Với sự phát triển nhanh chóng của pin sạc, quá trình mạ điện, nhà máy luyện kim, hóa dầu và các lĩnh vực khác trong các dự án kỹ thuật hiện đại của Trung Quốc, tiêu thụ nước thải bao gồm các nguyên tố kim loại nặng như chì, đồng, niken, cadmium, crom, thủy ngân và asen đang ngày càng tăng xu hướng phát triển, chất lượng nước ô nhiễm kim loại nặng không thể lạc quan.

Phương pháp trao đổi ion, trao đổi ion, mặt nạ sợi sinh học lỏng, nước muối ăn điện phân và phương pháp hấp phụ vi sinh vật và các phương pháp xử lý nước thải vượt quá tiêu chuẩn kim loại nặng truyền thống khác, tất cả đều có một số khiếm khuyết hoặc không đủ, chẳng hạn như giá cả xa xỉ, phản ánh không dễ kiểm soát, hiệu quả thực tế không lý tưởng hóa, tái chế kim loại quý khó khăn, rất dễ gây ô nhiễm thứ cấp, v.v. Trong những năm gần đây, việc sử dụng chất hấp phụ sinh học để giải quyết nước thải ô nhiễm kim loại nặng có hiệu quả thực tế tuyệt vời, lợi thế là: ① Nguyên liệu rẻ và dễ dàng có được; ② Nước thải vượt chỉ tiêu kim loại nặng phù hợp với nồng độ thấp hơn; ③ Không dễ gây ô nhiễm thứ cấp; Khối lượng hấp phụ lớn; ⑤ Lựa chọn tốt; ⑥ Tái chế một số kim loại quý; Sử dụng bề mặt rộng. Hầu hết các chất hấp thụ vi sinh vật là tất cả các loài vi sinh vật trôi nổi xuất hiện trong các vật thể flocchio vi sinh vật, dễ dàng phân tán trong pha chất lỏng hiệu quả cao, do đó, khó khăn sau khi hấp thụ là làm thế nào để hoàn thành chất hấp thụ và giải quyết chất rắn thiết bị tách chất lỏng.

Chất hấp phụ bùn dạng hạt hiếu khí là chất hấp phụ vi sinh vật rất điển hình, ngoài ưu điểm của chất hấp phụ vi sinh vật nói chung, còn có loại cấu trúc sinh học độc đáo; Tỷ lệ hạt vật chất lớn hơn nước, có đặc tính kết tủa tốt, có thể giải quyết các khiếm khuyết mà chất hấp phụ vi sinh vật truyền thống không dễ tách ra khỏi nước sau khi hấp phụ.

1. Các loại cấu trúc của bùn hạt hiếu khí

Bùn dạng hạt hiếu khí thường có mật độ khối lượng cao và duy trì đặc tính kết tủa tốt, là một loại vi khuẩn hình cầu có kích thước hạt nhỏ, mật độ tương đối cao, với rất nhiều chất đa trùng ngoại bào (ExtracellularPolymeric Substances, EPS). EPS có rất nhiều rượu, nhóm, hydroxyl, nhóm mercapyl, nhóm phenolic, v.v., chức năng này rất dễ phản ánh với các ion kim loại nặng khác nhau trong chất lượng nước, thúc đẩy lớp bề mặt của vi khuẩn tập hợp một lượng lớn ion kim loại. EPS khác biệt với cấu trúc vi sinh vật, dung dịch keo điện tích âm và sức sống sinh học và các tính năng khác, thúc đẩy chất lượng nước của các nguyên tố kim loại nặng bị bắt, do đó bùn hạt hiếu khí có thể được sử dụng như một chất hấp thụ ion kim loại nặng tự nhiên để giải quyết nước thải có chứa ion kim loại nặng.

2, nguyên tắc vượt quá tiêu chuẩn của loại bỏ bùn hạt hiếu khí kim loại nặng

Nguyên tắc loại bỏ các nguyên tố kim loại nặng của bùn hạt hiếu khí là tương đối phức tạp, giai đoạn hiện tại của phân tích của các chuyên gia trong và ngoài nước chủ yếu là theo phương pháp mô phỏng được lựa chọn trong phòng thử nghiệm để tiến hành nghiên cứu khoa học, điều quan trọng là bùn hạt hiếu khí để loại bỏ nước thải có chứa ion kim loại nặng duy nhất hành vi cá nhân và nguyên lý, đối với nước thải của các ion kim loại nặng khác nhau cùng tồn tại thì nghiên cứu khoa học ít hơn. Việc loại bỏ các ion kim loại nặng của bùn hạt hiếu khí là chìa khóa theo hấp phụ polymer ngoại bào, phương pháp trao đổi ion, vật liệu kim loại ngao, kết tủa hóa học, v.v. HuiXu và các nghiên cứu khác cho thấy: nguyên lý loại bỏ Ni2+của bùn hạt hiếu khí chủ yếu dựa trên toàn bộ quá trình trao đổi ion, đồng thời các phân tử như EPS đa bào ngoại bào và O, N, S, P chứa trong các nhóm chức tế bào thực vật có thể tạo ra chelate hoặc ion liên kết với các ion kim loại nặng, thúc đẩy các ion kim loại nặng được loại bỏ. Do đó, sự phức hợp hóa học hữu cơ của các tế bào bùn hạt hiếu khí và EPS đối với các ion kim loại nặng là phương pháp chính để bùn hạt hấp thụ các ion kim loại nặng.

HuiXu và các công nghệ khác dựa trên nhiễu xạ tia X được lựa chọn, phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier và phổ năng lượng thiết bị quang điện tử X, đề xuất rõ ràng ba nguyên tắc hấp phụ: phương pháp trao đổi ion, hấp phụ EPS và kết tủa hóa học. Diêu Lỗi và các kết quả phân tích phổ năng lượng quang học và tia X của máy quét môi trường tự nhiên cho thấy, toàn bộ quá trình hấp phụ chủ yếu là phương pháp hấp phụ trao đổi ion và vật liệu kim loại Ngao Hợp 2 toàn bộ quá trình.

Liên kết loại bỏ ion kim loại nặng của nấm vi sinh vật thường là kết luận của các cơ chế cùng hoạt động. Các ion kim loại nặng có thể bị loại bỏ bằng cách tạo ra phản ứng oxy hóa khử trên bề mặt vi khuẩn, và có một số ion dương có thể bị loại bỏ do lắng đọng hoặc bay hơi. Theo các phương pháp khác để loại bỏ các ion kim loại nặng nói chung là so sánh chính và thứ cấp, hệ số khó kiểm tra trong thử nghiệm là tương đối lớn, nguyên tắc loại bỏ bùn hạt oxy tốt cần được xác nhận bởi các nghiên cứu khoa học hơn nữa.

3. Các yếu tố ảnh hưởng của việc loại bỏ quá mức kim loại nặng bằng bùn hạt hiếu khí

1) Giá trị pH.

Giá trị pH là yếu tố chính trong việc loại bỏ các ion kim loại nặng khỏi bùn hạt hiếu khí nguy hiểm. Nó chủ yếu là thay đổi đặc điểm phân cực khác biệt tập trung của các nhóm chức và sự khác biệt tiềm năng bề mặt của bùn. HuiXu, YuLiu và các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng giá trị pH ban đầu có tác dụng quan trọng đối với tỷ lệ loại bỏ Ni2+của bùn hạt hiếu khí và gây hại cho tiềm năng zeta của bùn hạt hiếu khí. Yang Xuyao và các nghiên cứu khác phát hiện ra rằng hiệu quả thực tế của việc loại bỏ Cd2+của bùn hạt hiếu khí là tốt nhất với độ pH từ 6 đến 7. Yao Lei và các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng bùn hạt hiếu khí có tác dụng loại bỏ Pb2+rất mạnh ở tiêu chuẩn pH cao (5,0-6,0).

b) Thời gian chạm vào.

Toàn bộ quá trình hấp phụ siêu tiêu chuẩn của bùn hạt hiếu khí đối với kim loại nặng thường được chia thành hai giai đoạn hấp phụ nhanh và hấp phụ chậm. Nghiên cứu của Shen Xiangshin phát hiện ra rằng việc loại bỏ các ion kim loại Cu2+, Cd2+, Zn2+và Pb2+mất khoảng 2h để loại bỏ bùn hạt hiếu khí; Trong khi đó, nghiên cứu khoa học về hiệu quả thực tế của việc loại bỏ Pb2+cho thấy: toàn bộ quá trình loại bỏ bùn hạt hiếu khí đối với Pb2+là sự hấp thụ nhanh chóng của hành vi cá nhân, trong đó 5 phút đầu tiên của sự hấp thụ đạt 75,0% lượng hấp thụ lớn hơn. Nâng cao sự hiểu biết về bùn hạt hiếu khí và nước thải kim loại nặng vượt quá tiêu chuẩn ở một mức độ nhất định có thể nâng cao hiệu quả thực tế của việc loại bỏ, nhưng trong việc sử dụng dự án thực tế đại diện cho sự cần thiết phải nâng cao năng lực của nồi phản ứng, từ tiện ích phát triển kinh tế xem xét rằng cần phải thảo luận thêm.

(3) kích thước hạt bùn của các hạt oxy tốt.

Kích thước của kích thước hạt bùn hạt hiếu khí gây hại tương đối lớn cho việc loại bỏ hiệu quả thực tế, kích thước hạt của chất hấp phụ quá cao và quá nhỏ không có lợi cho hiệu quả thực tế hấp phụ, kích thước hạt quan trọng gây hại cho bề mặt cụ thể của chất hấp phụ hạt hoặc tổng diện tích hấp phụ hợp lý. Trong điều kiện tương tự, bùn dạng hạt nhỏ nói chung có bề mặt cụ thể lớn, chất hấp phụ trọng lượng ròng của công ty có mức độ hấp phụ hợp lý cao hơn, nhưng đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến thành phần EPS của bùn dạng hạt hiếu khí.

(4) Nhiệt độ môi trường xung quanh.

Toàn bộ quá trình hấp thụ ion kim loại nặng của vi khuẩn nấm có thể là phản ứng hóa học cũng có thể là phản ứng phóng nhiệt, chịu sự can thiệp nhiệt độ môi trường của hệ thống quản lý phản ánh tương đối lớn. Nhiệt độ môi trường chủ yếu dựa trên các hoạt động chủ đề trao đổi chất vật lý gây hại cho chất hấp phụ, mô hình nhiệt động lực học hấp phụ nhóm chức và nhiệt cụ thể hấp phụ và các yếu tố khác, do đó gây hại cho hiệu quả thực tế của sự hấp phụ. Nghiên cứu của Thẩm Tường Tín cho thấy: lượng bùn ô - xy tốt hấp thụ ion kim loại nặng cùng với nhiệt độ tăng lên, là một quá trình nâng cao trước rồi giảm xuống. Trong việc sử dụng thực tế của xử lý nước thải công nghiệp, tăng nhiệt độ môi trường sau đó phải tăng nhiệt cung cấp, chi phí chi phí, từ quan điểm lợi ích kinh tế không nhất thiết phải có hiệu quả, thường là hoạt động thực tế ở nhiệt độ bình thường có thể.

(5) Nồng độ ion của hạt hiếu khí (C0/X0).

Mức độ hấp phụ hợp lý là một thông số chính để thể hiện sức sống của bùn hạt hiếu khí, liên quan đến trọng lượng tịnh của bùn hạt hiếu khí, đồng thời liên quan đến giá trị nồng độ ion kim loại nặng trong chất lỏng, bùn hạt hiếu khí chất lượng doanh nghiệp Khối lượng hấp phụ của nó là nhất định, do đó nồng độ ion của hạt hiếu khí (Co/Xo) là yếu tố chính để xác định hiệu quả loại bỏ thực tế của nó. LiuY, YangSF và các nghiên cứu khác đã phát hiện ra rằng khả năng hấp thụ Zn2+của bùn hạt hiếu khí có chất lượng nhất định có liên quan đến giá trị nồng độ ban đầu của ion kẽm (C0) và giá trị nồng độ hạt vật chất (X0) và có liên quan tuyến tính nhất định.

(6) Nguyên tố dinh dưỡng và quá trình trao đổi chất phosphoryl hóa.

Toàn bộ quá trình loại bỏ các ion kim loại nặng là phản ánh tiêu thụ năng lượng, sự xuất hiện của các thành phần dinh dưỡng trong dung dịch nước có lợi cho việc thúc đẩy hoạt động trao đổi chất của các loài vi sinh vật, cải thiện hiệu quả thực tế của việc loại bỏ, đồng thời gây ra một số phosphoryl hóa trao đổi chất. Quá trình phosphoryl hóa của các ion dương có giá trị và sự trao đổi chất của các loài vi sinh vật trong các nguyên tố dinh dưỡng rất có thể tạo ra lợi ích cạnh tranh thị trường với các ion kim loại nặng, gây nguy hiểm cho hiệu quả hấp thụ thực tế của bùn hạt oxy tốt. Hiệu quả thực tế của việc loại bỏ các ion kim loại nặng trong dung dịch glucose có giá trị nồng độ khác nhau đã được báo cáo từ lâu, nghiên cứu Norris phát hiện ra rằng các chủng vi sinh vật sau khi thêm dung dịch glucose 10 mol có thể làm tăng lượng hấp phụ đối với Cd2+và Co2+.

(7) Cùng tồn tại ion dương.

Các chủng vi sinh vật trong dung dịch nước khác nhau của ion kim loại nặng loại bỏ toàn bộ quá trình xuất hiện trên thị trường cạnh tranh hiệu quả, các ion kim loại khác nhau và bùn hạt oxy tốt hấp thụ khu vực cấu trúc không giống nhau, do đó sự xuất hiện của các ion dương cùng tồn tại chắc chắn sẽ gây hại cho bùn hạt oxy tốt để loại bỏ các ion dương mục tiêu tổng thể có hiệu quả thực tế. Nghiên cứu Giang Mạnh phát hiện: Khi nhiều loại vật liệu kim loại ion cùng tồn tại, hiệu quả thực tế của việc loại bỏ ion dương đối với mục tiêu tổng thể của nấm vi sinh vật hơi giảm.

8) Các yếu tố ảnh hưởng khác

Việc loại bỏ các ion kim loại nặng khỏi bùn hạt hiếu khí là một quá trình đầy đủ của hiệu ứng tổng thể vì nhiều lý do khác nhau. Nó bị tổn hại bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như ứng suất cắt thủy điện, lượng axit hóa thủy phân, tuổi bùn, các yếu tố ức chế trao đổi chất, v.v. Giai đoạn hiện tại của bùn hạt oxy tốt có nhiều cách khác nhau để nuôi dưỡng, toàn bộ quá trình hình thành ngay lập tức gây nguy hiểm cho các đặc điểm vật lý và hóa học của bùn và các loài vi sinh vật có lợi khuẩn lan rộng, và các loại vi khuẩn có lợi khác nhau là một yếu tố chính gây nguy hiểm cho hiệu quả hấp thụ thực tế của nó.

4, xu hướng phát triển của vật liệu hạt hiếu khí để giải quyết nước thải ô nhiễm kim loại nặng

(1) Nghiên cứu nguyên tắc của các chất phức tạp.

Nước thải cụ thể thường có nhiều ion kim loại khác nhau cùng tồn tại với các chất phức tạp, nghiên cứu về nguyên tắc vượt quá tiêu chuẩn của bùn hạt hiếu khí để loại bỏ kim loại nặng cần được đẩy mạnh hơn nữa, nghiên cứu quan trọng về toàn bộ quá trình phân tích động lực học và nhiệt học, khám phá toàn bộ quá trình hấp thụ năng lượng kích hoạt và tình trạng thay đổi entropy.

b) Nghiên cứu vật liệu sửa đổi và phương thức lưu giữ.

Kích thước khối lượng của chất hấp thụ và sự tiện lợi của ứng dụng là một yếu tố chính trong việc sử dụng hiện đại hóa của nó, khám phá nghiên cứu vật liệu sửa đổi để nâng cao khối lượng của chất hấp thụ bùn hạt hiếu khí là một hướng chính, cách tìm bùn hạt hiếu khí tốt để giữ lại là điều kiện tiên quyết để thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp.

(3) Nghiên cứu phân tích và sửa chữa hoạt động.

Làm thế nào để hoàn thành việc tái chế hợp lý các ion kim loại và phục hồi hoạt động bùn dạng hạt là một hướng quan trọng, đặc biệt là tái chế hợp lý kim loại quý, thúc đẩy tái sử dụng các hạt sinh khối và giảm sản xuất ô nhiễm thứ cấp.

(4) Nghiên cứu và phát triển thiết kế thiết bị công nghệ chế biến.

Mục đích cơ bản của bùn hạt hiếu khí để giải quyết nước thải ô nhiễm kim loại nặng là hoàn thành việc sử dụng công nghiệp hóa, để kết hợp các đặc điểm của bùn hạt hiếu khí, tăng cường quy trình sản xuất và thiết kế phát triển nồi hấp phản ứng, và sử dụng nước thải cụ thể để tiến hành nghiên cứu, để hoàn thành hiện đại hóa cho sự đổi mới lý thuyết và tham chiếu cụ thể.

专业水处理的疑难问题，产品选型问题，可以单击下面的微信二维码电话联系贺工在线指导，长按微信二维码可自动识别添加贺工微信沟通解决您的疑难问题