无锡一体化污水处理设备工艺介绍

豆制品废水是一种高浓度有机废水，含有大量的蛋白质、脂肪、淀粉等有机物，以及悬浮物和氨氮等污染物，如果不经过处理直接排放，会对环境造成严重污染。下面介绍几种常见的豆制品废水处理方法：

　　活性污泥法：在废水中有足够的溶解氧时，将空气连续注入曝气池的污水中，经过一段时间，水中即形成繁殖有巨量好氧微生物的絮凝体—活性污泥，活性污泥具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力，能够吸附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量并不断生长增值，有机物被去除，污水得以净化。

　　生物膜法：让微生物群体附着到其他物体表面形成一定厚度的膜，使污水在自然或经人工改造的池塘内缓慢流动、贮存，通过微生物的代谢活动，使有机物被去除，污水得以净化。

生物膜法是与活性污泥法并列的一种废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法。有机物和无机物通过水的流动进入生物膜内，会被生物膜当作养分充分吸收利用。为了说明生物膜的反应机制，以污水中化学需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）、NH3-N等污染物为例进行分析。污水中的COD会通过分子扩散作用进入生物膜内部，生物膜中的好氧层对污染物进行脱碳细菌分解，产生CO2等气体，再将生成的气体排放到大气中。水中的NH3-N也通过分子扩散作用进入生物膜的好氧层，被好氧层中的硝化细菌氧化成亚硝酸根离子和硝酸根离子后，进入生物膜的缺氧层和厌氧层，最终通过细菌反硝化作用形成N2排放到大气中。生物膜的生长方式较为单一，污水中的污染物是其养分，而生物膜会因为污水的流动阻力或水流震动而导致脱落。生物膜脱落后将继续生长，完成更新活动。当生物膜生长到一定程度时，其内的厌氧污染物就会被消耗殆尽。厌氧污染物的死亡，导致生物膜的脱落，暴露的膜表面将经历新的生物膜生长。生物膜为单向处理模式，生物膜的新旧程度影响其对污水的处理能力，处理污染物的质量与数量也会受到影响。一般情况下，在污水进口位置含有高浓度的生物膜分解物质，这部分分解物质基本上都由细菌组成。而生物膜的中间部分含有营养物质、代谢物和污水的微生物等影响吸收效果的物质。

1、基于生物膜法的化工含油污水处理方法

1.1 测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种类较为复杂，其中以化学需氧量（COD）、生物需氧量（Biochemistry Oxygen De-mand，BOD）、悬浮物（Suspended Solids，SS）、总氮（Total Nitrogen，TN）、总磷（Total Phosphorus，TP）等污染物为主。污染生物适应性强，基质表面的污染物繁殖较快。因此，测定化工含油吸附量，需要接触各种水质条件并分解黏附在基质表面的各种有机物，在吸附过程中，可依靠缠结、浓缩等手段将有机污染物集中起来。生物膜附着在水分子的基质表面，与污水接触后，生物膜会迅速分离，形成水层防水膜。水层防水膜会通过吸附载体表面污染物，转移有机污染物到防潮层，使污染物在水层和防潮层自我繁殖。研究表明，生物膜具有稳定的吸附能力，因此可以用来测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

根据测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发育，形成黄褐色的絮状物，有降低污染指标；其次，生物膜将黄褐色的絮状物过滤出去，并将降解后的污染物吸附在生物膜上，进行一次降解；最后，利用生物膜中的好氧污染物降解污染物，使污染物产生厌氧反应，失去污染能力，达到处理效果。生物膜法是较为成熟的污水处理方法，且适用范围广、成本低、处理效率高。生物膜法本身对化工含油污水的适应能力较强，可以承受高负荷水质和厌氧反应，对降解化工含油污水中的污染物有很强的实用性

随着我国工业的高速发展，污水排放量日益增加，对环境的污染越来越严重，水体污染己成为威胁人类生存的重大问题，而造成水体严重污染的主要因素之一就是有机类污染物。采用生化法、物理法、化学法等传统方法，可以对多数有机污水进行有效处理，但钢铁、制药、农药、印染及化工污水中往往含有分子结构稳定、不易被降解的物质，甚至是生化毒性物质，针对此类污水仅仅采用传统方法难以实现有效处理。其中，化工污水还存在排放量大、污染物种类复杂、污染范围广等特点。因此，化工污水成为当前污水处理方面的难点，发展针对难降解化工污水的处理技术对经济和社会的可持续发展具有重大意义。

通过声、光、磁、电等物理和化学反应来产生大量具有强氧化性的自由基，然后利用这些自由基对污水中有机物进行降解的过程都属于高级氧化。此种自由基氧化能力强，其氧化还原电位达到2.80V，仅次于F2（氧化还原电位为2.87V）。电催化氧化技术属于高级氧化技术的一种，该技术可有效降解污水中的有机物，特别是处理难生化降解的污染物，效果更佳，因此是一种非常具有应用前景的污水处理技术，越来越受到环保领域的重视。

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1、电催化污水处理技术的基本原理

目前，电催化污水处理技术主要分为阳极催化氧化、阴极还原以及阴阳极协同处理。以下就这3个方面对电催化污水处理技术进行介绍。

1.1 阳极催化氧化基本原理

阳极氧化又分为两种路径，即直接氧化和间接氧化。阳极表面物理吸附的活性氧，以高活性的·OH形式出现，而化学吸附的氧，以金属过渡态氧化物MOx+1形式出现，污染物通过与·OH或者MOx+1结合，并被氧化，最终被降解为低生物毒性或者易生物降解的物质，甚至直接矿化为无机物，从而达到处理污染物的目的，其过程见图1，该过程中氧的传递通过羟基自由基来实现。Comninel-lis等采用不用的阳极材料对的电催化降解过程进行了研究，结果表明，使用Ti/RuO2为阳极材料时，电流效率较低，反应倾向于电化学转化，其最终产物为可生物降解的脂肪酸。而采用Ti/SnO2为阳极材料后，反应倾向于电化学燃烧，产物为CO2和H2O。

而间接氧化则是阳极首先产生强氧化性中间产物，如羟基自由基（·OH）、超氧自由基（·O2）、臭氧（O3）、过氧化氢（H2O2）、含氯活性物种等，然后在这些中间产物的作用下将污染物氧化为无机物。以NaCl作为电解质，对行电化学降解的研究被Mieluch报道，实验结果显示，的降解既可以在阳极直接被氧化，也可以被ClO-氧化，即间接氧化。除了有机物，有些无机物（如氨氮）也可以被ClO-氧化，从而从水体中被去除。基于DeBattisti的研究，间接氧化过程中氧的传递可以通过氧氯中间物种实现，而不是之前的羟基自由基（·OH）。但是近期的研究也表明，水中Cl-也不是总是有利于污染的降解，有时候也可能会产生氯代烃类物质，增加污染物的毒性，因此，对于不同的污染物、不同的水质、不同的电极材料，Cl-的作用机理可能是不一样的。但是在多数的实际反应过程中，这两种氧化过程同时进行。

1.2 阴极还原基本原理

通过阴极还原不可能直接产生高氧化性的活性中间物，如羟基自由基，来降解污染物。一般是通过产生H2O2的方式，进而得到强氧化中间物来实现污染物的降解，如构建电Fenton处理体系。传统的Fenton氧化降解有机物过程需要控制pH值在3左右，外加亚铁离子和H2O2，是比较常用的化学氧化过程，但是由于Fe2+离子会在此过程中被氧化为Fe3+，进而产生铁泥危废，而且H2O2的运输和储存也有一定安全风险。而利用电催化阴极还原原位直接产生H2O2的同时，还原Fe3+为Fe2+可以避免传统Fenton的问题。因此，电Fenton与传统Fenton相比，作为Fenton试剂的H2O2利用阴极的电化学反应过程原位产生，可以有效避免H2O2在储运过程中可能存在的风险;同时，系统中的Fe3+通过阴极还原反应可以转化为Fe2+，从而有效地降低了Fe2+投加量和铁泥产量