生物吸附法
生物吸附法处理重金属废水研究进展
研究成果和不足:吸附法在重金属废水处理方面取得了显著的研究成果。首 先,针对不同种类的重金属废水,研究者们发现了多种高效、稳定的吸附剂,如 活性炭、树脂和生物质材料等。其次,通过改性技术,这些吸附剂的性能得到了 显著提升,为实际应用提供了良好的基础。此外,研究者们还研究了吸附剂的再 生和循环使用问题,为降低处理成本提供了有效途径。
生物吸附法处理重金属废水研 究进展
01 摘要
目录
02 引言
03 一、生物吸附法原理
04 二、影响因素
05
三、应用现状及未来 发展趋势
06 参考内容
摘要
本次演示综述了近年来生物吸附法在处理重金属废水领域的研究进展。生物 吸附法利用微生物、植物、藻类等生物体对重金属的吸附作用,实现对废水中重 金属的有效去除。本次演示介绍了生物吸附法的原理、影响因素、应用现状及未 来发展趋势,旨在为相关领域的研究和实践提供参考。
研究现状:在吸附法处理重金属废水的研究中,主要涉及吸附剂的选取和改 性两个方面。目前,常见的吸附剂包括活性炭、树脂、生物质材料等。活性炭具 有高比表面积、发达孔结构和良好的吸附性能,是重金属废水处理中最常用的吸 附剂之一。树脂作为一种高分子聚合物材料,对重金属离子具有较强的吸附能力。 生物质材料则具有来源广泛、可再生等优点,成为研究的新方向。
二、影响因素
1、生物体种类:不同种类的生物体对重金属的吸附能力存在差异。例如, 某些微生物具有较强的吸附能力,而某些植物则对某些重金属具有较高的选择性。 因此,选择合适的生物体是提高生物吸附效果的关键。
2、重金属种类和浓度:不同种类的重金属离子对生物体的吸附能力不同。 一般来说,高浓度的重金属离子对生物体的毒性较大,可能导致生物体死亡或降 低吸附效果。因此,在实际应用中,需要根据废水中重金属的种类和浓度选择合 适的生物体和处理条件。
去除废水中的镉的工艺流程
去除废水中的镉的工艺流程废水中镉的去除主要有物理方法、化学方法和生物方法三种工艺流程。
下面详细介绍这三种方法的具体流程。
一、物理方法物理方法主要是利用一些物理性质的差异将废水中的镉与其他物质进行分离。
常用的物理方法有沉淀法、过滤法和吸附法等。
1. 沉淀法:废水中的镉可以通过与某些沉淀剂反应形成不溶性的镉盐沉淀物,进而使镉从废水中去除。
流程如下:(1)调节废水的pH值,通常使其处于中性或弱碱性条件下,以利于镉的沉淀。
(2)添加合适的沉淀剂,如碳酸钠、氢氧化钠或石灰等,与镉离子反应生成沉淀。
(3)将产生的沉淀物与废水进行分离,可通过沉淀池、沉淀沟或离心机等实现。
2. 过滤法:过滤法是通过过滤介质将废水中的镉颗粒分离出来。
流程如下:(1)将废水通入过滤装置,常用的过滤介质有石英砂、活性炭等。
(2)废水中的镉颗粒会被过滤介质阻留,而较小颗粒的溶解态镉则会通过过滤介质被排除。
(3)定期清洗过滤介质,将被吸附的镉颗粒去除。
3. 吸附法:吸附法是通过吸附材料吸附废水中的镉离子,实现镉的去除。
流程如下:(1)选择适宜的吸附材料,如活性炭、纳米材料、离子交换树脂等。
(2)将废水与吸附材料接触,镉离子会被吸附到吸附材料上。
(3)分离废水与吸附材料,可以通过过滤、离心等方式实现。
(4)定期对吸附材料进行再生或处理,以实现循环利用。
二、化学方法化学方法主要是通过化学反应改变废水中镉的化学形态,使其转变成不可溶性盐类或沉淀物,从而实现镉的去除。
常用的化学方法有络合剂沉淀法、氧化法和还原法等。
1. 络合剂沉淀法:络合剂沉淀法是通过添加络合剂使废水中的镉形成不溶性络合物,从而实现镉的去除。
流程如下:(1)根据废水中镉的性质选择适宜的络合剂,如硫氰酸盐、EDTA等。
(2)添加络合剂到废水中,与镉形成不溶性络合物。
(3)将形成的络合物与废水分离,可通过沉淀、过滤等方式实现。
2. 氧化法:氧化法是通过氧化剂将废水中的镉氧化成沉淀物,然后进行分离。
生物发酵废气处理方法
生物发酵废气处理方法生物发酵废气是指在微生物发酵过程中产生的一种废气,主要成分是二氧化碳、一氧化碳、硫化物、氨等。
这些废气中的有害物质对于人体和环境都有一定的危害性。
因此,对于生物发酵废气的处理非常重要。
下面介绍几种常见的生物发酵废气处理方法。
1.生物滴滤法生物滴滤法是利用微生物菌群来降解废气中的有害物质。
首先,将废气通过滴滤器进行预处理,去除颗粒物和一些无机气体。
然后,将废气通过滴滤装置,使废气和微生物菌群接触,微生物通过降解废气中的有害物质,将其转化为无害物质。
最后,经过滤网去除微生物,得到净化后的废气。
2.生物吸附法生物吸附法是利用生物材料对废气中的有害物质进行吸附。
常用的生物材料有活性炭、活性白土等。
将这些生物吸附剂放置在吸附装置中,废气通过时,有害物质被生物吸附剂吸附下来,进而实现废气净化。
3.生物氧化法生物氧化法是利用微生物对废气中的有害物质进行氧化降解的方法。
常用的微生物有泡泡藻、硫氧化细菌等。
将这些微生物放置在生物氧化器中,废气经过生物氧化器时,微生物利用废气中的有机物进行代谢,将有害物质转化为无害的氧化产物,从而实现废气净化。
4.生物过滤法生物过滤法利用生物滤料对废气中的有害物质进行吸附和分解。
常用的生物滤料有活性炭、陶粒、葡萄藤丝等。
将这些生物滤料填充在生物过滤器中,废气经过时,有害物质被生物滤料吸附并分解,从而达到净化的效果。
5.生物堆肥法生物堆肥法是将废气中的有机物进行堆肥处理,使其转化为无害物质的方法。
将废气中的有机物与一定比例的菌群和添加剂混合,放置在适宜的条件下进行堆肥处理,经过一段时间的堆肥,废气中的有机物被微生物逐渐分解,转化为稳定的有机肥料,从而实现废气净化和资源化利用。
以上是几种常见的生物发酵废气处理方法,这些方法各有优劣,具体选择哪种方法主要取决于废气的成分和处理要求。
废气处理过程中需要注意适宜的温度、湿度、通气量等参数的控制,以确保处理效果。
同时,不同的废气处理方法可以结合使用,形成综合的废气处理系统,提高废气处理的效率和效果。
生物吸附技术在环境处理中的应用
生物吸附技术在环境处理中的应用随着环境问题的日益严重和人们环保意识的不断增强,生物吸附技术在环境治理中引起了越来越多的关注,被广泛应用于水污染、垃圾处理、空气清洁等领域。
生物吸附技术是一种自然界广泛存在的现象,指的是生物体吸附并在其表面吸附、富集和储存污染物的过程,具有高效、经济、环保等突出优点。
水污染方面,生物吸附技术可以有效去除水中的重金属、有机物等污染物,具有良好的适应性和可控性。
例如,用生物质炭作为吸附材料,可以有效去除水中的染料、酸、有机化合物、至少有22种金属等。
生物吸附技术不仅能够去除水中污染物,还可以净化废水,将废水转化为可再利用的水资源,过滤出的污泥还可成为肥料或燃料,将废渣变为宝贵资源,具有很高的综合价值。
垃圾处理方面,生物吸附技术也被广泛应用。
通过将微生物加入到垃圾中,利用微生物的代谢能力将垃圾中的有机物分解为二氧化碳和水,不仅能减小垃圾的体积,还能减少对环境的污染,实现资源的回收利用。
同时,在处理污泥垃圾方面,利用微生物的吸附能力将污泥中的有害物质吸附和分解,减少对环境的损害和污染。
空气清洁方面,生物吸附技术也有着很好的应用前景。
通过将空气中的有害物质(如甲醛、苯、氨等)与生物菌丝接触,利用生物菌丝的吸附能力,将有害物质吸附并分解为无害物质,达到净化空气的目的。
此外,生物吸附技术还可以应用于微小污染场所的治理,如病房、实验室等空间空气净化。
需要注意的是,生物吸附技术本身并不是万能的,对于不同的污染物和环境,合适的生物吸附技术才能够起到最佳的净化效果。
因此,在使用生物吸附技术时,需要根据实际情况的需要选择合适的生物吸附材料和生态环境,同时也需要进行科学合理的操作和管理,才能够取得良好的净化效果。
总而言之,生物吸附技术在环境处理中的应用广泛,能够有效净化水、空气以及垃圾等领域,是一种高效、经济、环保的处理方法,具有极大的发展潜力和应用前景,在未来的环境治理中必将发挥重要的作用。
镉的去除方法
镉的去除方法镉是一种有毒重金属,对人体和环境都具有严重的危害。
因此,如何有效地去除镉成为了一项重要的研究课题。
本文将介绍几种常见的镉去除方法,并对其优缺点进行分析。
一、生物吸附法生物吸附法是利用微生物或植物吸附镉离子的特性来去除水体中的镉。
微生物通常通过细胞壁上的功能基团与镉离子发生络合反应,从而达到去除的效果。
植物则利用根部的吸附能力将镉离子从水中吸附到植物体内。
优点:生物吸附法具有去除效果好、操作简单、成本低等优点。
同时,该方法对水体中其他成分的影响较小,不会引起二次污染。
缺点:生物吸附法需要耗费较长的时间才能达到去除效果,并且在实际应用中需要选择适合的微生物或植物种类。
此外,该方法对水体中的温度、pH值等环境条件有一定要求。
二、化学沉淀法化学沉淀法是利用化学反应将镉离子与沉淀剂反应生成不溶性的沉淀物,并通过沉淀物的沉淀作用将镉离子从水中去除。
优点:化学沉淀法去除效果显著,处理速度快,适用于镉浓度较高的水体。
缺点:化学沉淀法需要添加沉淀剂,而沉淀剂本身可能对环境造成污染。
此外,在反应过程中产生的大量沉淀物需要进一步处理,否则可能导致二次污染。
三、电化学法电化学法是利用电解反应将镉离子还原为金属镉,并通过电解槽的分离作用将金属镉从水中去除。
优点:电化学法去除效率高,可以将镉离子转化为金属镉,从而达到完全去除的效果。
同时,该方法对水体中的其他成分影响较小。
缺点:电化学法需要耗费较高的能量,对电解槽的材料和结构有一定要求。
此外,在实际应用中需要处理电极上可能产生的气体。
四、离子交换法离子交换法是利用具有特定功能基团的材料吸附水中的镉离子,并通过再生处理将吸附的镉离子去除。
优点:离子交换法去除效果好,可重复使用吸附材料,减少了处理成本。
缺点:离子交换法需要周期性地进行再生处理,同时再生过程中可能产生的废液也需要进行处理。
此外,离子交换法对水体中的其他成分具有一定的选择性,可能会引起一些副作用。
镉的去除方法有生物吸附法、化学沉淀法、电化学法和离子交换法等。
常见废水除磷方法以及作用机理
常见废水除磷方法以及作用机理废水中的磷是一种常见的水质污染物,过量的磷会导致水体中富营养化,引发藻类大量繁殖,进而破坏水生态系统的平衡。
因此,废水处理中除磷是一个重要的环节,下面将介绍常见的废水除磷方法以及作用机理。
1.化学沉淀法化学沉淀法是目前最常用的废水除磷方法之一、通过加入化学沉淀剂(如氯化铝、聚合氯化铝等)使磷与金属离子反应生成难溶的磷盐沉淀,从而实现磷的去除。
其作用机理主要是利用化学反应改变磷的溶解度,使其从溶液中转化成固体沉淀,从而达到除磷的目的。
2.生物吸附法生物吸附法是使用具有高亲磷能力的微生物(如固氮菌、蓝藻等)或植物(如水稻、草等)吸附废水中的磷元素。
这些微生物或植物通常具有丰富的表面胞外多糖物质,可以通过静电作用、络合作用等与磷形成强结合,从而减少磷在废水中的浓度。
此方法的作用机理主要是通过生物体与磷之间的物理化学作用实现磷的去除。
3.生物处理法生物处理法是指利用活性污泥或特定微生物菌群进行废水处理,其中包括生物吸附、生物吸附和生物转化等过程。
生物处理法的除磷机理是通过微生物在氧化还原条件下,利用磷酸盐还原酶活性将废水中的无机磷转化为有机磷,然后通过生物菌群的附着、沉淀或生物组织吸附形式除去。
4.改性吸附剂法改性吸附剂法是利用特定吸附剂对废水中的磷离子进行吸附,从而实现废水除磷。
常见的吸附剂包括活性炭、陶瓷球、钢渣等。
这些吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构,可以通过静电作用或吸附作用将磷离子从废水中去除。
5.膜分离法膜分离法主要包括微滤、超滤、逆渗透等技术,在除磷过程中主要是通过膜的选择性透过和拒除作用将废水中的磷分离出。
这些膜材料通常具有较小的孔径,可以有效拦截废水中的磷离子,从而实现磷的去除。
综上所述,常见的废水除磷方法包括化学沉淀法、生物吸附法、生物处理法、改性吸附剂法和膜分离法。
这些方法的作用机理不同,但都能有效地去除废水中的磷,达到净化水体的目的。
不同的除磷方法适用于不同的废水处理场景,选用合适的方法可以提高废水处理效果。
生物除磷原理
生物除磷原理
生物除磷原理,又称为生物除磷技术,是一种利用生物学特性去除水体中磷的方法。
其原理是通过使用某些特定的微生物或生物体,在适宜的环境条件下,将水中溶解性磷转化为无机磷盐沉淀或吸附于生物体表面,从而将磷去除。
在生物除磷过程中,通常会利用到两种微生物:磷酸盐积累菌和聚磷酸盐积累菌。
磷酸盐积累菌具有较好的吸附能力,可以将水中的无机磷盐吸附在细胞表面;而聚磷酸盐积累菌则能够在有机质富集的环境中形成颗粒状或链状的聚磷酸盐沉淀,从而将磷从水中去除。
常见的生物除磷技术包括生物吸附法、生物沉淀法和生物转化法。
生物吸附法是通过将含有磷酸盐积累菌的吸附剂投入水体中,使其吸附溶解性磷,并通过物理或化学方法将吸附剂与磷一起去除。
生物沉淀法则是利用聚磷酸盐积累菌形成的沉淀物,通过沉淀、过滤等处理步骤将磷去除。
而生物转化法则是利用一些微生物对水中的溶解性磷进行转化,使其形成一些可沉淀或吸附的无机磷盐,并通过沉淀或吸附去除磷。
需要注意的是,生物除磷技术的应用需要一定的环境条件,包括适宜的温度、pH值、溶解氧和有机质等因素。
此外,不同
的水体类型和水质特征也会影响生物除磷的效果。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的生物除磷技术,并进行相应的调控和优化。
生物吸附
生物吸附利用微生物体本身的化学结构及其成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子。
微生物吸附金属的流程示意生物吸附金属的机理较复杂,按是否消耗能量可分为活细胞吸附与死细胞吸附2 种。
活细胞吸附分2 个阶段。
第1 阶段与代谢无关,为生物吸附过程,进行较快,在此过程中,金属离子可通过配位、螯合与离子交换、物理吸附及微沉淀等作用中的一种或几种复合至细胞表面;第2 阶段为生物积累过程,进行较慢,在此过程中,金属被运送至细胞内。
目前,国内外已提出的金属运行机制有细胞质过氧化、主动运输、载体协助运输、复合物渗透、被动扩散及软硬酸碱理论( HSAB) 等。
生物积累过程和细胞代谢直接相关,因此,许多影响细胞生物活性的因素都能影响金属的吸附。
死细胞吸附过程只存在生物吸附作用。
由于废水中要去除的离子大多是有毒、有害的金属或放射性金属,会抑制生物的活性,甚至使其中毒死亡,且生物的新陈代谢作用受温度、p H 值、能源等诸多因素的影响,因此,生物积累在实际应用中受到很大限制。
实际吸附过程中,活细胞的吸附量并不一定比死细胞大。
赵玲等用海洋赤潮生物原甲藻( Prorocent rum micans ) 活体和死体对Cu2 + , Pb2 + ,Ni2 + ,Zn2 + ,Ag2 + 与Cd2 + 的吸附能力进行了研究,结果证明,金属离子混合液经原甲藻吸附30 min 后,各离子的浓度显著下降且达到平衡。
原甲藻的活体和死体对这6 种金属离子具有相似的吸附能力。
生物吸附的机理往往因菌种、金属离子的不同而异, 但其主要发生的是细胞壁上的官能团—COOH , —N H2, —SH , —OH , —PO4-3等与金属离子的结合或以其它方式的配位。
根据微生物从溶液中去除金属的方式不同,生物吸附可分为以下几种: (1) 胞外富集/ 沉淀; (2) 细胞表面吸附或络合; (3) 胞内富集。
其中细胞表面吸附或络合对死活微生物都存在,而胞内和胞外的大量富集往往要求微生物具有活性。
污水处理中的高效去除有机磷的技术
污水处理中的高效去除有机磷的技术污水处理一直是保护环境和维持生态平衡的重要环节。
有机磷是污水中的一种主要污染物,其存在会对水体造成严重的污染影响。
因此,开发高效去除有机磷的技术对于实现污水处理的可持续发展至关重要。
本文就污水处理中的高效去除有机磷的技术进行探讨。
一、生物处理技术1. 生物吸附法生物吸附法是利用微生物对有机磷的亲和力实现去除的技术。
常见的生物吸附剂包括活性污泥和吸附料。
活性污泥法通过增加活性污泥的通氧量和负荷来促进微生物对有机磷的吸附作用。
吸附料法则是将吸附剂与废水接触,利用吸附剂表面的微生物群体实现去除有机磷。
生物吸附法具有高效去除有机磷的特点,且操作简便、运行成本低。
2. 生物降解法生物降解法是通过微生物将有机磷转化为无机磷,再利用其他处理工艺去除无机磷。
在普通的曝气活性污泥法中,微生物可以利用有机磷为能源进行生长,并将其转化为无机磷。
随后,通过沉淀、过滤等方式去除无机磷。
生物降解法具有去除效率高、废液处理方便等优点。
二、化学处理技术1. 化学凝结法化学凝结法是通过添加化学反应剂,使有机磷与反应剂发生凝结反应产生沉淀物,从而实现有机磷的去除。
常用的反应剂包括铝盐、铁盐等。
这些反应剂与有机磷发生反应形成的沉淀物具有较高的密度,易于沉淀分离。
化学凝结法具有快速去除效果和较高的适用范围。
2. 化学氧化法化学氧化法是通过添加氧化剂,将有机磷氧化为无机磷或其他无机物,再通过混凝、沉淀等方式进行去除。
常用的氧化剂包括高锰酸盐、过氧化氢等。
化学氧化法具有较高的去除效率和广泛的适用性。
三、物理处理技术1. 活性炭吸附法活性炭吸附法是通过将污水通过活性炭床,利用活性炭对有机磷的亲和力实现去除。
活性炭具有高比表面积和较强的吸附性能,可以有效吸附污水中的有机磷。
活性炭吸附法具有去除效果好、工艺简单等优点,但需要进行周期性更换或再生。
2. 膜分离技术膜分离技术是通过半透膜将污水中的有机磷分离出来,达到去除的目的。
细菌学中的生物吸附技术
细菌学中的生物吸附技术生物吸附技术是一项重要的环境保护技术,广泛应用于工业废水处理、废气处理、生态修复等领域。
在细菌学中,生物吸附技术也是一种重要的细胞工程技术,可用于细胞培养、分离纯化、蛋白质纯化等方面。
什么是生物吸附技术?生物吸附技术是指利用生物体表面的生化反应或生物结构的特点,使其对特定物质表现出的吸附能力进行利用的技术。
生物体表面具有种类多样、大量存在、可再生、具有高效选择性和高特异性等优点,可广泛应用于各个领域。
生物吸附技术可利用细胞壁、酵母菌、细胞表面蛋白、DNA 等材料进行吸附,达到纯化蛋白质、分离、鉴定、去除废物、保护环境等目的。
生物吸附技术在细菌学中的应用生物吸附技术是一项重要的细胞工程技术,广泛应用于细菌学中的细胞培养、分离纯化、蛋白质纯化等方面。
生物吸附技术在微生物学研究中,可用于分离纯化细菌、选择特定菌种、提高培养效率、克服细胞分离难度等方面。
常用的吸附材料有离子交换树脂、金属螯合树脂、亲和层析树脂等,这些树脂都是利用生物分子亲合性对目标分子的吸附特性进行分离纯化。
生物吸附技术的应用1、制备单克隆抗体单抗在医学研究和临床上有着重要的应用,特别是在肿瘤治疗和自身免疫性疾病治疗方面,单抗已成为重要的生物制药。
生物吸附技术可用于单抗制备中,即利用吸附树脂的亲和性将需要分离的蛋白质组分进行吸附,然后在这些组分中寻找筛选单克隆抗体的独特性质。
2、分离纯化酶生物吸附技术可用于分离纯化酶,通过对酶及其受体的亲和性进行吸附分离,从而得到纯化的酶。
3、快速检测细菌生物吸附技术可用于快速检测细菌,在细菌表面包被金属的吸附树脂上进行吸附,给予适当处理后,用显微镜观察吸附的颗粒物,即可得出纯化细菌。
结论生物吸附技术是一种快速、高效、经济的方法,已经在微生物学研究、制药、工业废水处理和环境保护等领域得到了广泛应用。
在细菌学中,生物吸附技术是一种重要的细胞工程技术,可用于细胞培养、分离纯化、蛋白质纯化等方面。
去除重金属污染的技术与方法
去除重金属污染的技术与方法为了保护环境,人们不断寻找方法和技术去除各类污染物,而重金属污染是其中一个绕不开的话题。
重金属污染对人类健康和自然环境都有着严重影响,因此如何去除重金属污染成为了环保研究的重要课题之一。
本文将就去除重金属污染的技术和方法进行探讨。
一、物理方法1. 吸附法吸附法是一种非常常用的去除重金属污染的物理方法。
这种方法是利用吸附剂对废水中的重金属离子进行吸附,最后将吸附剂与废水分离,将重金属与吸附剂一同进行处置。
吸附剂既可以是天然材料如活性炭、沸石等,也可以是人造材料如树脂等。
吸附法具有无二次污染、操作简单等优点,但吸附剂的寿命较短,需要不断更换。
2. 沉淀法沉淀法是指将重金属离子在废水中转化成易于沉淀的化合物,如碳酸盐、氢氧化物等,并通过重力沉淀的方法将其从废水中去除。
沉淀法适用于废水中重金属离子浓度较高、水质稳定情况下使用。
沉淀法存在着废水中沉淀剂需多次循环使用、降低水质等问题,需要根据实际情况加以使用。
二、化学方法1. 氧化还原法氧化还原法是指利用化学氧化剂或还原剂将重金属化合物转化为其他化合物,从而去除重金属污染的方法。
常见的氧化剂包括双氧水、高锰酸盐等,还原剂则可以是二氧化硫等。
氧化还原法具有操作简单、去除效果好的优点,但氧化剂和还原剂也可能对环境带来污染。
2. 配位沉淀法配位沉淀法是指将废水中的重金属离子通过加入适当的配位剂,形成配合物,再将其一同沉淀和去除的方法。
配位沉淀法不易受废水水质影响、去除效果好,但配位剂使用量需要控制好。
三、生物方法1. 生物吸附法生物吸附法是指利用生物体内的吸附剂去除废水中的重金属离子。
常见的吸附剂包括细胞壁、菌丝等。
生物吸附法具有操作简单、去除效率高、无化学物品污染等优点,但也需要关注生物的生长环境、生命周期等问题。
2. 生物还原法生物还原法是指利用微生物将重金属离子还原成易于沉淀的形态,从而去除重金属污染的方法。
比如用铁还原菌处理含铬废水等。
生物吸附-降解活性污泥法
第七讲⑸生物吸附-降解活性污泥法也称为AB法,不设初沉池,由A段和B段二级活性污泥系统串联组成,分别有独立的污泥回流系统。
AB法工艺对BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常规的活性污泥法,主要用于城市污水处理。
①系统组成:A段由A段曝气池与中沉池组成,B段由B段曝气池及终沉池组成,A、B两段分别设立污泥回流系统。
②AB法的基本原理AB法流程遵循以下两条基本原理:1)与单段系统相比,微生物群体完全隔开的两段系统能取得更高效和更稳定的处理效果;2)由于AB法不设初沉池,为此一个连续工作的A段,由于外界连续不断地接种具有很强繁殖能力和抗环境变化能力的短世代原核生物,提高了处理工艺的稳定性。
③AB法的工艺特点:a.不需设初沉池;b.A段具有高效和稳定的特点;c.A段和B段运行既独立又联系,可以根据出水水质特点和要求,灵活地调整运行参数;d.AB法具有一定的脱氮除磷功能;e.适合某些难降解有机废水的处理,在处理过程中,A段兼氧运行,可使长链大分子有机物变为短链小分子有机物,提高污水的可生化性,使B段处理效果提高;f.AB法的基建投资省,运行费用低,能耗少,处理效果好;g.易于实现分期建设,可先建A段,通过A段去除大多数有机物,部分达到削减有机物的环境质量要求,资金到位后,再续建B段;④AB法的变形工艺A-B(BAF)工艺:用具有高容积负荷的曝气生物滤池(BAF)代替AB滤池串联工艺。
BAF中的活性污泥不仅在滤料表面形成生物膜,在滤料间形成污泥层,对污水中的有机物能起到很好的吸附过滤作用;A-B(A/O)工艺:污水经A段去除部分有机物后,进入A/O的缺氧池,利用水中的有机物对来自好氧池的硝酸盐进行反硝化;A-B(A/A/O)工艺:将B段改为A/A/O法,这种工艺在A段具有进水负荷高,耐冲击负荷的优点,又具有A/A/O法对含碳有机物和氮磷去除效果好的特点;A-B(SBR)工艺:即,将B段改为序批式活性污泥法,使该段可以达到去除有机物以及氮磷的目的;A-B(氧化沟)工艺:将AB法的A段与氧化沟相结合,以节省B段用地,多用于改建或扩建工程,可达到除磷脱氮、出水水质好的目的。
制药废渣的处理方法
制药废渣的处理方法制药废渣是指制药过程中产生的固体废弃物,其中包括废弃药品、废弃药剂、废弃渣等。
这些废弃物可能包含有毒有害的成分,对环境和人类健康造成威胁。
制药废渣的处理成为了一项非常重要的任务。
本文将从物理、化学、生物等多方面介绍制药废渣的处理方法。
一、物理方法1. 热处理热处理是制药废渣处理的一种有效方法。
热处理能够通过高温杀死微生物,并且将有害污染物分解,使其变得无毒化。
热处理可分为干热处理和湿热处理两种方式。
干热处理主要用于处理固体物质,通过高温烘干和焙烧使其分解。
湿热处理则主要用于液态、半固体物质的处理,如采用蒸汽灭菌、高压水洗等方式处理毒性废液。
2. 土壤固化土壤固化是将制药废渣混入土壤中,通过加入一定量的固化剂将其加固。
这种处理方法能够有效地在地下掩埋固废和污染场等环境中使用。
采用土壤固化的方式处理固体废弃物能够将其稳定化,并且减少其对环境的影响。
3. 重力沉淀法重力沉淀法是将制药废渣放置在沉淀池中,通过重力作用使其沉淀。
这种处理方法主要应用于处理含有悬浮物粉尘和颗粒物的洗涤废液,具有简单、易行、低成本的优点。
重力沉淀法对悬浮物粉尘和颗粒物具有较好的除污效果,但是对于有机废液等难以处理的问题仍然存在难题。
二、化学方法1. 氧化还原法氧化还原法是利用化学反应来促使废物物质的分解、降解与氧化。
该方法通过引入可能氧化污染物的化学物质,如次氯酸钠、氯化铁、过氧化氢等,对制造废料进行处理。
绝大多数氧化还原处理方法都需要在中性或酸性环境下进行处理。
2. 中和法中和法主要采用酸碱反应中的中和作用,将废液的 pH 值调整至中性或一定范围内,使有害物质变得稳定化。
这种化学方法能有效地处理制药废渣中邪恶污染物,下于处理含重金属等特殊物质的废渣废液。
3. 沉淀剂法沉淀剂是将化学物质加入废渣中,通过化学反应与废渣中的污染物发生混合作用,从而使有害物质转化为沉淀。
当沉淀形成时,它可以被过滤或静置。
沉淀剂法能够处理含有重金属及其他毒性污染物的制药废渣废液三、生物处理1. 生物吸附法生物吸附法是利用生物体对有害物质的吸附、积累和降解,将废液中的污染物转化为无毒有益的物质。
污水处理中的去除磷酸盐和硅酸盐的技术
污水处理中的去除磷酸盐和硅酸盐的技术污水处理是一项重要的环境保护工作,它涉及到多种废水污染物的去除和净化。
其中,磷酸盐和硅酸盐是常见的污水中的有害物质,它们对环境造成严重影响。
因此,研究和应用能高效去除磷酸盐和硅酸盐的技术具有重要的实际意义。
一、磷酸盐的去除技术磷酸盐是导致水体富营养化的主要原因之一,它会引发藻类的大量繁殖,导致水体产生蓝藻水华等问题。
为了解决磷酸盐污染问题,人们开发了多种去除磷酸盐的技术。
1. 生物吸附法生物吸附法是利用微生物吸附磷酸盐的特性来去除磷酸盐的一种方法。
通过在废水中添加微生物,微生物会吸附和固定废水中的磷酸盐,达到去除的效果。
这种方法具有操作简单、成本低、效果较好的特点,但需要维护好微生物的生长环境,否则微生物的吸附能力会下降。
2. 化学沉淀法化学沉淀法是利用化学反应使废水中的磷酸盐生成难溶性的化合物,从而使其沉淀下来。
常用的沉淀剂有铝盐、铁盐等。
这种方法处理效果较好,可以彻底去除磷酸盐,但同时也会带来新的污染问题,如沉淀剂残留等。
因此,在使用化学沉淀法时需要注意选择合适的沉淀剂和控制剂量。
3. 膜分离法膜分离法是利用特殊膜的分离作用将废水中的磷酸盐分离出去的方法。
常用的膜分离技术有超滤、微滤和逆渗透等。
这种方法处理效果高,产生的污泥较少,但膜的维护和更换成本较高。
二、硅酸盐的去除技术硅酸盐是一种常见的水质污染物,主要来源于冶金、建筑材料等工业生产过程。
硅酸盐进入水体后,会造成水质浑浊,对水中生物生长和人体健康产生不良影响。
为了去除硅酸盐污染物,人们研究和应用了多种技术。
1. 碱法沉淀法碱法沉淀法是利用硫酸钠等碱性物质将水中的硅酸盐转化为难溶性的硅酸盐沉淀物的方法。
这种方法操作简单、成本较低,但沉淀物的处理和回收需要耗费一定的能源和资源。
2. 高级氧化法高级氧化法是利用氧化剂将水中的有机物和无机物进行氧化分解的方法。
常用的氧化剂有臭氧、氯氧化钠等。
这种方法对硅酸盐具有较好的去除效果,但是操作复杂,氧化剂的使用量较大。
生物分离工程-吸附法
m = mmax bc (1+bc)
Freundlich吸附等温线
在稀溶液, 1+bc≈1,m= mmax bc,吸附 量和浓度一次方成正比
m = mmax bc (1+bc)
在浓溶液中, 1+bc≈bc,m= mmax ,吸附量 和浓度零次方成正比
可以想象,在中等浓度时,吸附量和浓度的(1/n)次方成正 比(n>1),故有下列关系:
• 吸附容量主要与比表面积有关; • 吸附速度主要与颗粒度和孔径分布有关; • 机械强度影响其使用寿命。
吸附物的性质:
–能使表面张力降低的物质,易为表面所吸附; –溶质从较易溶解的溶剂中吸附时,吸附量较少; –极性吸附剂易吸附极性物质,非极性吸附剂易吸附非极性
物质; –对于同系列物质,吸附量变化有规律;
范德华力, 所以当气相中的吸附质分子被吸附在固体表面上之后,它们还可能从气相
分子中吸附同类分子,因而吸附是多层的。 但被吸附在同一层的吸附质分子之间相互无作用; 吸附平衡是吸附和解吸的动态平衡; 第二层及其以后各层分子的吸附热等于气体的液化热 。
大网格聚合物物理性能的测定
视密度:可用比重瓶用水银测定。
范德华力中的色散力是普遍的一种力
氢键力
一种特殊的分子间作用力,介于库仑引力与范德华引力 之间的特殊定向力,比诱导力、色散力都有大
两种原子电负性越大,半径 越小,H键就越能形成,作用 也就越大,越有利于吸附。
不同元素原子所形成的氢键力大小次序如下:
F-H······F > O-H······N > N-H······O > N-H······N > N C······N
吸引力和推斥力
吸附等温线
有机气体吸附及生物法
n
q -吸附热,kJ/kg
a -吸附蒸气量,m3/kg m , n-常数,表10-16
生物法(Biological Oxidation)
原理
微生物将有机成分作为碳源和能源,并将其分解为 CO2和H2O
工艺
生物洗涤塔(悬浮生长系统)
生物滴滤塔
生物滴滤塔
生物膜内降解的数学模型
吸附法(Adsorption)
吸附工艺
吸附工艺
活性炭吸附VOCs的性能最佳
亦有部分VOCs不易解吸,不宜用活性炭吸附
吸附工艺
吸附容量
利用波拉尼曲线估算
多组分吸附
过程
•
各组分均匀吸附于 活性炭上 挥发性强的物质被 弱的物质取代
•
活性炭的吸附热
物理吸附
吸附热=凝缩热+润湿热 估算式
微元物料平衡
dN dy ra 0
费克定律+米-门公式
De d c dy
2 2
ac
K c
0
生物滴滤塔
液膜内传递的数学模型
D c
2
y
2
rs [1
( y )
2
2
]
c z
VOCs降解简化模型
c g c g i ex p [ fL k 0 K hW z Q JK h ] fL k 0 K hW z Q JK h
[ C O 2 ] [ C O 2 ] i R c c g i [1 ex p (
)]
生物过滤塔(附着生长系统)
生物吸附法
生物吸附材料的种类
2、真菌吸附剂 真菌易于生长、产量高、较容易进行基因操作和 改造。在重金属生物吸附中, 人们关注较多的真菌主要 有丝状真菌和酵母菌。 酿酒酵母广泛用于食品和酿造工业. 由于具有较 为成熟的大规模工业化生产, 并常常作为工业生产的废 弃物, 因而易于大量廉价地获得这些生物材料来制备生 物吸附剂, 同时可以减轻这些行业处理废弃菌体的负担, 做到以废治废. 此外, 丝状真菌和酵母菌也容易利用不 复杂的发酵技术在廉价的生长基质上培养. 这些特点使 得真菌吸附剂在重金属生物吸附领域获得较为广泛的研 究.
生物吸附剂的预处理及固定化
吸附剂表面经过物理或化学处理,可以提高吸附 剂对重金属的吸附能力. 物理方法包括加热/煮沸、冷冻 干燥、高压灭菌等,化学方法是利用各种无机或有机物 质进行处理,如酸、碱、甲醇、甲醛等. 通过处理使细 胞表面暴露或覆盖更多的用于重金属吸附的位点,从而 增强或降低细胞吸附能力。 生物吸附剂的固定化是生物吸附成功实用化的关 键之一。游离细胞通常较小,强度低,造成固液分离和 再生利用困难. 通过细胞固定化技术,可以得到合适大 小、机械强度、硬度的颗粒。常用的固定化技术主要包 括: 吸附、包埋、交联、共价贴附等。
生物吸附机理
1、 离子交换机理 金属离子在被吸附剂细胞表面所吸附的同时,通 常伴随着其他阳离子的释放,发生金属阳离子与其他 阳离子在细胞内外的交换。 Brady 等研究了非活性少根根霉对 Mn(II)、 Cd(II)、Zn(II)、Pb(II)和 Cu(II)的吸附,发现Mg2+ 、Ca2+和H+从吸附剂上被置换下来进入溶液中。金属离 子被吸附的量越多,释出来的 Mg2+、Ca2+和 H+的总量 也越多。
环境因子对生物吸附的影响
生物吸附降解法
生物吸附降解法生物吸附降解法是一种利用微生物或附着在其体表上的微生物进行有机物的吸附和降解的方法。
它是一种环保、高效的废水处理技术,广泛应用于工业废水处理、土壤修复和生态系统保护等领域。
下面将介绍一些与生物吸附降解法相关的参考内容。
1. 生物吸附的原理和应用生物吸附是指微生物通过吸附有机物质到其体表来降解有机污染物的过程。
它可以通过各种生物体(如细菌、藻类、真菌等)和非生物体(如生物吸附剂)来实现。
该文章从介绍生物吸附的基本原理和机制入手,详细解析了生物吸附在废水处理和环境修复方面的应用。
2. 生物降解的机理和影响因素生物降解是指生物体通过代谢活动将有机污染物转化为无害的产物的过程。
该参考内容深入阐述了生物降解的机理和影响因素,包括微生物的多样性和适应性、环境条件(如温度、pH、氧气浓度等)以及废水中有机物质的性质等。
文章还介绍了目前常用的生物降解技术,如生物滤池、生物反应器等。
3. 生物吸附剂的种类和性能评价生物吸附剂是指通过改变生物表面性质或改进吸附条件来提高吸附效率和降解效果的剂型。
该参考内容介绍了常见的生物吸附剂种类,包括天然吸附剂(如活性炭、氧化铁等)和改性吸附剂(如生物高分子材料、离子交换树脂等)。
文章还详细说明了如何评价生物吸附剂的吸附性能,包括吸附容量、吸附速率、吸附平衡等指标。
4. 生物吸附降解法在工业废水处理中的应用工业废水中通常含有各种有机化合物,如苯、酚、醛类、酮类等。
该参考内容重点介绍了生物吸附降解法在工业废水处理中的应用。
通过从工业废水中筛选合适的吸附剂和微生物菌种,可以实现高效降解废水中的有机物质,达到排放标准。
文章还列举了一些具体的案例,如生物滤池在某石油化工厂废水处理中的应用等。
5. 生物吸附降解法在土壤修复中的应用土壤中有机污染物的降解是土壤修复的关键步骤。
该参考内容介绍了生物吸附降解法在土壤修复中的应用。
通过引入适宜的微生物菌种和生物吸附剂,可以将土壤中的有机污染物转化为无害的产物,提高土壤的质量和生态环境。
处理核污水的生态恢复方法
处理核污水的生态恢复方法处理核污水的生态恢复方法核污水是指含有放射性物质的废水,它对环境和人体健康都带来潜在威胁。
为了保护生态环境和人民的生命安全,我们需要寻找有效的方法来处理核污水并进行生态恢复。
在本文中,我将介绍几种常用的处理核污水的生态恢复方法。
1. 生物吸附法生物吸附法是一种利用生物体吸附和富集废水中的有害物质的方法。
在处理核污水时,可以使用适宜的生物材料,如微生物、植物等,将其放入核污水中,通过生物体表面的吸附作用,吸附和去除放射性物质。
同时,这些生物体还能够利用放射性物质作为能源进行生长,从而实现核污水的净化和生态恢复。
2. 高温焚烧法高温焚烧法是一种将核污水中的有害物质通过高温氧化分解的方法。
该方法需要建立起一套完善的废气处理系统,将产生的废气进行过滤和净化,避免二次污染。
高温焚烧能够有效地将放射性物质分解为无害物质,并且能够提取能量进行回收利用,具有较高的处理效率和经济性。
3. 土壤修复技术土壤修复技术是一种通过改善土壤环境来实现核污水生态恢复的方法。
该方法包括土壤通气、土壤调节及植物修复等。
通过增加土壤中的有机物和微生物,改善土壤结构和水分保持能力,以及选择适应性强的植物进行种植,可以促进放射性物质在土壤中的降解和转化,达到生态恢复的效果。
4. 放射性废水污染物的隔离和贮存对于无法直接处理的核污水,可以选择将其隔离和贮存。
这要求建立起符合安全标准的隔离设施,将核污水储存在密闭容器中,并进行定期监测和检测,避免核污水的泄漏和扩散,确保人体安全和生态环境的持续恢复。
综上所述,处理核污水的生态恢复方法有生物吸附法、高温焚烧法、土壤修复技术和放射性废水污染物的隔离和贮存。
这些方法各具特点,可以根据具体情况选择合适的方法进行处理。
随着科技的发展,我们相信将来会有更多更高效的处理方法出现,为核污水的处理和生态恢复提供更好的解决方案。
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生物吸附机理
4、氧化还原机理 某些金属离子存在不同的价态,当其被吸附在具 有还原能力的生物体上时,就可能发生氧化还原反应。 生物吸附剂表面富含两性基团,这有可能与带有正电 荷的重金属离子发生氧化还原反应。 酸还原菌在厌氧条件下产生的H2S 能和金属离子 反应生成金属硫化物沉淀从而去除废水中的金属离子。
生物吸附机理
5、酶促机理 非活性和活性生物对重金属都有一定的吸附性能, 活性生物对重金属的吸附与生物细胞的酶有关。 Volesky 和May 利用活性啤酒酵母吸附镉,通过 能谱仪分析发现镉是以磷酸盐的形式沉积下来,且酵 母细胞的细胞壁上没有磷酸盐的沉淀物,在细胞内的 液泡内有大量的镉沉积物。
环境因子对生物吸附的影响
生物吸附材料的种类
3、藻类吸附剂 海藻类微生物是生物吸附剂的一大组成部分,被较 多地研究开发应用于从工业废水、受污染地下水、电镀 废水、矿石加工废水中去除Pd2+、Pb2+、Ag+、Cr6+、Hg2+、 Cu2+等重金属离子,而且吸附量往往很高。一些大型海 藻的吸附容量比其它种类生物体高得多,甚至比活性炭、 天然沸石的吸附容量还高,与离子交换树脂相当。 绿微藻在悬浮状态下, 活细胞对Cr的最大吸附量为 12. 67mg /g干物质, 干细胞为13. 12 mg /g干物质
生物吸附机理
3、无机微沉淀机理 无机微沉淀机制是最常见的吸附机制之一。无机 微沉淀是指金属离子在生物细胞壁上或细胞内形成无 机的沉淀物的过程。一般来说,容易水解形成聚合的 水解产物的重金属离子,在生物细胞壁的表面易形成 无机的沉淀物。 Aloysius等通过扫描电镜和EDAX谱线分析后认为 少孢根霉吸附Cd(II)后,Cd(II)形成磷酸盐微沉淀 Cd3(PO4)2,主要体现在细胞壁中间的电子密集区。
生物吸附材料的种类
1、细菌吸附剂 细菌尺寸小、普遍存在、对环境适应能力强。许多 研究表明细菌及其产物对溶解态的金属离子有很强的配 合能力。根据它们的结构和组成,细菌细胞壁带有负电 荷,使得细菌表面具有阴离子的性质。金属离子与细胞 表面结构材料上的羧基阴离子和磷酸阴离子发生相互作 用而被固定。 如: 芽孢杆菌属的菌株都有强大的吸附金属的能力。 用地衣芽孢杆菌R08吸附Pd2+ , 45m in吸附量可达224. 8mg /g。
生物吸附剂的预处理及固定化
吸附剂表面经过物理或化学处理,可以提高吸附 剂对重金属的吸附能力. 物理方法包括加热/煮沸、冷冻 干燥、高压灭菌等,化学方法是利用各种无机或有机物 质进行处理,如酸、碱、甲醇、甲醛等. 通过处理使细 胞表面暴露或覆盖更多的用于重金属吸附的位点,从而 增强或降低细胞吸附能力。 生物吸附剂的固定化是生物吸附成功实用化的关 键之一。游离细胞通常较小,强度低,造成固液分离和 再生利用困难. 通过细胞固定化技术,可以得到合适大 小、机械强度、硬度的颗粒。常用的固定化技术主要包 括: 吸附、包埋、交联、共价贴附等。
1、pH值对吸附效果的影响 当pH值过低时,细胞壁上有限的连接基团的结 合位置会被水合氢离子(H3O+)所占据,同时又 由于同性相斥而阻碍金属离子接近细胞壁。 当pH值过高,超过金属离子微沉淀上限时,溶 液中的金属离子会以氢氧化物的形式存在,从而使 吸附过程无法进行。 吸附材料吸附重金属所对应的最佳系统pH值从 3~8不等。
生物吸附机理
2、表面络合机理 生物细胞的细胞壁在生物吸附重金属的过程中起 着非常重要的作用,是金属离子的主要积累场所。通 常,生物细胞的细胞壁主要由蛋白质、脂类和多糖类 组成,致使细胞壁上的主要官能团有羧基、羟基、氨 基、酰胺基、磷酰基和硫酸酯基等,其中的氧、氮、 硫和磷原子可以与金属离子发生配位络合作用。 吴涓分析了黄孢展齿革菌对 Pb2+的吸附机理,它 是以细胞壁上的氧原子、氮原子以及硫原子与 Pb2+ 的络合反应为主,同时伴随着Pb2+与H+、Mg2+和Ca2+的 少量离子交换反应。
生物吸附的由来
生物吸附这一概念由Ruchhoft等人于1949年首先提 出,他用活性污泥法从废水中回收了239pu,单级处理获 得了60%的回收率。他描述了在清除污染的过程中增殖 的微生物“有巨大表面积的胶状基质能吸附放射性材 料”。 Polikarpovz在研究水生生物的放射生态学时指出: 海洋环境中存在的核材料可通过海洋微生物“直接从水 中吸附”而积累,而且上述性质与细胞的生命功能无关。
生物吸附法在去除重金属中的应用
生物吸附法的由来 生物吸附材料的种类 生物吸附剂的吸附机理 环境因子对生物吸附的影响 生物吸附剂的预处理及固定化 生物吸附剂的优点 生物吸附剂的发展方向
生物吸附法
生物吸附法就是利用某些生物体本 身的化学结构及成分特性来吸附溶于水 中的金属离子,再通过固液两相分离来 去除水溶液中金属离子的方法。
生物吸附材料的种类பைடு நூலகம்
2、真菌吸附剂 真菌易于生长、产量高、较容易进行基因操作和 改造。在重金属生物吸附中, 人们关注较多的真菌主要 有丝状真菌和酵母菌。 酿酒酵母广泛用于食品和酿造工业. 由于具有较 为成熟的大规模工业化生产, 并常常作为工业生产的废 弃物, 因而易于大量廉价地获得这些生物材料来制备生 物吸附剂, 同时可以减轻这些行业处理废弃菌体的负担, 做到以废治废. 此外, 丝状真菌和酵母菌也容易利用不 复杂的发酵技术在廉价的生长基质上培养. 这些特点使 得真菌吸附剂在重金属生物吸附领域获得较为广泛的研 究.
生物吸附剂的优点
1、在低浓度下,金属可以被选择性地去除 2、对钙, 镁离子吸附量较小 3、处理效率高 4、pH值和温度条件范围宽 5、投资小,运行费用低 6、可有效地回收一些贵重金属
生物吸附剂的发展方向
1、利用活体细胞,联合物理化学工艺,处理实际中 复杂的废水,并在同一个反应器中实现所有工艺的集 聚。 2、开发类似离子交换树脂的新型吸附剂,结合基因工 程技术,构建具有高吸附性能、高选择性与高耐受力 的微生物吸附剂,研究吸附剂的回用和再生方法。
生物吸附机理
1、 离子交换机理 金属离子在被吸附剂细胞表面所吸附的同时,通 常伴随着其他阳离子的释放,发生金属阳离子与其他 阳离子在细胞内外的交换。 Brady 等研究了非活性少根根霉对 Mn(II)、 Cd(II)、Zn(II)、Pb(II)和 Cu(II)的吸附,发现Mg2+ 、Ca2+和H+从吸附剂上被置换下来进入溶液中。金属离 子被吸附的量越多,释出来的 Mg2+、Ca2+和 H+的总量 也越多。
环境因子对生物吸附的影响
2、时间因素对吸附效果的影响 生物吸附材料吸附重金属经过一定时间后,会 达到相应的平衡阶段,吸附量随着时间的增长不会 增加至吸附饱和。 3、固液比对吸附效果的影响 吸附材料的投放量也会对吸附效果产生影响, 如果使用过多的吸附量则会存在吸附基团的竞争问 题,过少则难以达到理想的吸附效果
环境因子对生物吸附的影响
4、重金属浓度对吸附效果的影响 高浓度重金属可以促进吸附材料吸附更多的重 金属,可认为高浓度的重金属溶液使得金属离子更 多地与吸附点位接触,更强地抵抗液相与固相之间 的阻力。 5、共存离子的影响 废水成分比较复杂,一般是多种离子共存,溶 液中其他离子的存在势必会影响目标离子的吸附。