难降解污染物

2024-06-28

难降解污染物（精选四篇）

难降解污染物篇1

新疆某化工区的市政污水主要是难处理的化工工业污水, 其中相当大的比重在化工厂已经预处理了, 而且采用了各种可行方法, 如隔油、浮选混凝、沉淀、厌氧、兼氧和好氧处理等等。因此比较容易去除的污染物在化工区内已基本去除, 排入污水处理厂的污水有机物浓度高, 可生化性差, 采用常规的污水处理工艺难以奏效, 故在该区域的污水处理厂建设工程中, 采用了目前处理这种污水比较有效的合理组合——水解酸化+生化+MBR。水解酸化可去除大量CODcr使出水BOD5/CODcr>0.3;生化池可以去除一定的BOD5和氨氮;而MBR会使固液分离去除大量难降解溶解状的有机物, 从而保证出水达标。

1 工艺路线

1.1 进出水水质

新疆某化工区污水处理厂接纳的市政污水, 以工业污水为主, 大部分在企业内已进行过预处理。其主要污染为有机污染物, 突出表现为CODcr浓度高, BOD5浓度低, BOD5/CODcr比值小, 很难生化处理。表1为该污水处理厂进水的主要水质指标。

经过该污水处理厂处理后的出水水质要求达到国标《城镇二级污水处理厂污染物排放标准 (GB18918-2002) 》的二级标准, 其中CODcr<60mg/L, BOD5<20mg/L, NH3-N<8 mg/L, 总磷<1.0 mg/L (见表1) 。

1.2 工艺流程

该化工区污水处理厂采用“水解酸化+生化+SHMBR”主体工艺, 其设计处理水量为30000m3/d。具体工艺流程见图1。

1.2.1 水解酸化

水解酸化预处理技术对于处理含难降解有机物的污水是一种有效手段。它能将大分子难降解的有机物转化为小分子易降解的有机物, 改善污水的可生化性, 为后续好氧生化处理创造条件。由于本工艺中进水CODcr的含量高达4000mg/L, 光靠厌氧活性污泥来降解是很难的。所以还必须加入一定量的强氧化剂O3充分进行氧化, 使难生物降解有机物分解成易于生物降解的有机物。

在本工艺中, 水解酸化池是厌氧池, 有大量的易降解的溶解状有机物供聚磷菌使用, 因此TP在酸化池中可以大量的去除。

1.2.2 曝气池

生物曝气池中成熟的活性污泥是具有良好的凝聚沉淀性能的。它主要利用微生物的新陈代谢, 通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解污水中的有机物。生物曝气池中含有大量的菌胶团和纤毛虫原生动物, 如钟虫、枝虫、盖纤虫等, 可使BOD5的去除率达到90%左右。另外, 好氧生物处理工艺中都有消化菌, 所以氨氮在生物曝气池中通过消化反应可达到一定的去除目的。

1.2.3 生物反应器

虽然污水经过了厌氧池、好氧池的生物处理, 但在本工艺中处理水的上清液还是达不到表1所示的排放标准要求, 特别是水中CODcr还是超标。膜生物反应器的研究始于20世纪60年代的美国, 是一种将传统的生物处理工艺与膜分离技术相结合的新型污水处理技术。SHMBR中膜的过滤作用可使微生物完全截留在生物反应器内, 实现反应器水力停留时间 (HRT) 和泥龄 (SRT) 的完全分离, 使生物反应器内保持较高的MLSS (混合液悬浮固体浓度) 和相当长的泥龄, 为提高难降解溶解状有机物的去除效率创造了有利条件;并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 (蠕虫) 的出现, 也提高了生化反应的速度, 同时, 通过降解生化比F/M, 减少剩余污泥产生量, 还可使出水的各项水质指标有所改善, 从而达标排放。

2效果

2.1 CODcr

CODcr浓度高而BOD5浓度低一直是该类型污水处理厂的一个处理难关, 经过上百次的试验, 最终确立了“水解酸化+生化+SHMBR”的工艺组合, 以实现出水CODcr达标的要求。

在水解酸化池中投加适量的O3可以使BOD5/CODcr>0.3。在前期实验中分别选用O3投加量水平为6、9、12mg/L, 接触时间为15、30、45min进行交叉试验, 试验结果显示:

当O3投加量一定时, BOD5/CODcr值随着接触时间的增长而增加, 证明可生化性提高, 系统CODcr去除率也随之增高, 但在30min以后增加值均不明显;当接触时间一定时, BOD5/CODcr值随着O3投加量增加而增大, 系统CODcr去除率也随之增高, 但当O3投加量>6mg/L时, 这两者的增加值均不明显。考虑到O3投加量和接触时间对实际工程经济效益的影响, 最终确定O3在本工艺中投加量6mg/L, 接触时间为30min。这样可使CODcr的去除率达到60%~75%。

在实际生产中发现, 由于SHMBR中附着型微生物的增加, 对CODcr的去除效果有了明显的改善。因此有理由认为, 在本工艺的SHMBR中, 悬浮型微生物和附着型微生物共同参与了对有机物的去除。SHMBR对CODcr的去除效果还与活性污泥浓度有关, CODcr的去除率一般在85%~95%。

2.2 BOD5

在本工艺中, 进水的BOD5的去除通过三个阶段来完成。第一个阶段, 污水主要通过生化池中好氧活性污泥的吸附作用而得到净化。吸附作用进行得十分迅速, 一般在30min内完成, BOD5的去除率可高达70%。第二个阶段, 主要是继续分解氧化上一阶段被吸附和吸收的有机物, 同时继续吸附一些残余的溶解物质。第三个阶段就是在SHMBR中进行泥水分离, 这一阶段中可以将出水SS降至接近零, 从而使BOD5排放达标。

2.3 效果

经过运行结果看, 该污水处理厂运行比较稳定, 在进水水质波动较大的情况下基本实现了设计中的达标排放。这说明该厂选用的“水解酸化+生化+SHMBR”工艺是比较可靠、可行的, 其在本污水处理工程中的应用也是比较成功的。

3 结语

1) 在水解酸化池 (8~15h) 的厌氧水解作用下, 溶解性CODcr占总CODcr的比例, 由进水的50%可升高到75%。由于污水中部分难溶、难降解的有机物被水解成可溶性的易降解有机物, 因此提高了污水的可生化性。

2) 生物曝气池通过微生物的凝聚、吸附、氧化分解等作用来降解污水中的有机物, 可使BOD5的去除率达到90%;另外氨氮在其中通过消化反应也可达到比较理想的去除效果。

3) SHMBR将膜过滤和生物反应器结合在一起, 发挥了单独的生物反应器或单独的膜过滤不能发挥的效能, 对难降解溶解状有机物有显著的降解作用。它能将污泥和水停留时间完全分离, 这对培养新的菌种, 提高难降解有机物的去除率非常有利。

难降解污染物篇2

摘要：阐述了生物强化技术的原理,概括了国内外有关生物强化技术处理难降解有机污染物的应用实例及效果.介绍了生物强化技术应用中有关高效降解菌和生物强化菌剂的研究与开发现状,进一步讨论了应用生物强化技术的.主要控制参数,展望了生物强化技术的发展方向.作者：徐军祥杨翔华姚秀清许谦佟明友张全 Xu Junxiang Yang Xianghua Yao Xiuqing Xu Qian Tong Mingyou Zhang Quan 作者单位：徐军祥,杨翔华,姚秀清,Xu Junxiang,Yang Xianghua,Yao Xiuqing(辽宁石油化工大学,环境与生物工程学院,辽宁,抚顺,113001)

许谦,佟明友,张全,Xu Qian,Tong Mingyou,Zhang Quan(中国石油化工股份有限公司,抚顺石油化工研究院,辽宁,抚顺,113001)

“降解”污染保护环境篇3

塑料制品作为一种新型材料，具有质轻、防水、耐用、生产技术成熟、成本低的优点，在全世界被广泛应用。目前，全球每年生产约700万吨塑料袋，其中，整个欧洲的年产量为120～150万吨，我国作为世界上十大塑料制品生产和消费国之一，每年生产300万吨左右，约占世界总量的一半。然而，包装用塑料大部分以废旧薄膜、塑料袋和泡沫塑料餐具的形式，被丢弃在环境中。这些废旧塑料包装物散落在市区、风景旅游区、水体、道路两侧，不仅影响景观，造成“视觉污染”，而且因其难以降解对生态环境造成潜在危害。

党的十八大把生态文明建设提到中国特色社会主义事业总体高度，生态文明建设与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设一起形成五位一体。同时十八大报告首次将绿色发展、循环发展、低碳发展并列提出。应该说这三者是一个有机整体，绿色是发展的新要求和转型的主线，循环是提高资源效率的途径，低碳是能源战略调整。三者均要求节约资源、节约能源、提高利用率，均要求保护环境，充分考虑生态系统承载能力，减轻污染对人类健康的影响。因此必须牢牢把握“资源节约型、环境友好型、科技创新型”的塑料加工业绿色、生态产业方向，这也是塑料加工业安全、卫生工程建设中最核心内容。要完成这一伟大目标，少不了各领域科研工作者的努力和付出。幸运的是，我们拥有一大批像中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师季君晖这样的具有前瞻性和创新思维的塑料科研工作者，为了减少塑料制品对人体的危害和对环境的影响，他们用自己的青春和智慧，大胆创新，勇于探索，不仅开发了可降解塑料，同时还研制了抗菌塑料等创新塑料制品，为塑料产业的发展提供科研支撑，更让我们的“美丽中国梦”不再遥远。

笃信精勤，开拓进取

1969年10月出生的季君晖，1997年毕业于天津大学化工学院，获工学博士学位，之后开始在中科院化学研究所做博士后研究，1999年晋升为副研究员。目前是中国科学院理化技术研究所研究员，博士生导师，工程塑料国家工程研究中心主任、总工程师，台州市500精英入选者，安徽省科技领军专家，合肥中科绿色家电科技有限公司、台州中科工程塑料技术有限公司总经理，合肥家电技术工程院院长，享受国务院政府特殊津贴专家。兼任中国合成树脂工业协会环境友好材料分会理事长，中国塑料协会专家委员会专家、中国塑协降解专委会副会长等职。

工作以来，季君晖始终对工作一丝不苟，心无旁骛，一直致力于功能高分子材料和微生物关系（包括微生物降解塑料、抗菌塑料、耐微生物老化塑料等）、塑料改性和功能塑料、医用塑料等领域的研究开发，并成功开发并产业化系列改性塑料、抗菌材料、菲可斯系列消毒杀菌材料、消毒洗衣机、不用洗衣粉洗衣机等数十个多个产品，其中抗菌母粒、纳米PET工程塑料等获国家重点新产品称号，为我国塑料产业的升级发展提供了强大的科研支撑。

在国家的信任和支持下，季君晖先后主持包括国家科技攻关、国家产业化示范项目、国家重点自然基金、国家重点技术创新项目、国家科技基础性工作专项、国家“863”项目、科学院重大创新项目在内的各类项目16项，获得国家发明专利17项，鉴定科技成果6项，负责和参与制定ISO标准1项、国家标准7项、行业标准6项，先后发表专业论文80多篇，出版专著1部。其中，他研究开发的“抗菌功能塑料”获第十二届全国发明展览会优秀新产品金奖；其他研究成果也先后获得山东省科技进步一等奖、青岛市科技进步一等奖、香港国际博览会金奖、山东省重奖科技成果三等奖、国家科技进步二等奖、科技部刘永龄科技奖、轻工科技进步创新奖、企业管理创新成果一等奖、中国科学院院地合作科技一等奖、中国技术市场金桥奖等奖项，他个人也先后获得“化学所第二界优秀青年”“中国科学院北京分院院地合作先进个人”等荣誉称号。多年来不变的探寻，只为无限放大自己的人生价值！

创新“降解”，远离污染

也许，很多人会以为，自己使用一个劣质塑料袋根本不会产生多大影响，塑料袋回收、处理不完全也跟自己无关，随手丢一個塑料袋也不会马上影响自然界。但正是这一侥幸心理，使人类慢慢走向了环境恶化、自我毁灭的道路。“我们不是一个人在生活，而是一群人在生活。我们也不应是一个人在维护，而应是一群人共同维护。做到安全生产优质的塑料袋，尽量少用塑料袋以及保证塑料袋被科学回收，是我们该有的意识与责任。”季君晖因为对塑料污染最深入的了解而发出了如此的呼吁。

季君晖介绍说，由于我国目前对塑料袋的需求量非常巨大，如果处理得不科学，必将给环境带来巨大的灾难。我国传统处理塑料袋的方式有三种，即焚烧、填埋和回收，其中回收的比例最少。那么在用焚烧方法处理塑料袋时就会出现焚烧不完全，从而产生大量的烟尘和有机污染物的问题。更严重的是，目前工业上使用的聚氯乙烯塑料袋燃烧更不充分，除了产生烟尘，还会产生酸雾和二恶英，造成大气重度污染。另外，由于塑料袋100年以内都难以降解，如果它只是被简单地填埋，不仅会破坏土壤结构、阻隔水分，导致土地不能正常“呼吸”，还会抑制植物的生长，造成恶性循环。

如今，随着工业发展的加快，有些厂商为了美观，还会在塑料制品中使用荧光增白剂，其一旦随食品进入人体，就会伤及肝脏等重要器官，诱发细胞癌变。“有些不良企业或家庭作坊会将回收的废旧塑料制品重新加工，这种塑料袋尽管成本较低，但由于源比较复杂，其中很可能含有病菌或有毒成分，损害我们身体健康。”季君晖说。

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虽然塑料制品有诸多缺点，但季君晖仍相信，任何东西都有两面性，塑料袋也并不是无恶不作的“大怪物”，只要合理使用、科学处理，就能降低它的危害。为此，他凭借着在塑料科研领域的研究经验，通过潜心科研，开发了第三代全生物降解高分子材料—PBS类聚酯，为塑料产业带来了新希望。

季君晖介绍说，PBS以脂肪族二酸和二醇为原料，经缩聚反应合成。采用传统缩聚方法，合成的PBS分子量低于5000，作为气相色谱固定相或增塑剂早已有商业化的产品。高分子量PBS的力学性能优于PE，熔点为115℃，其与乙二酸的共聚物PBSA则具有更好的韧性且降解更快。PBS类聚酯具有与PE、PP相似的理化性能，而且具有良好的加工性能，可在通用聚烯烃塑料成型加工设备上加工成各类制品，其废弃物可在自然环境中广泛存在的细菌、放线菌等微生物及酶的作用下，最终分解成二氧化碳和水。特别是原材料廉价易得、制备工艺简单，使其相对于其他生物降解性聚酯更具价格竞争力。通过共聚、接枝及共混等途径，可进一步改善其物性并调节生物降解性能。

随着国内对PBS的不断重视，季君晖依托中科院理化所，在中科院北京物质项目的支持下，带领科研团队采用特种高效催化体系，通过预缩聚好真空缩聚两釜分步聚合的新工艺直接制备得到高分子量的PBS产品。该创新性的工艺不仅可以和扩链法一样得到分子量超过20万的高分子量的PBS产品，而且在工艺流程和卫生性等方面具有明显的优势，和扩链法比较，节省了扩链反应步骤，简化了工艺，减少了损耗和设备投入，降低了成本，不含扩链剂，卫生性能得到明显提高，可以应用于食品包装等领域，并较扩链产品有更好的生物降解性能。主要用于加工各类包装材料、农用地膜、一次性用品等环保制品。

另外，课题组还在PBS类聚酯的合成与应用方面做了大量工作，开发出提高分子量的合成新技术，开发了具有自主知识产权的一步法聚合工艺，形成了PBS工艺包。这一技术采用高效的催化体系及独特的合成工艺，无须进行扩链反应，通过脂肪族二酸、二醇的缩聚反应直接制备出高分子量的生物降解性聚酯，简化了合成工艺，从而降低了成本。目前，他们已经将取得的研究成果通过专利授权分别在鑫富药业、山东汇盈和山西金晖建立了两条5千吨/年和三条2万吨/年聚合装置，形成了7万吨的产能，占全球同类产品产能50%以上，引领了该领域技术主流。产品通过了国际全方面认证。开展了PBS廉价化、功能化开发，2014年新增销售额10.2亿元、利税5亿元。鑫富药业在深市进行了定向增发，山东汇盈以母公司名义在香港上市，金晖也进入了新三板辅导。项目列入理化所的“一三五”规划，院首批STS项目，国家863项目，获国家高技术产业化和国家产业振兴专项支持。项目促进了降解塑料行业的发展，强力支撑了禁塑令的执行。

2016年1月14日，在中科院召开的2016年度工作会议上，季君晖主持的全生物降解塑料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）类聚酯研制产业化及应用团队获得科技贡献奖（一等奖），再次证明了该项目对塑料产业的推动作用，以及对生态环境的保护效果。

抗菌塑料，健康生活

随着经济的飞速发展，人们对健康愈加关注，对健康生活的要求也不断提高。面对琳琅满目的家电市场，选择健康化的家电产品也成为健康生活的重要一方面。在很多发达国家，抗菌塑料的研究以及在家电产品中的应用，为国人提了一个醒。作为塑料领域的研究专家，季君晖也对抗菌塑料进行了深入研究，并承担了国家火炬计划—“抗菌塑料研究开发产及应用”。

抗菌塑料是指塑料本身具有抗菌性，可以在一定的時间内将玷污在塑料上的细菌杀死或抑制。与常规的化学和物理消毒方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。通过对抗菌塑料及其家电制品的抗菌性、抗菌塑料的物理力学性能、加工行为、老化变色性能的基本研究，以及对抗菌剂和抗菌母料制备过程中添加剂和杂质及工程化工艺的控制，季君晖带领工程塑料国家工程研究中心，开发出了具有抗菌范围广、高效低毒、适用于塑料加工和使用的新型塑料抗菌剂。

为了让抗菌塑料得到更好的应用，季君晖极力促进了我国抗菌材料行业的形成，牵头建立我国首家抗菌材料检测中心、国家抗菌材料行业协会，并起草制定了抗菌材料行业及国家标准，不断推动抗菌健康型系列家电产品开发成功并迅速推向市场，满足消费者需求，被认为“引领发展了一个近600亿元产值的新行业”。

任何一位成功的科学家，从来不是单纯的思想和智慧的传播者，他们精勤不倦的步伐中，除了有坚定执着的力量外，还有浓浓的社会责任感。而季君晖的社会责任感则更多地展现在建设美丽新中国的身体力行中。