미생물을 이용하여 폐수를 어떻게 처리합니까?

폐수의 생물학적 처리

공업이 발전함에 따라 오수의 성분은 갈수록 복잡해졌다. 일부 내화성 유기물과 독성 물질은 미생물 방법으로 처리해야 한다. 오수는 미생물이 생장하고 번식하는 조건이 있기 때문에 미생물은 오수에서 영양분을 얻을 수 있고, 동시에 유해물질을 분해해 오수를 정화할 수 있다. 폐수 생물학적 처리는 미생물의 생명활동을 이용하여 폐수에서 용해되거나 콜로이드 상태의 유기오염물을 분해함으로써 폐수를 정화하는 처리방법이다. 폐수 생물학적 처리 기술은 저소비, 효율성, 저비용, 운영 관리 용이성, 2 차 오염 없음 등 뚜렷한 우세로 각광을 받고 있다.

정의

미생물 대사를 이용하여 폐수에서 유기오염물을 제거하는 방법. 폐수 생화학 처리라고도 하며, 폐수 생화학 방법이라고도 한다. 전통적인 처리 방법 비용이 높고, 운영이 복잡하며, 교통량이 적고, 농도가 낮고, 유해오염이 처리하기 어렵다는 단점이 있어 수년간의 탐구와 연구를 통해 바이오메트릭 기술이 점점 더 중시되고 있다. (윌리엄 셰익스피어, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언) 중금속 미생물에 대한 내성의 연구가 진행됨에 따라, 생명공학은 전기 도금 중금속 폐수를 처리하고 활발하게 발전하고 있다. 생물이 중금속 이온을 제거하는 메커니즘에 따라 생체응집, 생체흡착, 생화학과 식물수복으로 나눌 수 있다.

특성

1, 유기체를 생물학적 방법으로 제거하는 것이 가장 경제적입니다.

폐수 처리 공정의 2.90% 는 생물학적 처리 공정에 속한다.

생물학적 처리는 물에서 암모니아 질소를 제거하는 가장 효과적인 방법입니다.

대부분의 산업 폐수는 주로 생물학적 방법으로 처리됩니다.

분류

생화학 방법

생화학법은 미생물을 이용해 중금속이 함유된 폐수를 처리하고 용해이온을 불용화합물로 변환해 제거하는 것을 말한다. 황산염 생물학적 환원은 전형적인 생화학 적 방법입니다. 이 방법에서는 황산염 복원균이 습산소 조건 하에서 이화황산염 복원을 통해 황산염을 H2S 로 복원한다. 폐수 중의 중금속 이온은 생성된 H2S 와 반응하여 용해도가 낮은 금속 황화물 침전을 생성하여 제거된다. 동시에 H2SO4 복원은 SO42- 를 S2 로 변환하여 폐수의 pH 값을 높입니다. 많은 중금속 이온 수산화물은 그 이온 산물이 작기 때문에 침전된다. 관련 연구에 따르면 Cr6+ 농도가 30-40 mg/L 인 폐수는 생화학 제거율이 99.67%-99.97% 에 달하는 것으로 나타났다. 가축의 배설물인 습산소 소화 오물을 이용하여 광산산성 폐수의 중금속 이온을 처리하는 사람들도 있다. 결과는 이 방법이 폐수 중의 중금속을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 보여준다. 조효홍 등은 장균탈황법 (SRV) 을 이용해 전기 도금 폐수에서 구리 이온을 제거하고, 구리의 질량농도가 246.8 mg/L 이고 pH 가 4.0 이면 제거율은 99. 12% 에 이른다. -응? [2]?

생물학적 응집법

생물학적 응집은 미생물이나 미생물에 의해 생성 된 대사 산물을 이용하여 응집하여 침전시키는 오염 제거 방법입니다. 미생물 응고제는 미생물에 의해 생성되고 분비되는 일종의 응집 활성성을 가진 대사산물이다. 일반적으로 다당, 단백질, DNA, 섬유소, 당 단백질, 폴리아미노산 등 고분자 물질로 구성되어 있다. 분자에는 각종 관능단이 함유되어 있어 물 속의 콜로이드 부유물을 응집시켜 서로 침전시킬 수 있다. 지금까지 중금속에 응집작용이 있는 품종은 약 10 여 개였다. 바이오 응고제의 아미노와 수산기는 Cu2+, Hg2+, Ag+ 및 Au2+ 와 같은 중금속 이온과 안정된 킬레이트를 형성하고 침전시킬 수 있다. 미생물 응고는 폐수 처리에서 안전하고 편리하며 독이 없고 2 차 오염이 발생하지 않으며 응집 효과가 좋고 성장이 빠르고 산업화가 용이합니다. 또한 미생물은 유전공학, 길들이기, 특수 기능을 갖춘 균그루를 만들 수 있다. 따라서 미생물 응집은 광범위한 응용 가능성을 가지고 있다. -응? [2]?

생체 흡착 과정

생체 흡착은 생물 자체의 화학 구조와 구성 특성을 이용하여 물에 용해된 금속 이온을 흡착한 다음 고액 2 상 분리를 통해 수용액 중 금속 이온을 제거하는 방법이다. 금속 이온은 세포 외 중합체로 구분됩니다. 일부 세균이 성장 과정에서 방출되는 단백질은 용해성 중금속 이온을 침전물로 변환하여 제거할 수 있다. 생체 흡착제는 그 출처가 광범위하고, 가격이 저렴하며, 흡착력이 강하며, 중금속을 분리수거하기 쉽기 때문에 광범위하게 응용된다. -응? [2]?

산소를 필요로 하는 생물학적 처리

호기성 미생물이 호기성 조건 하에서 폐수에서 복잡한 유기물을 분해하는 방법. 생활하수의 전형적인 유기물은 탄수화물, 합성세제, 지방, 단백질 및 그 분해물 (예: 우레아, 글리신, 지방산) 이다. 생물학적 시스템에 포함된 원소의 수량 순서에 따라 이러한 유기화합물은 COHNS 로 표현될 수 있다.

생물학적 시스템의 이러한 반응은 생물학적 시스템의 효소에 의해 가속화된다. 효소는 촉매 반응에 따라 세 가지로 나눌 수 있다: 산화환원효소: 세포 내 유기물의 산화환원반응을 촉진하고 전자이동을 촉진하여 산화나 탈수수소와 결합한다. 산화효소와 환원효소로 나눌 수 있다. 산화효소는 수소 수용체인 분자산소를 활성화시켜 물이나 과산화수소를 형성할 수 있다. 복원효소류에는 각종 탈수효소가 포함되어 있어 기질의 수소를 활성화시키고, 보조효소를 통해 수소를 복원된 물질로 옮겨 기질을 수소 수용체에 의해 산화시켜 환원시킬 수 있다. 수해효소: 유기물의 수해반응에서 촉매 작용을 한다. 가수 분해는 세포 밖에서 가장 기본적인 반응으로 복잡한 거대 분자 유기 화합물을 소분자로 분해하여 세포벽을 쉽게 통과할 수 있게 한다. 예를 들어 단백질은 아미노산으로 분해되고, 지방은 지방산과 글리세린으로 분해되며, 복합다당은 단당으로 분해된다. 이 밖에도 탈암모니아제, 탈피라아제, 인산화효소, 탈인효소가 있다.

많은 효소는 코엔자임과 활성화제로 불리는 특수한 물질이 있어야만 촉매 반응을 할 수 있다. 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 아연, 코발트, 망간, 염화물 이온 및 인산염 이온은 많은 효소 촉매 반응에서 없어서는 안될 보조 효소 또는 활성제입니다.

호기성 생물학적 처리 과정에서 하수의 유기물은 미생물 효소의 촉매하에 산화되어 세 단계로 분해된다. 1 단계, 유기대분자는 구성 단위인 단당류, 아미노산, 글리세린, 지방산으로 분해된다. 2 단계에서 1 단계의 산물은 이산화탄소, 물, 아세틸렌효소 A, 아세틸렌산 (또는 아세틸산) 또는 풀세라미드 아세트산 (일명 풀세라미드 아세트산) 중 하나 이상으로 부분적으로 산화된다. 세 번째 단계 (즉, 유기물 산화의 마지막 단계인 트리 카르 복실 산 순환) 는 아세틸 코엔자임 A, α-케톤 글루 타르 산 및 옥살산이 이산화탄소와 물로 산화되는 것이다. 유기물은 산화 분해의 각 단계에서 일정한 에너지를 방출한다.

유기물이 분해되는 동시에 미생물 원형질체의 합성도 진행 중이다. 1 단계에서는 밑물 분해의 구성 단위가 탄수화물, 단백질, 지방을 합성한 다음 세포 원생질을 더 합성할 수 있다. 합성 에너지는 미생물이 유기물 산화 과정에서 얻은 것이다.

혐기성 생물학적 처리

주로 오수 중의 침전진흙을 처리하는 데 쓰이기 때문에 오폐소화라고도 하며 고농도 유기폐수를 처리하는 데도 쓰인다. 이 방법은 혐기성 세균이나 겸성 세균의 작용으로 진흙 속의 유기물을 분해하여 결국 메탄과 이산화탄소와 같은 가스를 생산하는데, 이 기체는 경제적으로 가치 있는 에너지원이다. 중국이 건설한 대량의 늪지대는 이런 방법을 구체적으로 응용한 전형적인 예이다. 소화된 슬러지는 원래 슬러지보다 탈수가 더 쉬우며, 그 안에 들어 있는 병원균은 크게 줄어들고, 악취는 현저히 약해지고, 비료는 속효가 되고, 부피는 줄어들어 처분하기 쉽다. 도시 하수 슬러지와 고농도 유기폐수의 완전한 습산소 소화 과정은 세 단계로 나눌 수 있다 (그림 참조). 1 단계, 진흙 속의 고체 유기물은 염산균이 분비하는 포외수해효소에 용해되어 세포벽을 통해 세포로 들어가 대사의 생화학 반응을 한다. 가수 분해 효소의 촉매하에 복합 다당은 단당으로 가수 분해되고, 단백질은 펩타이드와 아미노산으로 가수 분해되며, 지방은 글리세롤과 지방산으로 가수 분해된다. 2 단계는 1 단계의 산물을 산산균의 작용으로 비교적 단순한 휘발성 유기산 (예: 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등 휘발성 유기산, 알코올류, 알데히드 등) 으로 더 분해하는 것이다. 이산화탄소와 새로운 미생물 세포가 동시에 생산된다. -응?

반작용 원리

1 단계와 2 단계는 액화 과정이라고도 한다. 세 번째 단계는 메탄균을 생산하는 작용으로 2 단계에서 생성된 휘발산을 메탄과 이산화탄소로 전환시켜 기화 과정이라고도 하며, 그 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

유기산이나 알코올의 기화 과정의 예는 다음과 같다.

아세트산:

CH3COOH─→CO2+CH4

프로피온산:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

메탄올:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

에탄올:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

습산소 소화 과정이 정상적으로 작동하려면 온도, pH 값 및 산화 복원 전위를 일정 범위 내에서 유지하여 메탄균을 생산하는 정상적인 활동을 유지하고 2 단계에서 발생하는 휘발성 산이 적시에 메탄으로 완전히 전환되도록 해야 한다.

생화학 반응의 속도는 온도의 직접적인 영향을 받는다. 습산소 소화를 하는 미생물은 두 가지가 있다: 열소화 세균과 열소화 세균이다. 전자의 적응 온도 범위는 65438 07 ~ 43 C 이고 최적 온도는 32 ~ 35 C 입니다. 후자는 50 ~ 55 ℃에서 가장 빠르게 반응한다.

최근 몇 년 동안 혐기성 소화법은 도살장 폐수, 육류 가공 폐수, 제당공업폐수, 알코올공업폐수, 통조림 공업폐수, 아황산염 펄프 폐수 등 고농도 유기폐수를 처리하기 위해 개발되었다. , 호기성 생물학적 처리에 비해 비용 절감.

생물법을 이용하여 폐수를 처리하는 구체적인 방법은 활성 오폐법, 생체막법, 산화당법, 토지처리시스템, 오폐소화법이다.