有机物氧化分解成CO2和H2O等过程中，获寻C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧净化就是模拟上述原理，把微生物置于一定的构筑物内通气培养，高效率净化污水的方法。
3.2厌氧净化
微生物在严格厌氧条件下，有机物发酵或消化过程中，大部分有机物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等气体。污水的生物厌氧净化就是根据污水经厌氧发酵后既到净化，又获得了生物能源CH4的原理。微物细胞能量转移的电子受体，由好氧条件下分子氧改变为厌氧条件下的有机物。在厌氧件下，不溶于水而难分解的大分子有机污物，被微生物的胞外酶降解为可溶性物质，再由产甲烷厌氧细菌和产氢细菌降解成低分子有酸类和醇类、并放出H2和CO2；有机酸类和类经产甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌还可利用H2还原CO2，形成CH4。
微生物净化过程：
Ⅰ.有机污染物的浓度由高变低
Ⅱ.异养细菌迅速氧化分解有机污染物而大量繁殖，然后是以细菌为食料的原生动物出现数量高峰，再后是由于有机物矿化，利于藻类的生长，而出现藻类的生长高峰。
Ⅲ.溶解氧浓度随着有机物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低点，随后，由于有机物的无机化和藻类的光合作用及其他好氧微生物数量的下降，溶解氧又恢复到原来水平。
这样，在离开污染源相当的距离之后，水中的微生物数量，有机物，无机物的含量，也都下降到最低点。于是，水体恢复到原来的状态。
微生物处理优点：微生物具有来源广，易培养，繁殖快，对环境适应性强，易变异的特征在生产上较容易的采集菌种进行培养繁殖，并在特定条件下进行驯化，使之适应不同的水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化。加之微生物的生存条件温和，新陈代谢时不需要高温高压，它是不需要投加催化剂的.生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物处理的人工生态系统中，物质的迁移转化效率之高是任何天然的或农业生态系统所不能比拟的。
4.污水处理中重要的微生物种群
4．1 丝状细菌
丝状细菌(Filamentous bacteria)能显著影响絮状活性污泥的沉降性(污泥膨胀)或引起生物量变化和泡沫形成(污泥发泡)，从而严重影响活性污泥的处理效率．传统上，丝状细菌是通过光学显微镜学进行分析鉴定的，如革兰氏和Neisser染色反应、典型的形态学特征等．但应用full—cycle rRNA技术发现，传统形态学鉴定方法不能发现污水厂活性污泥中的许多丝状细菌 。
系统发生树部分提供了丝状菌的系统发生亲缘关系，但有些丝状类型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等则是放置在完全无关的类群中．现在利用rRNA目标寡聚核苷酸探针能迅速地鉴定大多数丝状菌，证明在活性污泥中有些丝状菌呈现多态性现象．Kanagawa等(2000)从活性污泥中分离出15种丝状菌，根据形态被分类为Eikelboom 21 N，利用16S rDNA序列分析表明都同变形杆菌亚纲的Thiothrix丝状菌形成单系群(monophyletic group).Thiothrix丝状菌在污水中通常表现出生理多能性，在异养、兼性营养和化能自养情况下，它们都能同标记的乙酸盐或碳酸氢盐结合。在厌氧状况下(无论有无硝酸盐)，Thiothrix丝状菌都很活跃，它通过吸收硫代硫酸盐和乙酸盐来形成胞内硫粒。
利用丝状菌的FISH探针，Mircothrix parvicella被发现有特殊的脂消费，在厌氧情况下专门吸收长链脂肪酸(而不是短链脂肪酸和葡萄糖)，随后当硝酸盐或氧可用作电子受体时它们则使用贮存完成生长．不过，在厌氧情况下，M.parvicella不能吸收磷，不适合那些有除磷要求的生物反应器．利用FISH技术对丝状菌进行系统分类发现，大多数未描述的丝状菌属于绿色非硫细菌(Chloroflexi)，也可能是污水生物处理系统中丰度最高的丝状菌。Liao等(2004)发展一种定量FISH，对实验室和污水厂反应器中的丝状菌进行了研究，以增加Sphaerotilus natans的方式来刺激污泥膨胀，结果发现是Eikelboom 1851菌丛(而不是试验的S．natans菌)同活性污泥容积指数(volume index)极度相关，其可延伸的菌丝长度约为6×10。la,m／mL。
4．2 生物除磷的重要细菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途径中由完成，该过程通过循环活性污泥进行交替的厌氧、需氧为特征。基于微生物的纯培养技术，变形杆菌纲г亚纲的不动杆菌属(Acinetobacter)长期被认为是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism)．但实际上，虽然不动杆菌能积累多聚磷酸盐，却没有PAO的典型代谢方式．Wanger等(1994)用rRNA目的探针测试后认为，主要的PAO应该为口亚纲中的Rhoclocyclus群，其次为 亚纲中的Planctomycete群及屈挠杆菌属(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等．利用萤光抗体染色、呼吸醌检测和属特异探针的FISH等非培养方法，证明在EBPR系统中，由于培养偏差显然高估了不动杆菌的相对丰度，表明其对EBPR系统实际上不是最重要的，而另外一些分离出的细菌才是PAO的候选者。不过，有7个Acinembacter新种从活性污泥中分离到，可望进一步阐释该属在脱磷中扮演的角色和意义。
积磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一个高G+C含量的革兰氏阳性菌，被认为是专性好氧菌，可以通过EMP途径发酵葡萄糖为乙酸，而不能够在厌氧情况下生长．有明显吸收葡萄糖、分泌乙酸的转化，导致胞内乙酸积累；产生的乙酸在随后的好氧阶段消耗掉．phosphovorus表现出卓越的吸收和释放磷的能力，磷释放率和吸收率可分别高达3．34 mmol g／cell•h和1．56 mmol g／cell•h，比Lampropedia spp．和Acinetobacterspp．要高1个数量级，特异探针证明其在EB—PR工厂里可占总细菌的2．7％。
俊片菌属(Lampropedia)也拥有聚磷菌的基本代谢特征，但比EBPR模型预言的吸收乙酸盐释放磷酸盐的比率要低很多．那些被建议名为“Candidatus Ac—cumulibacter phosphates”已被证实显著存在于EBPR系统中．Saunders等(2003) 在对6个运行污水厂进行了检测后认为，很可能“无关紧要”的“CandidatusAccumulibacter phosphates”正是重要的PAO．另外还有显微镜原位观察显示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，许多“聚磷菌”很可能是酵母菌的孢子，但其作用机理显然还需要进一步探讨．
4．3 硝化细菌
氮循环是高度依赖微生物活性和转化的一个过程．这类微生物在污水处理、农业等领域具有极其重要的作用，因此成为近年来世界研究的热点，变形杆菌的β亚纲几乎已经成为微生物生态学的模式系统 ．Kindaichi等(2004)对自养硝化生物膜进行了FISH分析表明，膜上有50％属于硝化细菌，其余50％为异养细菌，分布为变形杆菌α亚纲23％ ，г亚纲13％ ，绿色非硫细菌9％ ，CFB群2％，未定类群3％．该结果表明，硝化细菌通过可溶性产物的产生支持了异养菌，异养菌也从代谢多样性等方面确保了生物膜的生态稳定性 ．从培养角度来说，硝化细菌生长极慢；由于硝化细菌的分布同pH、温度等敏感，所以污水厂的硝化作用常有崩溃的情况发生．
4．3．1 氨氧化茵
基于16S rDNA序列分析，已经分离和描述过的氨氧化细菌都分属于变形杆菌纲的2个单系群中．Ni-trosococcusoceanus和N．halophilus属于Proteobacteria的β亚纲，包括亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和亚硝化叶菌属(Nitrosolobus)，后3个属关系密切；而Nitrosococcus mobilis(实际是Nitrosomonas的一个成员)则在β亚纲组成紧密相关的集合．
4．3．2 亚硝酸氧化茵
基于超微特性，已培养出的亚硝酸氧化菌(Nitrite．oxidizing bacteria，NOB)被分为4个已知属，硝化杆菌属(Nitrobacter)，硝化刺菌属(Nitrospina)，硝化球菌属(Nitrococcus)和硝化螺菌属(Nhrospira)．16S rDNA序列比较分析表明，硝化杆菌属及其3个种都属于变形杆菌的α一亚纲；Nitrospina和Nitrococcus各有一个种，分属于变形杆菌的δ和г一亚纲；Nitrospira属包含有moscoviensis和Ⅳ．rrtarin．在传统上，Nitrobacter一直被认为是最重要的亚硝酸盐氧化菌．然而，在硝化污水厂内用目的探针的FISH法和定量斑点杂交(Quantitative dot blot)等发现，检测不到Nitrobacter或者数目很低，因此凸现了非Nitrobacter的NOB在硝化过程中的重要性．Egli等(2003)用不同污泥接种反应器，利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法对稳定的硝化作用反应器进行检测，发现有活性的都属于Nitrospira属 J．以Nitrospira序列发展的特定16S rRNA探针，对活性污泥进行FISH查后表明，未培养的类硝化螺菌(Nitrospira—like)以显著性数目(总菌数的9％)存在，其对亚硝酸盐氧化的重要性已由反应器富集研究所证实．Nhrospira能固定CO：，也能利用丙酮酸混合营养生长，而不利用乙酸盐、丁酸盐和丙酸盐。
4．4 反硝化细菌
反硝化细菌(Denitrifying bacteria)的大多数鉴定和计数都是依赖培养法．很多属的成员，如产碱杆菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)、甲基杆菌属(Methylobacteriurn)，副球菌属(Paracoccus)和生丝微菌属(Hyphornicrobiurrt)等，都从污水厂中作为脱氮微生物群分离出来过，但这些细菌属在污水厂中是否具有原位脱氮的活性却很少被知道．在一个补充以甲醇作为还原碳化物的脱氮沙滤中，使用特异FISH探针监测到有大量数目的P．spp和H．spp；而在没有附加甲醇的非脱氮沙滤中，两属存在的数目都低于总细胞0．1％ ，这间接证明了在脱氮过程中有两属的活性参与。
5．水污染物的类型及处理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的无机物，有机物。无机物如氯化物，硫酸盐，磷酸盐和钠，钾，钙，铁等碳酸盐，有机物有纤维素，淀粉，脂肪，蛋白质和尿素等。排放入环境中促使浮游植物生长和大量繁殖，形成赤潮和水华。
生活污水的处理主要是其中有机物的分解，其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。生物膜法具有以下特点：（1）对水量、水质、水温变动适应性强；（2）处理效果好并具良好硝化功能；（3）污泥量小（约为活性污泥法的3／4）且易于固液分离；（4）动力费用省。
5.1.3AB法
AB法工艺由德国B0HUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20－40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完会氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50％以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。
5.2工业废水
工业废水是水体污染的主要污染源。包括钢铁工业废水，食品工业废水，印刷废水，化工废水等。随着工业化的发展，含有重金属离子的废水产生量越来越多。重金属离子已成为最重要、最常见的污染物之一。由于重金属在生物体内的富集、吸收与转化，从而通过食物链危害人体健康。如致癌、致畸等，故而处理重金属污染刻不容缓。
微生物处理技术在生活污水处理中的应用已经非常成熟并且全面普及，但是在工业污水的处理中还存在着一定的技术问题。相对于生活污水来说，工业污水的成份要复杂的多，大多数工业污水的COD值都相当高，可生化性差，这就给微生物处理带来了相当大的难度，有些工业污水甚至还有很高的氨氮指标，增加了微生物处理的难度。但是微生物技术的许多优势注定了它将是工业污水治理的一个方面，而且目前已经有很多行业的工业污水开始采用微生物处理技术并且得到了稳定的运行数据。
这里主要讲述关于污水中重金属的处理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸盐还原菌净化法和利用微生物的转化作用去除重金属。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量（如发酵工业的剩余菌体）通过物理化学机制，将金属吸附或通过细胞吸收并浓缩环境中的重金属离子，由于重金属具有毒性，如果浓度太高，活的微生物细胞就会被杀死。所以，必须控制控制被处理水的重金属浓度。
例如陈小霞等人用小球藻富集铬离子，研究表明小球藻富集铬离子的机制主要表现是表面吸附和主动运输。在生长期和稳定期小球藻富集的铬以有机铬存在，而在衰亡期，小球藻富集的铬以无机铬存在。
利用工业发酵后剩余的芽孢杆菌菌体或酵母菌吸附重金属，具体做法是首先用碱处理菌体，以便增加其吸附重金属的能力。然后通过化学交联法固定这些细胞，固定化的芽孢杆菌对重金属的吸附没有选择性（微生物在结合无机污染物上表现出选择性，多于大多数合成的化学吸附剂，微生物对金属的吸附和累积主要取决于不同配位体结合部位对对金属的选择性）。可以去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可达99%。吸附在细胞上的重金属可以用硫酸洗脱，然后用化学方法回收重金属，经过碱处理后的固定化细胞还可以重新用于吸附重金属。
5.2.2硫酸盐还原菌净化法
脱硫弧菌属硫酸盐还原菌是厌氧化能细菌，它最大的特征就是在无自由氧的条件下，在有机质存在时通过还原硫酸根变成硫化氢，从中获得生长能量而大量繁殖;它繁殖的结果是使溶解度很大的硫酸盐变成了极难溶解的硫化物或硫化氢。这类细菌分布广泛，海洋、湖泊、河流及陆地上都能存在。在没有自由氧而有硫酸盐及有机物存在的地方它就能生长繁殖，其生长温度为25~35摄氏度，PH值为6.2~7.5.该细菌的作用可将废水中的硫酸根变成硫化氢，使废水中浓度较高的重金属Cu、Pb、Zn等转变为硫化物而沉淀，从而使废水中的重金属离子得以去除。
5.2.3利用微生物的转化作用去除重金属
微生物可以通过氧化作用、还原作用、甲基化作用和去烷基化作用对重金属和重金属类化合物进行转化。
细菌胞外的荚膜或粘膜层可产生多种胞外多聚体，胞外多聚体能够吸附自然条件下或废水处理设施中的重金属。其主要成分是多糖、蛋白质和核酸。
真菌的细胞壁内含几丁质，这和N----乙酰葡糖胺多聚体是一种有效的金属于放射性核素结合的生物吸附剂。经过氢氧化物处理的各类真菌暴露出来的几丁质、脱乙酰壳多糖和其他金属结合的配位体，形成菌丝层，可以有效的去除废水中的重金属。
六价铬具有强烈的毒性，其毒性是三价铬的100倍，而且能在人体内沉淀。由于六价铬很容易通过胞膜进入细胞，然后在细胞质、线粒体和细胞核中被还原为三价铬，三价格在细胞内与蛋白质结合为稳定的物质并且和核酸相作用，而细胞外的三价铬是不能参透细胞的，细菌利用细胞中的NADH作为还原剂，在厌氧或好氧的状态下，将六价铬还原为三价铬。如阴沟肠杆菌能抗10000µmol/l铬酸盐，在厌氧的条件下能使六价铬还原为三价铬，三价铬可以通过沉淀反应与水分离而被去除。
5.3农业废水
它面广而量大且分散。农田使用农药，化学农药主要是人工合成的生物外源性物质，很多农药本身对人类及其他生物是有毒的，而且很多类型是不易生物降解的顽固性化合物。农药残留很难降解，人们在使用农药防止病虫草害的同时，也使粮食、蔬菜、瓜果等农药残留超标，污染严重，同时给非靶生物带来伤害，每年造成的农药中毒事件及职业性中毒病例不断增加。同时，农药厂排出的污水和施入农田的农药等也对环境造成严重的污染，破坏了生态平衡，影响了农业的可持续发展，威胁着人类的身心健康。农药不合理的大量使用给人类及生态环境造成了越来越严重的不良后果，农药的污染问题已成为全球关注的热点。因此，加强农药的生物降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的课题之一。
5.3.1 农业生产上主要使用的农药类型
当前农业上使用的主要有机化合物农药如表1所示。其中，有些已经禁止使用，如六六六、滴滴涕等有机氯农药，还有一些正在逐步停止使用，如有机磷类中的甲胺磷等。
表1 农业生产中常用农药种类简表

类 型 农 药 品 种

有机磷：敌百虫、甲胺磷、敌敌畏、乙酰甲胺磷、对硫磷、双硫磷、乐果等

杀虫剂 有机氮：西维因、速灭威、巴沙、杀虫脒等
有机氯：六六六、滴滴涕、毒杀芬等

杀螨剂 螨净、杀螨特、三氯杀螨砜、螨卵酯、氯杀、敌螨丹等

除草剂 2，4－D、敌稗、灭草灵、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等

杀菌剂 甲基硫化砷、福美双、灭菌丹、敌克松、克瘟散、稻瘟净、多菌灵、叶枯净等
生长调节剂 矮壮素、健壮素、增产灵、赤霉素、缩节胺等
人们发现，在自然生态系统中存在着大量的、代谢类型各异的、具有很强适应能力的和能利用各种人工合成有机农药为碳源、氮源和能源生长的微生物，它们可以通过各种谢途径把有机农药完全矿化或降解成无毒的其他成分，为人类去除农药污染和净化生态环境提供必要的条件。
5.3.2 降解农药的微生物类群
土壤中的微生物，包括细菌、真菌、放线菌和藻类等，它们中有一些具有农药降解功能的种类。细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株，从而在农药降解中占有主要地位。一在土壤、污水及高温堆肥体系中，对农药分解起主要作用的是细菌类，这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关，如在高温堆肥体系当中，由于高温阶段体系内部温度较高（大于50 ℃），存活的主要是耐高温细菌，而此阶段也是农药降解最快的时期。通过微生物的作用，把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其他物质。通过许多科研工作者的努力，已经分离得到了大量的可降解农药的微生物（见表2）。不同的微生物类群降解农药的机理、途径和过程可能不同，下面简要介绍一下农药的微生物降解机理。
5.3.3 微生物降解农药的机理
目前，对于微生物降解农药的研究主要集中于细菌上，因此对于细菌代谢农药的机理研究得比较清楚。
表2 常见农药的降解微生物
农 药 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢杆菌、曲霉、青霉、假单胞杆菌、瓶型酵母
阿特拉津（AT） 烟曲霉、焦曲霉、葡枝根霉、串珠镰刀菌、粉红色镰刀菌、尖孢镰刀菌、斜卧镰刀菌、微紫青霉、皱褶青霉、平滑青霉、白腐真菌、菌根真菌、假单胞菌、红球菌、诺卡氏菌
幼脲3号 真菌
敌杀死 产碱杆菌
2，4－D 假单胞菌、无色杆菌、节杆菌、棒状杆菌、黄杆菌、生孢食纤维菌属、链霉菌属、曲霉菌、诺卡氏菌、
DDT 无色杆菌、气杆菌、芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、假单胞菌、变形杆菌、链球菌、无色杆菌、黄单胞菌、欧文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤杆菌、产气气杆菌、镰孢霉菌、诺卡氏菌、绿色木霉等
丙体六六六 白腐真菌、梭状芽孢杆菌、埃希氏菌、大肠杆菌、生孢梭菌等
对硫磷 大肠杆菌、芽孢杆菌
七 氯 芽孢杆菌、镰孢霉菌、小单孢菌、诺卡氏菌、曲霉菌、根霉菌、链球菌
敌百虫 曲霉菌、镰孢霉菌
敌敌畏 假单胞菌
狄氏剂 芽孢杆菌、假单胞菌
艾氏剂 镰孢霉菌、青霉菌
乐 果 假单胞菌
2,4,5-T 无色杆菌、枝动杆菌
细菌降解农药的本质是酶促反应，即化合物通过一定的方式进入细菌体内，然后在各种酶的作用下，经过一系列的生理生化反应，最终将农药完全降解或分解成分子量较小的无毒或毒性较小的化合物的过程。如莠去津作为假单胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3种酶参与了降解莠去津的前几步反应。第一种酶是A tzA，催化莠去津水解脱氯的反应，得到无毒的羟基莠去津，此酶是莠去津生物降解的关键酶；第二种酶是A tzB，催化羟基莠去津脱氯氨基反应，产生N－异丙基氰尿酰胺；第三种酶是A tzC，催化N－异丙基氰尿酰胺生成氰尿酸和异丙胺。最终莠去津被降解为CO2和NH3。微生物所产生的酶系，有的是组成酶系，如门多萨假单胞菌DR－8对甲单脒农药的降解代谢，产生的酶主要分布于细胞壁和细胞膜组分；有的是诱导酶系，如王永杰等得到的有机磷农药广谱活性降解菌所产生的降解酶等。由于降解酶往往比产生该类酶的微生物菌体更能忍受异常环境条件，酶的降解效率远高于微生物本身，特别是对低浓度的农药，人们想利用降解酶作为净化农药污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物变性、土壤吸附等作用而失活，难以长时间保持降解活性，而且酶在土壤中的移动性差，这都限制了降解酶在实际中的应用。现在许多试验已经证明，编码合成这些酶系的基因多数在质粒上，如2，4－D的生物降解，即由质粒携带的基因所控制。通过质粒上的基因与染色体上的基因的共同作用，在微生物体内把农药降解。因此，利用分子生物学技术，可以人工构建“工程菌”来更好地实现人类利用微生物降解农药的愿望。

H. 污水处理一般采用什么方法

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小城镇污水人工快速渗滤法处理试验研究
【英文题名】 Study on Treatment of Wastewater from Small Township by a Constructed Rapid Infiltration System
【论文级别】 硕士
【中文关键词】 人工快速渗滤; 小城镇; 污水; 去除率; 农业利用;
【英文关键词】 Constructed Rapid Infiltration System; township; wastewater; removing rate; agricultural reuse;
【中文摘要】 随着小城镇的快速发展,水污染和水资源缺乏问题越来越突出。本文在大量查阅文献资料的基础上,对小城镇污水处理工艺和污水特性进行了调研和监测,针对小城镇污水特点和常规处理系统投资高等问题,根据污水处理和利用技术发展趋势,首次开展小城镇污水的人工快速渗滤处理及利用的试验研究,试验考虑了影响人工快速渗滤系统运行效果的几个主要因素,包括填料比(土砂比1:1、2:1和3:1)、填料厚度(80cm和100cm)、湿干比(1:1、1:2、1:3和1:5)及运行周期的长度(进水时间小于1天、等于1天和3天)等,进行了共十种工况的试验,对人工快速渗滤系统处理小城镇污水的效果进行了探索。同时还对人工快速渗滤系统出水进行了蔬菜灌溉试验。研究结果表明: 1.人工快速渗滤系统对COD和总磷的去除效果较好,其最高去除率分别可达73.19%±1.78%和94.30%±2.31%;人工快速渗滤系统对总凯氏氮和氨氮的去除效率在湿干比1:1和1:2时为50%左右,在湿干比1:3和1:5是低于20%,这种处理趋势符合正在制定的《城市污水再生利用农田灌溉用水水质国家标准》。 2.经检验,土砂比2:1和3:1的柱子都比较适合于处理CO...
小城镇污水人工快速渗滤法处理试验研究

引言 10-11
第一章 绪论 11-19
1.1 快速渗滤法的概述 11-12
1.2 快速渗滤法的研究和应用现状 12-16
1.3 污水农业利用的研究和应用现状 16-17
1.4 本文的研究内容和意义 17-19
第二章 小城镇污水水质测定与分析 19-25
2.1 试验目的 19
2.2 试验材料 19
2.3 试验方法 19-23
2.4 小结 23-25
第三章 人工快速渗滤法处理小城镇污水试验研究 25-55
3.1 填料厚度对人工快速渗滤系统运行效果的影响 25-32
3.2 湿干比对人工快速渗滤系统运行效果的影响 32-41
3.3 周期长度对人工快速渗滤系统运行效果的影响 41-52
3.4 试验结果讨论 52-55
第四章 人工快速渗滤系统出水用作蔬菜灌溉水的初步试验研究 55-65
4.1 试验目的 55
4.2 试验材料与方法 55-56
4.3 试验结果讨论 56-64
4.4 小结 64-65
第五章 结论与进一步工作设想 65-67
5.1 结论 65
5.2 存在的问题 65-66
5.3 进一步的工作设想 66-67
参考文献 67-73
致谢 73-75
作者简历 75

利用粉煤灰处理生活污水
【英文题名】 Study on the Fly Ash in the Treatment of Municipal Waste Water
【论文级别】 硕士
【中文关键词】 粉煤灰; 生活污水; 吸附;
【英文关键词】 fly ash; municipal waste water; absorption;
【中文摘要】 借助光学显微镜、扫描电子显微镜、X 衍射仪分析等方法对粉煤灰矿物组成及理化特性进行了系统研究。从实验结果可以看出,陡河发电厂粉煤灰粒度较细,而且粉煤灰中含有大量氧化硅、氧化铝,能提供大量Si、Al 等活性点,有利于化学吸附的顺利进行。说明,粉煤灰是一种性能良好的水处理剂。为了进一步了解粉煤灰的吸附性能及对生活污水中COD 的去除效果,分别进行了静态吸附实验和动态吸附实验,对粉煤灰的粒度、投加量、温度等因素进行了分析,确定粉煤灰处理生活污水时静态吸附平衡时间为2.5h,化学耗氧物质在粉煤灰上的吸附等温式为:q=0.435c~(0.576)。最佳工艺条件为:进水速度为4ml/min,粉煤灰粒度为0.048mm-0.056mm,粉煤灰与生活污水体积比为1:1.25,此时COD 的去除率为97%左右。按照有关国标规定,处理后的出水可作为绿化、洗车、冲厕等用水再次加以利用。利用粉煤灰处理生活污水,既可以有效地利用粉煤灰,还可以缓解城市用水紧张的局面,并能达到资源综合利用、以废治废的目的。既具有环境意义,又具有经济效益。
【英文摘要】 The study analysis the chemical and physical character of fly ash.The experiments of thisstudy consist of static absorption experiments and dynamic absorption experiments. The timeof saturation absorption of fly ash is 2.5h. And the absorption isothermal formula, which ofthe fly ash treating municipal waste water, is q=0.435c0.576. In the process of static absorption, the COD removal rate is markedly influenced by theconcentration of waste water and the grain size of fly ash. And the quantity of fly ash al...

利用粉煤灰处理生活污水

摘要 4-5
Abstract 5-12
引言 12-13
1 文献综述 13-23
1.1 粉煤灰综合利用现状 13-15
1.1.1 国外粉煤灰综合利用现状 13
1.1.2 国内粉煤灰综合利用现状 13-15
1.2 生活污水的特性及处理现状 15-18
1.2.1 生活污水的特性 15-16
1.2.2 生活污水处理现状及发展趋势 16-18
1.3 粉煤灰在水处理中的应用现状 18-23
1.3.1 处理生活污水 18-19
1.3.2 处理印染、染料废水 19-20
1.3.3 处理焦化污水 20
1.3.4 处理含重金属污水 20-21
1.3.5 处理含氟、含磷污水 21
1.3.6 处理造纸污水 21-23
2 粉煤灰的理化特性 23-31
2.1 粉煤灰的矿物组成 23-25
2.2 粉煤灰的化学性质 25-27
2.3 粉煤灰的物理性质 27-31
3 实验方案 31-37
3.1 实验内容 31-32
3.1.1 粉煤灰吸附特性研究 31
3.1.2 吸附实验 31-32
3.2 主要实验设备及测定方法 32-37
3.2.1 实验设备及药品 32
3.2.2 实验中需要测定的指标及测定方法 32-37
4 粉煤灰吸附实验 37-65
4.1 粉煤灰吸附特性研究 37-45
4.1.1 测定粉煤灰吸附平衡时间 37-38
4.1.2 测定粉煤灰吸附等温式 38-43
4.1.3 粉煤灰与活性炭吸附性能比较 43-45
4.2 静态单因素吸附实验 45-51
4.2.1 粉煤灰粒度对吸附的影响 45-46
4.2.2 粉煤灰投加量对吸附的影响 46-47
4.2.3 生活污水的初始浓度对吸附的影响 47-48
4.2.4 pH 值对粉煤灰吸附性能的影响 48-50
4.2.5 温度对粉煤灰吸附的影响 50-51
4.3 静态正交吸附实验 51-54
4.3.1 因素水平表 51-52
4.3.2 正交实验确定最佳实验条件 52
4.3.3 计算极差确定影响因素的主次关系 52
4.3.4 画极差趋势图确定最佳实验条件 52-53
4.3.5 计算方差确定影响因素的显著性 53-54
4.4 动态单因素吸附实验 54-58
4.4.1 粉煤灰柱高对吸附的影响 54-55
4.4.2 粉煤灰粒度对吸附的影响 55-56
4.4.3 粉煤灰与生活污水的体积比对吸附的影响 56-57
4.4.4 生活污水进水速度对吸附的影响 57-58
4.5 动态正交吸附实验 58-62
4.5.1 因素水平表 58-59
4.5.2 正交实验确定最佳实验条件 59-60
4.5.3 计算极差确定影响因素的主次关系 60
4.5.4 画极差趋势图确定最佳实验条件 60
4.5.5 计算方差确定影响因素的显著性 60-61
4.5.6 验证实验 61-62
4.6 粉煤灰处理污水的机理分析 62-65
4.6.1 吸附机理 63-64
4.6.2 絮凝机理 64
4.6.3 沉淀机理 64
4.6.4 过滤机理 64-65
结论 65-66
参考文献 66-68
致谢 68-69
导师简介 69-70
作者简介 70-71
学位论文数据集 71
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I. 城市污水处理中深度处理有哪些工艺

深度处理常见的方法有以下几种。

1.1 活性炭吸附法与离子交换
活性炭是一种多孔性物质，而且易于自动控制，对水量、水质、水温变化适应性强，因此活性炭吸附法是一种具有广阔应用前景的污水深度处理技术。活性炭对分子量在500～3 000的有机物有十分明显的去除效果，去除率一般为70%～86.7%[1]，可经济有效地去除嗅、色度、重金属、消毒副产物、氯化有机物、农药、放射性有机物等。
常用的活性炭主要有粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）和生物活性碳（BAC）三大类。近年来，国外对PAC的研究较多，已经深入到对各种具体污染物的吸附能力的研究。淄博市引黄供水有限公司根据水污染的程度，在水处理系统中，投加粉末活性炭去除水中的COD，过滤后水的色度能降底1～2度；臭味降低到0度[2]。GAC在国外水处理中应用较多，处理效果也较稳定，美国环保署（USEPA）饮用水标准的64项有机物指标中，有51项将GAC列为最有效技术[3]。
GAC处理工艺的缺点是基建和运行费用较高，且容易产生亚硝酸盐等致癌物，突发性污染适应性差。如何进一步降低基建投资和运行费用，降低活性炭再生成本将成为今后的研究重点。BAC可以发挥生化和物化处理的协同作用，从而延长活性炭的工作周期，大大提高处理效率，改善出水水质。不足之处在于活性炭微孔极易被阻塞、进水水质的pH 适用范围窄、抗冲击负荷差等。目前，欧洲应用BAC技术的水厂已发展到70个以上，应用最广泛的是对水进行深度处理[4]。抚顺石化分公司石油三厂采用BAC技术，既节省了新鲜水的补充量，减少污水排放量，减轻水体污染，降低生产成本，还体现了经济效益和社会效益的统一[5]。今后的研究重点是降低投资成本和增加各种预处理措施与BAC联用，提高处理效果。
1.2 膜分离法
膜分离技术是以高分子分离膜为代表的一种新型的流体分离单元操作技术[6,7]。它的最大特点是分离过程中不伴随有相的变化，仅靠一定的压力作为驱动力就能获得很高的分离效果，是一种非常节省能源的分离技术。
微滤可以除去细菌、病毒和寄生生物等，还可以降低水中的磷酸盐含量。天津开发区污水处理厂采用微滤膜对SBR二级出水进行深度处理, 满足了景观、冲洗路面和冲厕等市政杂用和生活杂用的需求[8]。
超滤用于去除大分子，对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。北京市高碑店污水处理厂采用超滤法对二级出水进行深度处理，产水水质达到生活杂用水标准，回用污水用于洗车，每年可节约用水4 700 m3[9]。
反渗透用于降低矿化度和去除总溶解固体，对二级出水的脱盐率达到90%以上，COD和BOD的去除率在85%左右，细菌去除率90%以上[10]。缅甸某电厂采用反渗透膜和电除盐联用技术，用于锅炉补给水。经反渗透处理的水，能去除绝大部分的无机盐、有机物和微生物[11]。
纳滤介于反渗透和超滤之间，其操作压力通常为0.5～1.0 MPa，纳滤膜的一个显著特点是具有离子选择性，它对二价离子的去除率高达95%以上，一价离子的去除率较低，为40%～80%[12]。潘巧明等人采用膜生物反应器－纳滤膜集成技术处理糖蜜制酒精废水取得了较好结果，出水COD小于100 mg/L，废水回用率大于80%[13]。
我国的膜技术在深度处理领域的应用与世界先进水平尚有较大差距。今后的研究重点是开发、制造高强度、长寿命、抗污染、高通量的膜材料，着重解决膜污染、浓差极化及清洗等关键问题。
1.3 高级氧化法
工业生产中排放的高浓度有机污染物和有毒有害污染物，种类多、危害大，有些污染物难以生物降解且对生化反应有抑制和毒害作用。而高级氧化法在反应中产生活性极强的自由基（如•OH等），使难降解有机污染物转变成易降解小分子物质，甚至直接生成CO2和H2O，达到无害化目的。
1.3.1 湿式氧化法
湿式氧化法（WAO）是在高温（150～350 ℃）、高压（0.5～20 MPa）下利用O2或空气作为氧化剂，氧化水中的有机物或无机物，达到去除污染物的目的，其最终产物是CO2和H2O[14]。福建炼油化工有限公司于2002年引进了WAO工艺，彻底解决了碱渣的后续治理和恶臭污染问题，而且运行成本低，氧化效率高[15]。
1.3.2 湿式催化氧化法
湿式催化氧化法（CWAO）是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成，也因此可减轻设备腐蚀、降低运行费用[16,17]。目前，建于昆明市的一套连续流动型CWAO工业实验装置，已经体现出了较好的经济性[18]。
湿式催化氧化法的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物3类。目前，考虑经济性，应用最多的催化剂是过渡金属氧化物如Cu、Fe、Ni、Co、Mn等及其盐类。采用固体催化剂还可避免催化剂的流失、二次污染的产生及资金的浪费。
1.3.3 超临界水氧化法
超临界水氧化法把温度和压力升高到水的临界点以上，该状态的水就称为超临界水。在此状态下水的密度、介电常数、粘度、扩散系数、电导率和溶剂化学性能都不同于普通水。较高的反应温度（400～600 ℃)和压力也使反应速率加快，可以在几秒钟内对有机物达到很高的破坏效率。
美国德克萨斯州哈灵顿首次大规模应用超临界水氧化法处理污泥，日处理量达9.8 t。系统运行证明其COD的去除率达到99.9%以上，污泥中的有机成分全部转化为CO2、H2O以及其他无害物质，且运行成本较低[19]。
1.3.4 光化学催化氧化法
目前研究较多的光化学催化氧化法主要分为Fenton试剂法、类Fenton试剂法和以TiO2为主体的氧化法。
Fenton试剂法由Fenton在20世纪发现，如今作为废水处理领域中有意义的研究方法重新被重视起来。Fenton试剂依靠H2O2和Fe2+盐生成•OH，对于废水处理来说，这种反应物是一个非常有吸引力的氧化体系，因为铁是很丰富且无毒的元素，而且H2O2也很容易操作，对环境也是安全的[20]。Fenton试剂能够破坏废水中诸如苯酚和除草剂等有毒化合物。目前国内对于Fenton试剂用于印染废水处理方面的研究很多，结果证明Fenton 试剂对于印染废水的脱色效果非常好。另外，国内外的研究还证明，用Fenton试剂可有效地处理含油、醇、苯系物、硝基苯及酚等物质的废水。
类Fenton试剂法具有设备简单、反应条件温和、操作方便等优点，在处理有毒有害难生物降解有机废水中极具应用潜力。该法实际应用的主要问题是处理费用高，只适用于低浓度、少量废水的处理。将其作为难降解有机废水的预处理或深度处理方法，再与其他处理方法（如生物法、混凝法等）联用，则可以更好地降低废水处理成本、提高处理效率，并拓宽该技术的应用范围。
光催化法是利用光照某些具有能带结构的半导体光催化剂如TiO2、ZnO、CdS、WO3等诱发强氧化自由基•OH，使许多难以实现的化学反应能在常规条件下进行。锐钛矿中形成的TiO2具有稳定性高、性能优良和成本低等特征。在全世界范围内开展的最新研究是获得改良的（掺入其他成分）TiO2，改良后的TiO2具有更宽的吸收谱线和更高的量子产生率。
1.3.5 电化学氧化法
电化学氧化又称电化学燃烧，是环境电化学的一个分支。其基本原理是在电极表面的电催化作用下或在由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。除可将有机物彻底氧化为CO2和H2O外，电化学氧化还可作为生物处理的预处理工艺，将非生物相容性的物质经电化学转化后变为生物相容性物质。这种方法具有能量利用率高，低温下也可进行；设备相对较为简单，操作费用低，易于自动控制；无二次污染等特点。
1.3.6 超声辐射降解法
超声辐射降解法主要源于液体在超声波辐射下产生空化气泡，它能吸收声能并在极短时间内崩溃释放能量，在其周围极小的空间范围内产生1 900～5 200 K的高温和超过50 MPa的高压。进入空化气泡的水分子可发生分解反应产生高氧化活性的•OH，诱发有机物降解；此外，在空化气泡表层的水分子则可以形成超临界水，有利于化学反应速度的提高。
超声波对含卤化物的脱卤、氧化效果显著，氯代苯酚、氯苯、CH2Cl2、CHCl3、CCl4等含氯有机物最终的降解产物为HCl、H2O、CO、CO2等。超声降解对硝基化合物的脱硝基也很有效。添加O3、H2O2、Fenton试剂等氧化剂将进一步增强超声降解效果。超声与其他氧化法的组合是目前的研究热点，如US/O3、US/H2O2、US/Fenton、US/光化学法。目前，超声辐射降解水体污染物的研究仍处于试验探索阶段。
1.3.7 辐射法
辐射法是利用高能射线（γ、χ射线）和电子束等对化合物的破坏作用所开发的污水辐射净化法。一般认为辐射技术处理有机废水的反应机理是由于水在高能辐射的作用下产生•OH、H2O2、•HO2等高活性粒子，再由这些高活性粒子诱发反应，使有害物质降解。
辐射法对有机物的处理效率高、操作简便。该技术存在的主要难题是用于产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高，而且该法的能耗大、能量利用率较低；此外为避免辐射对人体的危害，还需要特殊的保护措施。更多资料可登录易净水网查看。因此该法要投入运行，还需进行大量的研究探索工作。
1.4 臭氧法
臭氧具有极强的氧化性，对许多有机物或官能团发生反应，有效地改善水质。臭氧能氧化分解水中各种杂质所造成的色、嗅，其脱色效果比活性炭好；还能降低出水浊度，起到良好的絮凝作用，提高过滤滤速或者延长过滤周期。目前，由于国内的臭氧发生技术和工艺比较落后，所以运行费用过高，推广有难度。

J. 污水处理工艺哪些好

城市污水治理的几种常用方法

活性污泥处理法

目前在城市生活污水中应用最多的就是所谓的活性污泥法，它有处理能力强，处理后水质好等优势。其大致组成包括由曝气池，沉淀池，污泥排放以及回流等系统。待处理的污水和活性污泥回流共同进入曝气池然后混合，然后在其中与空气接触使得含氧量增加，发生代谢反应。经过充分搅拌的混合液变为悬浮状态，所以其中的有机污染物和氧气能够与微生物接触发生反应。接下来进入的是沉淀池，原来的悬浮固体会在其中沉降而被隔离，所以从沉淀池流出的已经为净化水。沉淀池里的污泥一般都会回流，从而保证曝气池中的悬浮固体和微生物有一定的浓度。在曝气池里的反应会使微生物增殖，所以过多的微生物要排出沉淀池以维持整个系统的稳定性。除需要能够氧化和分解有机物外，活性污泥还必须有一定凝聚和沉降能力，以便可以使其从混合液中分离，进而在出口得到纯净的水。活性污泥法的缺点在于其基础建设的成本过高，不易实施。

生物膜处理法

所谓生物膜法，就是通过在一些固体物表面附着的微生物对污水中的有机污染物加以处理的方法。它和活性污泥处理方法发展时间基本一致。所谓的“生物膜”即是附着在固体表面的微生物形象叫法，一般是由非常密集的好氧菌，厌氧菌，原生动物和藻类等结合一起形成的生态系统。生物膜所附着的固体介质叫做载体或滤料，由此向外生物膜可以分成厌气层，好气层，附着以及运动水层。整个方法的基本运作过程为，先由生物膜吸附水层中的有机物，然后由好氧菌进行分解，再由厌氧菌进行厌气分解，运动水层通过流动不断更新生物膜，由此反复实现对污水的净化作用。

一般适用生物膜法的场合为中小规模城市废水的处理，所用的处理结构是生物滤池或生物转盘，在我国的南方一般使用生物滤池。由于材料和技术的不断革新，生物膜法技术近年来进步很大。因为生物膜法中微生物一般固定在填料上，所以构成的生态系统比较稳定，微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多，其剩余的污泥也更少。生物膜法所拥有的高效率高，高耐冲击性、产泥量低以及运管便利性等优势使其在各种处理方法中竞争力极大。生物膜法的劣势在于成本较高且单位处理效率低。所以进一步降低成本，提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。

氧化处理法

氧化处理法是当今被广泛使用的一种城市污水预处理方法，有较大的潜力。可根据其中氧化剂的种类和反应器类型对其分类为化学氧化法，催化氧化法以及光催化氧化法等。其中，化学氧化法的操作比较简单，但效果不够明显且运行成本较高，所以实际工作中应用不多。为实现处理效果的提高，降低成本的目标，目前找到了一些其他氧化技术。

在这些新方法中的其中一种就是光催化法。它的特点是所需设备简单，条件温和，氧化能力高并且处理效果彻底。在污水处理中受到广泛欢迎。

光催化反应就是通过光的作用发生的化学反应。反应过程中分子由于吸收特定波长的光波而转变为分子激发态，进而发生化学反应形成新物质，或者变成中间化学产物以促进热反应的进行。光化学反应所需的活化能来自于光，把太阳能的中的光能进行光电转化和光化学转化加以利用是目前非常热门的研究领域。

光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外，在有紫外光的Feton 体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。
所谓光化学反应，就是只有在光的作用下才能进行的化学反应。该反应中分子吸收光能被激发到高能态，然后电子激发态分子进行化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量。在太阳能利用中，光电转换以及光化学转换一直是光化学研究十分活跃的领域。80 年代初，开始研究光化学应用于环境保护，其中光化学降解治理污染尤受重视，包括无催化剂和有催化剂的光化学降解。前者多采用臭氧和过氧化氢等作为氧化剂，在紫外光的照射下使污染物氧化分解；后者又称光催化降解，一般可分为均相、多相两种类型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质，通过光助-芬顿(photo－Fenton）反应使污染物得到降解，此类反应能直接利用可见光；多相光催化降解就是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料，同时结合一定能量的光辐射，使光敏半导体在光的照射下激发产生电子空穴对，吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用，产生·OH 等氧化性极强的自由基，再通过与污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化，最终生成CO2、H2O 及其它离子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。与无催化剂的光化学降解相比，光催化降解在环境污染治理中的应用研究更为活跃。

氧化处理法目前由于低成本以及高效率的优势特点处理方式已经得到了广泛的关注。另外它在对污水进行深度处理和不易进行生物降解的有机废水处理等场合都有不错的前景，成为了国内外一项活跃的研究课题，很多人认为氧化法将在21 世纪成为废水处理的一项重要方法。