循環(huán)水排污水處理技術—膜分離法除鹽

　　光合細菌(Photosynthetic　Bacteria)簡稱PSB，是利用光能進行光合作用的一類原核微生物的總稱。它是地球上最古老的細菌之一，廣泛分布于水溝、湖、海、土壤、泥潭沼澤、下水污泥、水生植物根系等區(qū)域，幾乎在所有光能可供利用的地方都存在。光合細菌是進行不放氧光合作用的一大類細菌總稱，它們的共同特點是體內具有光合色素。在不同的環(huán)境中，會表現(xiàn)出如固氮、脫氮、固碳、有機物和硫化物氧化等多種不同的功能，在廢水處理上具有特殊的意義。光合細菌細胞中富含蛋白質和B族維生素，可用于制藥、畜禽飼料、廢水凈化等。近年來，利用光合細菌處理有機廢水成為環(huán)境科學的一項新進展。傳統(tǒng)微生物處理廢水，一般是在一定條件下，微生物吸附和吸收廢水中溶解性的有機污染物，滲透過細胞膜，在細胞酶的作用下進行分解。而光合細菌在處理有機廢水時，因其細胞內含有可以進行光合作用的載色體，如菌綠素和類胡蘿卜素，光合細菌可以利用這些載色體進行光合磷酸化反應和光氧化還原反應。不同于其他微生物，光合細菌具有多重代謝方式，可以擺脫好氧菌和厭氧菌受溶解氧的限制和影響，自身利用光能進行高效的基質代謝。如：在好氧條件下，光合細菌細胞內缺少可以進行光合作用的載色體，只要將其置于光照條件下便能快速形成;在好氧黑暗條件下，光合細菌利用三磷酸循環(huán)實現(xiàn)有機酸的代謝;在厭氧光照條下，三磷酸的循環(huán)受到抑制，而光合細菌的代謝并不受到影響，其會比迅速轉變代謝途徑，并把有機酸異化及同化的氧化還原反應緊密聯(lián)系。更重要的是光合細菌不僅有兼性厭氧的特性和強的適應性，還能利用廢水中的難降解的小分子有機物，且光合細菌耐鹽能力強，除氨效果好。上海交通大學生物技術研宄所利用光合細菌進行150t/d檸檬酸廢水處理中試研究，取得了較好成果。但是，光合細菌的菌體較小，自然沉降困難，應用中需要不斷補加新鮮菌體來保證光合細菌的活性，還需要進行固液分離的處理工作，造成工藝流程復雜。運用固定化技術可相對解決這些問題。光合細菌固定化即選用適當?shù)墓潭ú牧献鳛檩d體，利用某種方法將光合細菌固定在載體上，使其固定化，并保持生物活性。這樣不僅可以避免菌體流失，還能提高菌體利用率，簡化處理用游離和固定化的光合細菌降解活性艷紅X_3B，結果表明，光合細菌經固定化后可擴大適用的pH及溫度范圍，強熱穩(wěn)定性和酶活力，加快脫色速率。目前常用的光合細菌固定的方法有吸附法、交聯(lián)法和包埋法。

　　1吸附法：是把微生物細胞固定在水不溶性的載體上。吸附法固定光合細菌的操作簡單，反應條件溫和，不影響細胞活性，但固定的微生物數(shù)量受載體表面積及種類限制，微生物與載體之間的結合力較弱。常用的吸附劑有聚氨脂泡沫塑料、活性炭、石英砂、無煙煤濾料、沸石、鋇鐵氧體磁粉、陽離子交換樹脂等實驗研究表明，光合細菌容易附著在活性炭、沸石、陽離子交換纖維及鋇鐵氧體磁粉等載體上，且生長快。

　　2交聯(lián)法：交聯(lián)方法一般有兩種，一種是細胞表面活性基團與交聯(lián)劑反應，使得菌體間交聯(lián)而固定;另一種為，將PSB固定在活性污泥上。目前常用的交聯(lián)劑有戊二醛、甲苯二異氰酸脂、雙重氮聯(lián)苯胺等。交聯(lián)劑固定細菌結合力強，但其對微生物活性有較大的影響，且交聯(lián)劑大多價格比較高，從而限制了其廣泛的應用。

　　3包埋法：將光合細菌細胞包埋在半透性的聚合物或膜內，或使其擴散進入多孔性的載體內部，小分子及反應產物可以自由出入這些多孔或凝膠膜，而微生物細胞卻不能移動。該法操作簡單，對微生物的活性影響小，是目前最常用，研宄最多的方法。常用的包埋材料有海藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯二醇、瓊脂、光硬化樹脂、聚藻酸鈣、聚丙烯酸等。章鳴用海藻酸鈉及活性炭包埋光合細菌處理染料廢水，COD去除率可達71.6%。光合細菌處理有機廢水的設備占地小，操作管理簡單，可降解類型多，對于生化需氧量(BOD)高達數(shù)千mg/L的有機廢水，一些生物膜法及活性污泥法難以耐受，而光合細菌則可以承受，且菌泥本身富含蛋白質、氨基酸，可作為飼料添加劑等，有一定的經濟價值。固定化光合細菌法又在一定程度上解決了菌體流失，菌液難分離等缺點，提高了菌體酶活力，擴大了pH及溫度的適應范圍。故在處理高濃度有機廢水方面具有廣泛的應用前景。但經光合細菌處理后廢水BOD值一般不能達到排放或回用標準，還要配合其他方法進一步處理，才能達標。