無(wú)錫一體化污水處理設(shè)備工藝介紹
豆制品廢水是一種高濃度有機(jī)廢水，含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉等有機(jī)物，以及懸浮物和氨氮等污染物，如果不經(jīng)過(guò)處理直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。下面介紹幾種常見(jiàn)的豆制品廢水處理方法：
活性污泥法：在廢水中有足夠的溶解氧時(shí)，將空氣連續(xù)注入曝氣池的污水中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，水中即形成繁殖有巨量好氧微生物的絮凝體—活性污泥，活性污泥具有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物的能力，能夠吸附水中的有機(jī)物，生活在活性污泥上的微生物以有機(jī)物為食料，獲得能量并不斷生長(zhǎng)增值，有機(jī)物被去除，污水得以凈化。
生物膜法：讓微生物群體附著到其他物體表面形成一定厚度的膜，使污水在自然或經(jīng)人工改造的池塘內(nèi)緩慢流動(dòng)、貯存，通過(guò)微生物的代謝活動(dòng)，使有機(jī)物被去除，污水得以凈化。
生物膜法是與活性污泥法并列的一種廢水好氧生物處理技術(shù)，是一種固定膜法。有機(jī)物和無(wú)機(jī)物通過(guò)水的流動(dòng)進(jìn)入生物膜內(nèi)，會(huì)被生物膜當(dāng)作養(yǎng)分充分吸收利用。為了說(shuō)明生物膜的反應(yīng)機(jī)制，以污水中化學(xué)需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）、NH3-N等污染物為例進(jìn)行分析。污水中的COD會(huì)通過(guò)分子擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜內(nèi)部，生物膜中的好氧層對(duì)污染物進(jìn)行脫碳細(xì)菌分解，產(chǎn)生CO2等氣體，再將生成的氣體排放到大氣中。水中的NH3-N也通過(guò)分子擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜的好氧層，被好氧層中的硝化細(xì)菌氧化成亞硝酸根離子和硝酸根離子后，進(jìn)入生物膜的缺氧層和厭氧層，最終通過(guò)細(xì)菌反硝化作用形成N2排放到大氣中。生物膜的生長(zhǎng)方式較為單一，污水中的污染物是其養(yǎng)分，而生物膜會(huì)因?yàn)槲鬯牧鲃?dòng)阻力或水流震動(dòng)而導(dǎo)致脫落。生物膜脫落后將繼續(xù)生長(zhǎng)，完成更新活動(dòng)。當(dāng)生物膜生長(zhǎng)到一定程度時(shí)，其內(nèi)的厭氧污染物就會(huì)被消耗殆盡。厭氧污染物的死亡，導(dǎo)致生物膜的脫落，暴露的膜表面將經(jīng)歷新的生物膜生長(zhǎng)。生物膜為單向處理模式，生物膜的新舊程度影響其對(duì)污水的處理能力，處理污染物的質(zhì)量與數(shù)量也會(huì)受到影響。一般情況下，在污水進(jìn)口位置含有高濃度的生物膜分解物質(zhì)，這部分分解物質(zhì)基本上都由細(xì)菌組成。而生物膜的中間部分含有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、代謝物和污水的微生物等影響吸收效果的物質(zhì)。
1、基于生物膜法的化工含油污水處理方法
1.1 測(cè)定化工含油污水污染物的吸附量
化工含油污水中的污染物種類較為復(fù)雜，其中以化學(xué)需氧量（COD）、生物需氧量（Biochemistry Oxygen De-mand，BOD）、懸浮物（Suspended Solids，SS）、總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）等污染物為主。污染生物適應(yīng)性強(qiáng)，基質(zhì)表面的污染物繁殖較快。因此，測(cè)定化工含油吸附量，需要接觸各種水質(zhì)條件并分解黏附在基質(zhì)表面的各種有機(jī)物，在吸附過(guò)程中，可依靠纏結(jié)、濃縮等手段將有機(jī)污染物集中起來(lái)。生物膜附著在水分子的基質(zhì)表面，與污水接觸后，生物膜會(huì)迅速分離，形成水層防水膜。水層防水膜會(huì)通過(guò)吸附載體表面污染物，轉(zhuǎn)移有機(jī)污染物到防潮層，使污染物在水層和防潮層自我繁殖。研究表明，生物膜具有穩(wěn)定的吸附能力，因此可以用來(lái)測(cè)定水中的污染物含量。
1.2 基于生物膜法降解化工污水污染物
根據(jù)測(cè)定出的污水吸附物含量，分析化工含油污水中的污染物，并基于生物膜法降解化工含油污水中的污染物。首先，生物膜可以使好氧污染物健康發(fā)育，形成黃褐色的絮狀物，有降低污染指標(biāo)；其次，生物膜將黃褐色的絮狀物過(guò)濾出去，并將降解后的污染物吸附在生物膜上，進(jìn)行一次降解；最后，利用生物膜中的好氧污染物降解污染物，使污染物產(chǎn)生厭氧反應(yīng)，失去污染能力，達(dá)到處理效果。生物膜法是較為成熟的污水處理方法，且適用范圍廣、成本低、處理效率高。生物膜法本身對(duì)化工含油污水的適應(yīng)能力較強(qiáng)，可以承受高負(fù)荷水質(zhì)和厭氧反應(yīng)，對(duì)降解化工含油污水中的污染物有很強(qiáng)的實(shí)用性
隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，污水排放量日益增加，對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越嚴(yán)重，水體污染己成為威脅人類生存的重大問(wèn)題，而造成水體嚴(yán)重污染的主要因素之一就是有機(jī)類污染物。采用生化法、物理法、化學(xué)法等傳統(tǒng)方法，可以對(duì)多數(shù)有機(jī)污水進(jìn)行有效處理，但鋼鐵、制藥、農(nóng)藥、印染及化工污水中往往含有分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易被降解的物質(zhì)，甚至是生化毒性物質(zhì)，針對(duì)此類污水僅僅采用傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)有效處理。其中，化工污水還存在排放量大、污染物種類復(fù)雜、污染范圍廣等特點(diǎn)。因此，化工污水成為當(dāng)前污水處理方面的難點(diǎn)，發(fā)展針對(duì)難降解化工污水的處理技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
通過(guò)聲、光、磁、電等物理和化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生大量具有強(qiáng)氧化性的自由基，然后利用這些自由基對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行降解的過(guò)程都屬于高級(jí)氧化。此種自由基氧化能力強(qiáng)，其氧化還原電位達(dá)到2.80V，僅次于F2（氧化還原電位為2.87V）。電催化氧化技術(shù)屬于高級(jí)氧化技術(shù)的一種，該技術(shù)可有效降解污水中的有機(jī)物，特別是處理難生化降解的污染物，效果更佳，因此是一種非常具有應(yīng)用前景的污水處理技術(shù)，越來(lái)越受到環(huán)保領(lǐng)域的重視。
無(wú)錫一體化污水處理設(shè)備工藝介紹
1、電催化污水處理技術(shù)的基本原理
目前，電催化污水處理技術(shù)主要分為陽(yáng)極催化氧化、陰極還原以及陰陽(yáng)極協(xié)同處理。以下就這3個(gè)方面對(duì)電催化污水處理技術(shù)進(jìn)行介紹。
1.1 陽(yáng)極催化氧化基本原理
陽(yáng)極氧化又分為兩種路徑，即直接氧化和間接氧化。陽(yáng)極表面物理吸附的活性氧，以高活性的·OH形式出現(xiàn)，而化學(xué)吸附的氧，以金屬過(guò)渡態(tài)氧化物MOx+1形式出現(xiàn)，污染物通過(guò)與·OH或者M(jìn)Ox+1結(jié)合，并被氧化，最終被降解為低生物毒性或者易生物降解的物質(zhì)，甚至直接礦化為無(wú)機(jī)物，從而達(dá)到處理污染物的目的，其過(guò)程見(jiàn)圖1，該過(guò)程中氧的傳遞通過(guò)羥基自由基來(lái)實(shí)現(xiàn)。Comninel-lis等采用不用的陽(yáng)極材料對(duì)的電催化降解過(guò)程進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，使用Ti/RuO2為陽(yáng)極材料時(shí)，電流效率較低，反應(yīng)傾向于電化學(xué)轉(zhuǎn)化，其最終產(chǎn)物為可生物降解的脂肪酸。而采用Ti/SnO2為陽(yáng)極材料后，反應(yīng)傾向于電化學(xué)燃燒，產(chǎn)物為CO2和H2O。
而間接氧化則是陽(yáng)極首先產(chǎn)生強(qiáng)氧化性中間產(chǎn)物，如羥基自由基（·OH）、超氧自由基（·O2）、臭氧（O3）、過(guò)氧化氫（H2O2）、含氯活性物種等，然后在這些中間產(chǎn)物的作用下將污染物氧化為無(wú)機(jī)物。以NaCl作為電解質(zhì)，對(duì)行電化學(xué)降解的研究被Mieluch報(bào)道，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，的降解既可以在陽(yáng)極直接被氧化，也可以被ClO-氧化，即間接氧化。除了有機(jī)物，有些無(wú)機(jī)物（如氨氮）也可以被ClO-氧化，從而從水體中被去除?；贒eBattisti的研究，間接氧化過(guò)程中氧的傳遞可以通過(guò)氧氯中間物種實(shí)現(xiàn)，而不是之前的羥基自由基（·OH）。但是近期的研究也表明，水中Cl-也不是總是有利于污染的降解，有時(shí)候也可能會(huì)產(chǎn)生氯代烴類物質(zhì)，增加污染物的毒性，因此，對(duì)于不同的污染物、不同的水質(zhì)、不同的電極材料，Cl-的作用機(jī)理可能是不一樣的。但是在多數(shù)的實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，這兩種氧化過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。
1.2 陰極還原基本原理
通過(guò)陰極還原不可能直接產(chǎn)生高氧化性的活性中間物，如羥基自由基，來(lái)降解污染物。一般是通過(guò)產(chǎn)生H2O2的方式，進(jìn)而得到強(qiáng)氧化中間物來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的降解，如構(gòu)建電Fenton處理體系。傳統(tǒng)的Fenton氧化降解有機(jī)物過(guò)程需要控制pH值在3左右，外加亞鐵離子和H2O2，是比較常用的化學(xué)氧化過(guò)程，但是由于Fe2+離子會(huì)在此過(guò)程中被氧化為Fe3+，進(jìn)而產(chǎn)生鐵泥危廢，而且H2O2的運(yùn)輸和儲(chǔ)存也有一定安全風(fēng)險(xiǎn)。而利用電催化陰極還原原位直接產(chǎn)生H2O2的同時(shí)，還原Fe3+為Fe2+可以避免傳統(tǒng)Fenton的問(wèn)題。因此，電Fenton與傳統(tǒng)Fenton相比，作為Fenton試劑的H2O2利用陰極的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程原位產(chǎn)生，可以有效避免H2O2在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn);同時(shí)，系統(tǒng)中的Fe3+通過(guò)陰極還原反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為Fe2+，從而有效地降低了Fe2+投加量和鐵泥產(chǎn)量
