微納米氣浮系統(tǒng)裝置治理砷污染污水

2018-07-24
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？萍加邢薰?/dt>

一

、微納米氣浮系統(tǒng)曝氣治理技術(shù)

在中高壓清水泵、空壓機(jī)

、精濾器

、高效氣水混合器、攪拌混合器的配合下

，在水底制造億萬個微納米氣泡

，把污水中的微細(xì)污染物顆粒利用微納米氣泡俘獲在自己的表面一起帶上水面，實現(xiàn)水與微細(xì)污染物的完全分離

。

其作用機(jī)理：

①沖擊壓力的作用

，氣泡爆炸時局部會形成高溫高壓狀態(tài)，產(chǎn)生非常大的沖擊

，影響周邊的物質(zhì)

；

②界面活性的作用，長時間存在于液體中

，氣泡產(chǎn)生時帶有負(fù)電

，所以會有界面活性，有除臭

、除色

、祛重金屬等作用；

③生物活性的作用

，對生物有促進(jìn)成長

、生體活性化等影響；

④氣體特性的作用

，裝置可以用不同的氣體用載體(如純氧

、臭氧)來滿足不同的需要。

二

、砷處理高性能基因工程菌技術(shù)

(1)砷高親和力基因工程菌

普通的生物處理技術(shù)主要是靠細(xì)胞表面的負(fù)電荷及細(xì)胞外膜的一些活性基團(tuán)對砷進(jìn)行吸附

，如胞外多糖、蛋白

、脂類具有重金屬結(jié)合的活性基團(tuán)

，包括羧基、羥基

、硫酸基團(tuán)

、磷酸基團(tuán)和氨基酸等。然而

，這些基團(tuán)的數(shù)目有限

，特別是這些基團(tuán)對砷的吸附砷的親和力仍不夠高，因而導(dǎo)致普通微生物吸附劑的容量和親和力不足

。為了提高微生物對砷的吸附容量和親和力

，我們克隆了對砷具有高親和性的特異性蛋白的基因，將該基因轉(zhuǎn)入砷吸附菌中并成功地在這些菌中產(chǎn)生了砷吸附蛋白

，構(gòu)建了砷吸附基因工程菌

。基因工程菌對砷的吸附能力提高了3倍以上

。

生活污水氣浮設(shè)備

(2)砷高抗性基因工程菌

為了提高微生物對砷的抗性

，使之在含砷溶液中保持生物活性和再生能力，我們成功克隆了砷抗性基因

，并將該基因成功轉(zhuǎn)入砷吸附菌并使該基因得到了表達(dá)

。工程菌經(jīng)進(jìn)一步馴化處理后，對砷的抗性可達(dá)到100mM以上

。

(3)高純度原位再生砷吸附基因工程菌

利用發(fā)酵工程的方法生產(chǎn)微生物吸附菌劑相對成本較高

。如果微生物吸附菌劑可以自我再生，則可以大大降低發(fā)酵菌劑的生產(chǎn)量

。然而

，由于原位再生時高性能吸附菌劑中還摻雜著水和固定化介質(zhì)帶入的雜菌，再生時這些雜菌也會得到繁殖

，使高性能砷吸附菌的比例降低

，從而使砷的吸附性能下降。為了實現(xiàn)高性能砷吸附菌的原位再生

，同時又抑制雜菌的生長

，我們將某種殺菌劑的抗性基因轉(zhuǎn)入了高性能砷吸附菌中，從而使該菌具有對該殺菌劑的抗性

。這樣

，在高性能砷吸附菌的原位再生時加入該殺菌劑，就能實現(xiàn)只有高性能砷吸附菌得到再生

，而雜菌則被殺死

，不能繁殖

。通過這個措施，可以大大降低高性能砷吸附基因工程菌的生產(chǎn)量

，大量菌體通過原位再生的方式生產(chǎn)

，從而大大降低了菌體生產(chǎn)的設(shè)備投資規(guī)模，使該項技術(shù)具有實用性和經(jīng)濟(jì)性

，適合處理大量水體積

。

三、高效除砷設(shè)備技術(shù)

物理吸附+化學(xué)反應(yīng)

，多孔

、多電荷結(jié)構(gòu)對三價砷和五價砷同時具有吸附作用，同時能與孔徑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

，使砷固定更牢固

，對重金屬物質(zhì)具有選擇性去除作用。

工藝原理：BM凈水除砷濾料是以鋁硅酸鹽類礦物質(zhì)為原料

，經(jīng)破碎篩選

、高溫?zé)Y(jié)、改性活性化等工藝加工而成

。粒徑O．5—1．8mm

，堆積比重為0．9—1．0。BM除砷濾料屬于吸附和離子交換凈水方式

。工作原理如下：除砷濾料格架中有許多通道和孔穴

，孔徑為0．5—1．6納米之間，比表面積可達(dá)500．800m2／g

，因而可吸附砷

、氟、鉬酸根等陰離子等有機(jī)物質(zhì)

。由于除砷濾料材質(zhì)是硅

、鋁、氧晶格狀四面體

，鋁與硅交換

，鋁三價，硅四價

，缺少一個電荷

，通常由材料自身的M(鈉、鉀等一至三價離子)補充

。由于M補充電位時結(jié)合很弱

，所以當(dāng)水與BM凈水濾料接觸時，水中的R(鐵

、錳

、鈣

、鎂、氨氮等一至三價離子)換了M

，從而達(dá)到了凈水目的

，而材料的結(jié)構(gòu)不被破壞。當(dāng)吸附

、交換飽和后，采取解吸方法洗脫

，恢復(fù)原有功能

，反復(fù)使用經(jīng)久不衰。

四

、泡沫炭化樹脂

、人造浮石移動過濾吸附技術(shù)

泡沫炭化樹脂、人工浮石均是大比表面積的媳婦凈水材料

，吸附和離子交換的凈水方式

。其自身帶有的正電荷可吸附砷、氟

、鉬酸根

、陰離子等有機(jī)物質(zhì)。陽宗海流域自身有大批的漁民和漁船

，在砷濃度高的區(qū)域采取拉網(wǎng)式的方法

，進(jìn)行移動過濾凈化，可迅速降解水體中砷的含量和捕獲其他有機(jī)物

。同時讓當(dāng)?shù)貪O民也獲得收益

，起到良好的教育警示和保護(hù)作用。

五

、微生物菌固定化水面降砷技術(shù)

把有益微生物菌固定在人工浮石上

，浮石上面堆積含活性炭高的草煤、硅藻土等凈水吸附材料

，再種上吸砷能力強(qiáng)的植物(如：蜈蚣草)

，讓其形成一個自然的生物循環(huán)鏈。經(jīng)我公司實踐

，效果良好

，可迅速降解砷及其他有機(jī)物，去除率達(dá)8 0％以上

。

六

、微生物菌固定化底泥降砷技術(shù)

陽宗海砷污染已滲透到底泥中，由于水位較深及治理方法的障礙

，底泥污染已成為一個治理的重大難題

。我們治理方法是：把高性能微生物吸砷菌固定在多孔陶粒上

，讓其在砷含量高的底泥處，沉入水底進(jìn)行生物降解

，起到除砷降淤泥的效果

。

七、工業(yè)廢渣中和處理技術(shù)

由于工業(yè)廢渣的陳年堆積

，滲漏液的含砷量較高

，滲透層及影響面積有待勘測分析。由于含砷量嚴(yán)重超標(biāo)

，距水源地較近

，加之地質(zhì)變化的原因形成治理的不確定性。我們對工業(yè)廢渣的處置及治理方法是：把工業(yè)廢渣及受污染的土壤立即轉(zhuǎn)移到離水源地較遠(yuǎn)的地方

，進(jìn)行抗砷微生物中和土壤技術(shù)處理

，在工廠周邊認(rèn)真勘測，并采取抗砷微生物中和土壤技術(shù)

，使其達(dá)到治本的目的

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