微纳米气泡气浮装置治理砷污染污水

　　纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学和现代技术结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术。它同样可以在治理砷污染污水方面应用。

　　一、微纳米气泡曝气治理技术

　　在中高压清水泵、多禾水微纳米气泡发生器的配合下，在水底制造亿万个微纳米气泡，把污水中的微细污染物颗粒利用微纳米气泡俘获在自己的表面一起带上水面，实现水与微细污染物的完全分离。

　　其作用机理：

　　①冲击压力的作用，气泡爆炸时局部会形成高温高压状态，产生非常大的冲击，影响周边的物质；

　　②界面活性的作用，长时间存在于液体中，气泡产生时带有负电，所以会有界面活性，有除臭、除色、祛重金属等作用；

　　③生物活性的作用，对生物有促进成长、生体活性化等影响；

　　④气体特性的作用，装置可以用不同的气体用载体(如纯氧、臭氧)来满足不同的需要。

　　二、砷处理高性能基因工程菌技术

　　(1)砷高亲和力基因工程菌

　　普通的生物处理技术主要是靠细胞表面的负电荷及细胞外膜的一些活性基团对砷进行吸附，如胞外多糖、蛋白、脂类具有重金属结合的活性基团，包括羧基、羟基、硫酸基团、磷酸基团和氨基酸等。然而，这些基团的数目有限，特别是这些基团对砷的吸附砷的亲和力仍不够高，因而导致普通微生物吸附剂的容量和亲和力不足。为了提高微生物对砷的吸附容量和亲和力，我们克隆了对砷具有高亲和性的特异性蛋白的基因，将该基因转入砷吸附菌中并成功地在这些菌中产生了砷吸附蛋白，构建了砷吸附基因工程菌。基因工程菌对砷的吸附能力提高了3倍以上。

　　(2)砷高抗性基因工程菌

　　为了提高微生物对砷的抗性，使之在含砷溶液中保持生物活性和再生能力，我们成功克隆了砷抗性基因，并将该基因成功转入砷吸附菌并使该基因得到了表达。工程菌经进一步驯化处理后，对砷的抗性可达到100mM以上。

　　(3)高纯度原位再生砷吸附基因工程菌

　　利用发酵工程的方法生产微生物吸附菌剂相对成本较高。如果微生物吸附菌剂可以自我再生，则可以大大降低发酵菌剂的生产量。然而，由于原位再生时高性能吸附菌剂中还掺杂着水和固定化介质带入的杂菌，再生时这些杂菌也会得到繁殖，使高性能砷吸附菌的比例降低，从而使砷的吸附性能下降。为了实现高性能砷吸附菌的原位再生，同时又抑制杂菌的生长，我们将某种杀菌剂的抗性基因转入了高性能砷吸附菌中，从而使该菌具有对该杀菌剂的抗性。这样，在高性能砷吸附菌的原位再生时加入该杀菌剂，就能实现只有高性能砷吸附菌得到再生，而杂菌则被杀死，不能繁殖。通过这个措施，可以大大降低高性能砷吸附基因工程菌的生产量，大量菌体通过原位再生的方式生产，从而大大降低了菌体生产的设备投资规模，使该项技术具有实用性和经济性，适合处理大量水体积。

　　三、高效除砷设备技术

　　物理吸附+化学反应，多孔、多电荷结构对三价砷和五价砷同时具有吸附作用，同时能与孔径表面发生化学反应，使砷固定更牢固，对重金属物质具有选择性去除作用。

　　工艺原理：BM净水除砷滤料是以铝硅酸盐类矿物质为原料，经破碎筛选、高温烧结、改性活性化等工艺加工而成。粒径0.5—1.8mm，堆积比重为0.9-1.0。BM除砷滤料属于吸附和离子交换净水方式。工作原理如下：除砷滤料格架中有许多通道和孔穴，孔径为0.5-1.6纳米之间，比表面积可达500-800m2／g，因而可吸附砷、氟、钼酸根等阴离子等有机物质。由于除砷滤料材质是硅、铝、氧晶格状四面体，铝与硅交换，铝三价，硅四价，缺少一个电荷，通常由材料自身的M(钠、钾等一至三价离子)补充。由于M补充电位时结合很弱，所以当水与BM净水滤料接触时，水中的R(铁、锰、钙、镁、氨氮等一至三价离子)换了M，从而达到了净水目的，而材料的结构不被破坏。 当吸附、交换饱和后，采取解吸方法洗脱，恢复原有功能，反复使用经久不衰。

　　四、泡沫炭化树脂、人造浮石移动过滤吸附技术

　　泡沫炭化树脂、人工浮石均是大比表面积的媳妇净水材料，吸附和离子交换的净水方式。其自身带有的正电荷可吸附砷、氟、钼酸根、阴离子等有机物质。阳宗海流域自身有大批的渔民和渔船，在砷浓度高的区域采取拉网式的方法，进行移动过滤净化，可迅速降解水体中砷的含量和捕获其他有机物。同时让当地渔民也获得收益，起到良好的教育警示和保护作用。

　　五、微生物菌固定化水面降砷技术

　　把有益微生物菌固定在人工浮石上，浮石上面堆积含活性炭高的草煤、硅藻土等净水吸附材料，再种上吸砷能力强的植物(如：蜈蚣草)，让其形成一个自然的生物循环链。经我公司实践，效果良好，可迅速降解砷及其他有机物，去除率达8 0％以上。

　　六、微生物菌固定化底泥降砷技术

　　阳宗海砷污染已渗透到底泥中，由于水位较深及治理方法的障碍，底泥污染已成为一个治理的重大难题。我们治理方法是：把高性能微生物吸砷菌固定在多孔陶粒上，让其在砷含量高的底泥处，沉入水底进行生物降解，起到除砷降淤泥的效果。

　　七、工业废渣中和处理技术

　　由于工业废渣的陈年堆积，渗漏液的含砷量较高，渗透层及影响面积有待勘测分析。由于含砷量严重超标，距水源地较近，加之地质变化的原因形成治理的不确定性。我们对工业废渣的处置及治理方法是：把工业废渣及受污染的土壤立即转移到离水源地较远的地方，进行抗砷微生物中和土壤技术处理，在工厂周边认真勘测，并采取抗砷微生物中和土壤技术，使其达到治本的目的

　　八、溶气气浮机作用原理及构造特点

　　气浮机是固-液或液-液分离的一种方法。它是设法在水中通入或产生大量的微细气泡，使其黏附于废水中密度与水接近的固体或液微粒上，造成整体密度小于水的状态并依靠浮力使其上升至水面，从而获得固-液或液-液分离的一种方法。

　　在水处理领域，气浮机广泛应用于以下几方面：分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微聚体;回收工业废水中的有用的物质，如造纸废水中的纸浆及填料等，代替二次沉淀池分离和浓缩剩余污泥。特别适用于那些易于产生污泥膨胀的生化处理工艺中，分离回收含油废水中的悬浮油和乳化油，分离回收或离子状态的物质，如表面活性物质和金属离子。

　　二、多禾水气浮机技术参数

　　气浮设备处理能力可分为：5、10、20、30、40、50、60、80、100、150、200、250、300m3/h等规格，也可按用户要求设计。

　　气浮机工作原理概述：

　　气浮法又称空气浮选法是污水处理中常用的浮选方法，气浮法是利用空气压缩瞬间释放或机械剪切形成的微气泡进行浮选。

　　将污水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的疏水性污染离子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式从水中分离去除的一种操作过程。气浮法是向水中注入或通过电解的方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒黏附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下上浮至水面形成浮渣，进行固液或液液分离的一种水处理技术。气浮法主要用于从废水中去除相对密度的悬浮物、油类和脂肪，也可用于高浓度废水的浓缩然后经带式压滤机压干。

　　废水中污染物微粒能较稳定地吸附在气泡上并随气泡上浮是气浮分离的前提条件，因此，被去除的污染物微粒应具有疏水性表面。为提高气浮法的分离效果，往往采取措施改变固体或液体污染物微粒的表面特性，向水中投加一定数量的悬浮剂，使亲水性颗粒转变成为疏水性颗粒，向乳化油废水中投加破乳剂(混凝剂)，使难于气浮的乳化油聚集成悬浮物来去除。

　　功能特点：

　　1.溶气泵边吸水边吸气，泵内加压混合、气液溶解效率高、细微气泡≤30um。气浮机

　　2.溶气泵可取代循环泵、空压机、溶气罐、射流器及释放头等组成的复杂系统。

　　3.低压运行，溶气效率高达99%，释放率高达99%。

　　4.微气泡与悬浮颗粒的高效吸附，提高了SS的去除效果。

　　5.溶气水溶解效率80-100%，比传统溶气气浮效率高3倍。

　　6.压力-容量曲线平坦，容易实现自动控制，易操作易维护、噪音低。

　　二.设备构造：

　　1. 气浮系统集进水、絮凝、分离、集水、出水于一体，与传统气浮设备类似，设有一个稳流室、溶气释放室，使处理性能更稳定，效果更优越，对于传统设备改造尤为适宜。

　　2. 稳定室：通过折板反应的原水，流速很高，若直接与溶气水接触，会消散微小气泡，影响气泡沾附絮块效果，从而降低气浮处理效率，若增加了稳流室，使湍流的原水动能消耗，匀速进入溶气水释放室，从而有力保证了去除效果。

　　3. 溶气释放室：溶气释放室与分离室于一个槽体。中间隔开，溶气水与絮凝完毕的原水在此粘附，缓慢上升，进入气浮分离室，保证了絮凝块与微小气泡的接触空间与时间，使溶气水的释放率达80-100%