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我们先来描述一个渗透压的实验:用一张半渗透薄膜将两种不同浓度的盐溶液隔开,低
浓度盐溶液的水分子就会透过半渗透薄膜进入高浓度盐溶液,而高浓度盐溶液的水分子
也会透过半渗透薄膜进入低浓度盐溶液,但其数量要少,故高浓度盐溶液一侧的液面会
升高,当两侧液面的高差产生了足够阻止水再流动的压力时渗透就会停止,这时两侧液
面的高差产生的压力就是渗透压。一般来说,盐分浓度越高,渗透压越大。
微生物在盐水溶液中的情况与渗透压的实验是相似的。微生物的单位结构是细胞,细胞壁
相当于半渗透膜,在氯离子浓度小于等于 2000mg/L 时,细胞壁可承受的渗透压为 0.5-1.0
大气压,即使加上细胞壁和细胞质膜有一定的坚韧性和弹性,细胞壁可承受的渗透压也
不会大于 5-6 大气压。但当水溶液中的氯离子浓度在 5000mg/L 以上时,渗透压大约将增
大至 10-30 大气压,在这样大的渗透压下,微生物体内的水分子会大量渗透到体外溶液
中,造成细胞失水而发生质壁分离,严重者微生物死亡。在日常生活中,人们用食盐(氯
化钠)腌渍蔬菜和鱼肉,灭菌防腐保存食物,就是运用了这个道理。工程经验数据表明:
当废水中的氯离子浓度大于 2000mg/L 时,微生物的活性将受到抑止,COD 去除率会明
显下降;当废水中的氯离子浓度大于 8000mg/L 时,会造成污泥体积膨胀,水面泛出大量
泡沫,微生物会相继死亡。
不过,经过长期驯化,微生物会逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁殖。目前已经有人驯化
出能够适应 10000mg/L 以上氯离子或硫酸根浓度的微生物。但是,渗透压的原理告诉我们,
已经适应在高浓度的盐水中生长繁殖的微生物,细胞液的含盐浓度是很高的,一旦当废
水中的盐分浓度较低或很低时,废水中的水分子会大量渗入微生物体内,使微生物细胞
发生膨胀,严重者破裂死亡。因此,经过长期驯化并能逐渐适应在高浓度的盐水中生长繁
殖的微生物,对生化进水中的盐分浓度要求始终保持在相当高的水平,不能忽高忽低,
否则微生物将会大量死亡。
8、什么叫好氧生化处理?什么叫兼氧生化处理?二者有何区别?
生化处理根据微生物生长对氧环境的要求的不同,可分为好氧生化处理与缺氧生化处理
两大类,缺氧生化处理又可分为兼氧生化处理和厌氧生化处理。在好氧生化处理过程中,
好氧微生物必须在大量氧的存在下生长繁殖,并降低废水中的有机物质;而兼氧生化处
理过程中,兼氧微生物只需要少量氧即可生长繁殖并对废水中的有机物质进行降解处理,
如果水中氧太多,兼氧微生物反而生长不好从而影响它对有机物质的处理效率。
兼氧微生物可适应 COD 浓度较高的废水,进水 COD 浓度可提高到 2000mg/L 以上,COD
去除率一般在 50-80%;而好氧微生物只能适应于 COD 浓度较低的废水,进水 COD 浓度
一般控制在 1000-1500mg/L 以下,COD 去除率一般在 50-80%,兼氧生化处理和好氧生化
处理的时间都不太长,一般都在 12-24 小时。人们利用兼氧生化和好氧生化之间的差别和
相同之长,将兼氧生化处理和好氧生化处理组合起来,让 COD 浓度较高的废水先进行兼
氧生化处理,再让兼氧池的处理出水作为好氧池的进水,这样的组合处理可以减少生化
池的容积,既节省了环保投资又减少了日常的运行费用。
厌氧生化处理与兼氧生化处理的原理和作用是一样的。厌氧生化处理与兼氧生化处理的不
同之处是:厌氧微生物繁殖生长及其对有机物质降解处理的过程中不需要任何氧,而且
厌氧微生物可适应更高 COD 浓度的废水(4000-10000mg/L)。厌氧生化处理的缺点是生
化处理时间很长,废水在厌氧生化池内的停留时间一般需要 40 小时以上。
9、生物处理在废水处理工程上有哪些应用?
生物处理在废水处理工程上应用得最广泛最实用的技术有二大类:一类叫做活性污泥法,
另一类叫做生物膜法。
活性污泥法是以悬浮状生物群体的生化代谢作用进行好氧的废水处理形式。微生物在生长
繁殖过程中可以形成表面积较大的菌胶团,它可以大量絮凝和吸附废水的悬浮的胶体状