KDL定向固定細胞生物法應用於水處理技術創新性及優勢

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中國網9月6日北京訊 今天上午,由中國國際科技交流中心、中國科協新技術開發中心主辦的“KDL固定化定向生物法治水科技成果轉化應用研討會”,在人民大會堂重慶廳舉行。會議由中國國際科技交流中心副主任秦久怡主持,來自政府機構、科研院所、高校、社團組織以及相關領域企業的代表和專家、學者,圍繞水資源環境保護、清潔能源、污水處理以及水資源再生回用等話題進行研討。

研討會上, KDL技術發明人汪凱民就KDL定向固定細胞生物法應用於水處理技術創新性及優勢的話題做了專題報告。

以下為KDL技術發明人汪凱民發言全文:

尊敬的各位領導,各位來賓:

大家上午好!

下面我就“KDL固定化定向細胞生物法”水處理技術的創新性及優勢,向各位來賓做一下介紹。

一、水資源環境的概況及污染危害:

眾所週知,水是地球上所有生命賴以生存的基礎。水是生命的起源,可以説:沒有水,一切生命創造都將不復存在。當今世界,經濟在高速發展,我們對於水需求更大,然而我們卻在面臨前所未有的水危機。

據聯合國有關數據預測:到2050年,全世界將有超過20億的人口缺水,21世紀將是一個水比油更寶貴的世紀,保護水資源迫在眉睫!

我國水形勢亦不容樂觀:據有關數據,中國是世界上13個缺水的國家之一,全國600多個城市中目前大約一半的城市缺水,水污染的惡化更使水短缺雪上加霜:我國江河湖泊普遍遭受污染,全國75%的湖泊出現了不同程度的富營養化;90%的城市水域污染嚴重,南方城市總缺水量的60%---70%是由於水污染造成的;對我國118個大中城市的地下水調查顯示,有115個城市地下水受到污染,其中重度污染約佔40%。水污染降低了水體的使用功能,加劇了水資源短缺,對我國可持續發展戰略的實施帶來了負面影響。

我們的水資源正在遭受各種污染的侵襲,水污染嚴重破壞生態環境、影響人類生存,要想實現人類社會的可持續發展,首先要解決水污染問題。

二、國內主要污水處理技術現狀:

目前按水處理工藝分,主要的水處理方法有:物理法、化學法、生化法和電化學法等幾種。目前大部分使用的是生化法,生化法又包括:活性污泥法、生物膜法和固定化微生物法等。

1、活性污泥處理法:目前在生活污水中應用最多的是活性污泥法,活性污泥法是向原水中連續通入空氣,經一定時間後,因好氧性微生物大量繁殖而形成污泥狀物質,其上棲息有以菌膠團為主的微生物群,具有很強的吸附與氧化有機物的能力。它具有處理能力強,處理後水質好等優勢。其大致由下列構築物組成,包括曝氣池,沉澱池,污泥排放以及回流等系統。活性污泥法已有A/O法,A2/O法,SBR等改良系列,活性污泥法的缺點在於其基礎建設的成本較高,易産生污泥膨脹,管理複雜,操作麻煩,污泥量大。

2、生物膜處理法: “生物膜法”一般是由非常密集的好氧菌,厭氧菌,原生動物和藻類等結合一起形成的生態系統。生物膜所附著的固體介質叫做載體或濾料。整個方法的基本運作過程為,先由生物膜吸附水層中的有機物,然後由好氧菌進行分解,再由厭氧菌進行厭氣分解,運動水層通過流動不斷更新,新的微生物長成,老化生物膜脫落,由此反覆實現對污水的凈化作用。

生物膜法,所用的處理結構是生物濾池或生物轉盤,塔式生物濾池,MBR等。由於材料和技術的不斷革新,生物膜法技術近年來進步很大。因為生物膜法中微生物一般固定在填料上,所以構成的生態系統比較穩定,微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多,剩餘的污泥也更少。生物膜法所擁有的高效率,高耐衝擊性、産泥量低以及運作管理便利等優勢使其在各種處理方法中競爭力極大。生物膜法的劣勢在於成本較高且單位處理效率低。所以進一步降低成本,提高效率是今後生物膜法研究的主要方向。

3、固定化微生物處理技術分為下面兩種:

3.1、固定化生物膜技術:

固定化生物膜技術是使細菌、原生動物、後生動物等微型生物附著在濾料或其他載體上生長繁殖,並形成膜狀生物污泥,以達到微生物固著生長目的的污水生物處理技術。固定化生物膜技術主要包括:生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化工藝、膜生物反應器等幾種污水處理工藝。固定化微生物處理技術對水質、水量變動適應性強,污泥沉降性能好,可以處理低濃度污水,並且易於維護運作。

3.2、固定化細胞技術:

固定化細胞技術是將微生物固定在載體上使其高度密集並保持其生物活性功能,在適宜條件下還可以滿足應用之需的生物技術。固定化方法主要有:a.表面吸附固定化技術。b.交聯固定化技術。c.包埋固定化技術。d.自身固定化技術等幾種方法。微生物固定化技術有利於提高生物反應器內的微生物濃度,有利於反應後的固液分離,縮短處理所需時間,還可以有效地實現對氮以及其他重金屬離子的去除。

4、各領域水處理技術應用及存在問題:

4.1、城鎮生活污水處理技術:

我國城市污水處理主要採用活性污泥法。目前形成的較典型的二級處理工藝主要有傳統活性污泥法、AB法、A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝工藝、CASS工藝、SBBR工藝、BIOLAK工藝等。

傳統的處理工藝存在脫氮除磷效果稍差、水處理效果不穩定、水處理成本較高等問題,有較大的改善空間,且在兼顧污泥減量化及資源化方面需要進一步加強。

4.2、工業廢水處理技術:

不同工業廢水處理按其作用原理,基本可分為物理法、化學法、物理化學法和生化法四類。根據不同行業工業廢水的特點,可選擇合適的單一或多種技術聯合的處理工藝。

然而,上述幾種方法普遍存在運營成本高、佔地面積大、二次污染大等問題,因此固定化定向生物法等處理方法,用於特殊工業廢水處理將成為未來發展的新特點和趨勢。

4.3、農村污水處理技術:

目前,農村生活污水治理主要採用接入城鎮生活污水廠、現在有無動力、微動力、地埋式污水處理設施及生態濕地等方式,其他處理工藝主要有A/O厭氧好氧法,SBR活性污泥法等。但是農村生活污水處理投資成本大、污水收集難、佔地面積大、管理起來複雜、運作成本很高。

鋻於以上情況,國內外水處理方面的專家、學者及有關人士認為:正在探索研發新型的水處理技術及工藝、發展一體化成套設備處理技術、加強完善生態處理方法的發展、集約化專業化服務體系,是未來農村污水處理發展的主要方向。

5、新型的水處理技術和工藝的優點和突破:

“固定化微生物技術”是20世紀70年代發展起來的一門新興生物技術。該技術利用各種措施將游離微生物細胞或酶定位於限定的空間區域,並使其保持活性從而反覆利用,具有效率高、穩定性強、反應易控制、對環境耐受力強、保持菌種高效等優點。“固定化微生物技術”在環境工程中的前景是不可估量的,但目前此類技術還存在許多問題有待於研究,相應地就形成了今後一段時間裏固定化技術的研究方向。

三、“KDL固定化定向生物法”水處理技術的創新及優勢:

“KDL固定化定向生物法”是全球首創,根據水污染情況的不同,利用固定載體培養出有針對性的優勢高效微生物,針對不同污染源,有方向、有目的地進行處理,處理後水質達到國家一級A標準。

“KDL固定化定向生物法”是通過固定化技術,使微生物固定著生長,在適宜條件下保持高的生物活性,進行生物處理的一系列污水生物處理技術方法。其原理是將微生物固定在載體上,使其高度密集並保持其生物活性功能,在適宜條件下可以滿足應用的生物技術。

微生物固定化技術有利於提高生物反應器內的微生物濃度,有利於反應後的固液分離,縮短處理所需時間,還有效地實現對氮以及其他重金屬離子的去除。

綜上所述,以“KDL固定化定向生物法”為基礎,以KDL高效絮凝模組、 KDL自動過濾模組、 KDL總氮處理模組、KDL氨氮處理模組、KDL COD處理模組、KDL生物活性炭處理模組等處理單元為配合的“KDL水處理系統”,在技術上處於世界的先進水準,在運用上解決了投資成本大、佔地面積大、二次污染大、水處理效果不穩定、水處理成本較高、運營維護成本高、管理難度複雜等一系列問題。

我的發言到此結束,謝謝大家。