城市污水处理常用技术

2024-05-20

城市污水处理常用技术(共11篇)

篇1:城市污水处理常用技术

城市污水处理常用方法分析比较研究

摘要:城市污水污泥的`排放,严重影响了建设环保、生态社会的进程.从活性污泥法、生物膜法、氧化法三种方法出发,分析与比较城市污水处理常用处理方法.作 者:崔衍立 作者单位:滨州市环境保护科学技术研究所,山东,滨州,25660期 刊:机电信息 Journal:MECHANICAL AND ELECTRICAL INFORMATION年,卷(期):,(9)分类号:X7关键词:污水处理 活性污泥法 生物膜法 氧化法

篇2:城市污水处理常用技术

常用污泥脱水处理技术比较

主要介绍了几种常用的污泥脱水技术(干化、超声波、絮凝、焚烧)的基本原理,并分析了它们各自的优缺点及适用条件,结合实际应用时它们的发展趋势作出展望.

作 者:殷涛 作者单位:长江大学城市建设学院,434023刊 名:河南建材英文刊名:HENAN BUILDING MATERIALS年,卷(期):“”(6)分类号:X7关键词:污泥 脱水技术 干化 絮凝

篇3:城市污水处理常用方法探讨

我国淡水资源十分短缺, 人均拥有量2300m3, 相当于世界人均水平的1/4, 居世界110位。水污染加剧了水资源的短缺, 直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康, 影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%~3%, 水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。未来城市的最大危害就是污水。造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低, 使大量的城市污水未经处理而直接外排, 导致了严重的水污染, 并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快, 城市污水产生量不断增大, 使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后, 已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素, 并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。国家专门就城市污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定, 制订城市治污达标的“时间表”, 加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。

2 城市污水成份构成分析

城市污水主要包括生活污水和工业污水, 由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。不同行业、不同种类的工业企业, 废水的排放量以及废水的成份也各不相同。随工业废水排放的主要污染物有酚、氰、重金属、石油类、酸碱盐类和各种有机物等。城市生活污水, 主要是城市居民日常生活排放的各种污水;此外, 还包括医院、集体单位和公共福利事业排放的污水, 以及城市地面经雨水冲刷形成的污水等。城市生活污水的成份主要是各种有机物、无机盐类、悬浮物, 以及各种细菌、病毒、病原菌、寄生虫等微生物。

3 污水处理常用方法探讨

3.1 活性污泥法。

长期以来, 城市生活污水多采用活性污泥法, 它是世界各国应用最广的一种生物处理流程, 具有处理能力高, 出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器, 通过曝气设备充入空气, 空气中的氧溶入混合液, 产生好氧代谢反应, 且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态, 这样, 废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池, 混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离, 流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流, 称为回流污泥, 回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度, 也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖, 增殖的微生物量通常从沉淀池中排除, 以维持活性污泥系统的稳定运行, 这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外, 还要有良好的凝聚和沉降性能, 以使活性污泥能从混合液中分离出来, 得到澄清的出水。

由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程, 因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制, 使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来, 目前在城市生活污水处理研究和应用领域, 普遍存在的问题有:

(1) 采用传统的活性污泥法, 往往基建费、运行费高, 能耗大, 管理复杂, 易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;

(2) 随着污水排放标准的不断严格, 对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高, 传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主, 往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联, 形成多级反应池, 通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的, 这势必增加基建投资的费用及能耗, 并且使运行管理较为复杂;

(3) 目前城市污水的处理多以集中处理为主, 庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资, 因此建设大型的污水处理厂, 集中处理生活污水, 从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。

因此, 如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理, 以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展, 已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善, 同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题, 且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。

3.2 生物膜法。

在污水生物处理的发展和应用中, 活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物, 主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面, 形成生物膜, 污水同生物膜接触后, 溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质, 污水得到净化, 所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水, 采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘, 生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善, 与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点, 在处理中极具竞争力。

3.3 氧化法。

氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型, 氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、 (催化) 湿式氧化法, 光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单, 但由于其处理效果并非十分理想, 而且由于其运行成本较高, 因此, 在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果, 同时降低运行成本的目的, 人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底, 因此, 在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景, 目前已成为国内外非常活跃的研究课题, 有专家预测, 氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。

4 结论

城市污水的回收和再利用的核心思想是要使水资源和营养物质在人类社会和经济发展中以闭合循环的方式运行;要以安全、经济、可靠的方法来完成这一闭合循环, 以达到资源再生、提高用水效率, 保护和节约使用有限水资源的目的。生态排水系统向传统的排水系统发出挑战, 是深入理解和贯彻“可持续发展战略”的必然结果。

摘要:水在自然界中是唯一不可替代的、也是唯一可重复利用的资源。城市污水就近可得, 易于收集, 再生处理比海水淡化成本低廉, 基建投资比远距离引水经济。城市污水可以作为可靠的第二水源, 这已成为当今世界各国在解决缺水问题时的共识。随着经济的发展和城市化进程的加快, 以及水污染问题的日益严重, 也导致我国的城市缺水问题十分突出。一方面城市缺水十分严重, 一方面大量的城市污水经治理后又白白流失, 浪费了大量的可利用资源。针对目前城市现有污水处理常用的方法进行探讨, 并对应注意的环节提出了看法。

篇4:试谈城市污水处理常用的三种方法

关键词:污水处理生物膜法氧化法

城市污水常用的处理方法包括活性污泥法、生物膜法、氧化法三种;城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水处理方法之一。

一、水污染现状

中国环境状况公报显示,2008年全国地表水污染依然严重,全国七大水系407个国家监控断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类、劣Ⅴ类水质的断面比例分别为49.9%、26.5%和23.6%,七大水系水质总体为中度污染,浙闽区河流水质为轻度污染,西北诸河水质为优,西南诸河水质良好,湖泊(水库)富营养化问题突出;近岸海域水质总体为轻度污染。

“十一五”期间,淮河、海河、辽河、巢湖、滇池、松花江、三峡库区及其上游、黄河中上游等流域水污染防治规划,共安排污染治理项目2712个,投资1600亿元。截至2008年9月,已经建成881个,在建960个,完成投资510亿元。2008年工业废水治理投资194.6亿元。

根据政府对再生水的规划测算,2010年中国城市污水再生设施将达到680万t/d,再生水工程新增投资约100亿元。

二、污水处理常用方法探讨

1.活性污泥法

长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。沉淀池中的污泥大部分回流,称为回流污泥,回流污泥的目的是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度,也就是保持一定的微生物浓度。曝气池中的生化反应引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常从沉淀池中排除,以维持活性污泥系统的稳定运行,这部分污泥叫剩余污泥。活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外,还要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能从混合液中分离出来,得到澄清的出水。

由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有: (1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求; (2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂; (3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。

因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。

2.生物膜法

在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。

3.氧化法

氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型,氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。

综上所述,城市污水处理是一个迫在眉睫的问题,目前越来越多的受到人们的关注。但目前遇到的最到的问题是技术的改良和污水处理实际落实的问题。还希望相关部门能够将污水处理真正提上日程,投资进行新技术的研究,为人们的生活带来更多的绿色和清新。

参考文献

[1]储金宇,等·臭氧技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2002.

[2]环境保护部发布2009年《中国环境状况公报》

篇5:城市污水处理的技术特点研究

以我国近年城市污水处理情况为基础,对排污系统建设、废水治理设施以及污水处理效果等方面的多项技术指标逐一进行了剖析,分析评价了我国城市生活废水处理技术状况,并提出相应的对策建议,以求为提高我国的污水处理总体水平提供技术参考.

作 者:徐兴起  作者单位:重庆宏耀建设集团有限公司,重庆,404000 刊 名:黑龙江科技信息 英文刊名:HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年,卷(期): “”(23) 分类号:X7 关键词:污水处理   城市污水   技术状况   对策   剖析  

篇6:城市生活污水处理的技术分析

摘要:随着我国经济的增长和城市建设的发展,逐年增多的城市居民数量和人民生活水平的提高拉动了污水处理的需求;同时,水污染事件不断出现;导致我国水资源的需求缺口正在不断扩大,引起政府和社会的高度重视。城市生活污水处理是城市建设和发展的一个重要问题,本文主要概述了常见处理生活污水的技术。

关键词:生活污水 处理工艺 特点

1.城市生活污水

城市生活污水主要来自家庭、商业和城市公用设施等,主要由洗涤污水构成。生活污水通过下水道管网系统被输送到污水处理厂,在污水处理厂进行处理后排放。城市生活污水的水量和水质具有周期性变化的特点。

有机物是生活污水的主要污染物,例如:淀粉、蛋白质、糖类和矿物油等,城市生活污水的化学需氧量、生物需氧量、总氮量和总磷量都相对较高。生活污水经过普通污水处理厂的物理处理和生化处理后,大大降低了化学需氧量和生物需氧量,但总氮量和总磷量仍然较高。当含氮量和含磷量较高的水质排入自然界,容易引起水体的富营养化,造成藻类大量生长繁殖,严重时会造成赤潮和水华。氮和磷促使藻类植物大量生长和繁殖,但是当藻类大量死亡时,就会造成水体腐败发臭,以致水质恶化,污染环境。

2.城市生活污水处理方法

2.1普通曝气法

普通曝气法出现的时间比较早,该方法不但处理生活污水效果好,而且生活污水的处理量较大,在污水处理厂中可以建设污泥消化池,反应所产生的沼气可以作为能源加以利用。传统普通曝气法的缺点是,该工艺只能进行常规的二级处理,并不可以脱氮除磷;但是通过近几年对普通曝气法的改进,使普通曝气法克服了这个缺点,为了达到脱氮的目的,可以通过降低曝气池的容积负荷来解决;为了达到除磷的目的,可以在曝气池前增设厌氧区来解决。

2.2活性污泥法

简单来说,活性污泥法就是利用活性污泥去除废水中有机物。首先是回流的活性污泥和污水同时进入曝气池,并将空气打入曝气池,充分混合污水和活性污泥,曝气池中的微生物吸附、分解污水中的有机物,起到净化污水的作用。然后为了使活性污泥和处理后的污水分离,混合液进入二次沉淀池进行分离操作。最后就可以向外排放净化后的水,分离出一部分活性污泥通过回流系统回流至曝气池,另一部分污泥将从系统中排出。活性污泥法的主要设备为曝气池和二次沉淀池。

2.2.1 AB法

AB法是在活性污泥法和两段法的基础上产生的,AB法是吸附-生物降解方法的简称,一种新型的污水处理技术。A段与B段之间是相互隔离的,且拥有独立的回流系统,这样可以保证A段与B段具有不同的微生物系统和各自的反应过程。

A段,污泥负荷较高,只有一些原核细菌适于生存并得以生长和繁殖下来,污泥中不会掺在真核生物,因此对水质、pH值的冲击负荷起到很好的缓冲作用。A段工艺会产生大量的污泥,而且在剩余的污泥中,有机物的含量较高。

B段在较低的负荷下运行,B段的曝气池中不但含常用的微生物,还有很多世代期比较长的高级真核微生物,这些真核微生物可以在有机物含量较低的情况下生长繁殖。

2.2.2SBR法

SBR法是序批式活性污泥法的简称,反应池是序批式活性污泥法的主体构筑物。反应和排水等工序都是在污水的反应池中完成的,该方法大大简化了处理过程。近年来序批式活性污泥法不断改进和完善,得到了广泛的推广,是目前采用较多的污水处理工艺。

序批式活性污泥法的工艺在空间上是混合的,推流式的时间模式,其生化反应速度较高。

序批式活性污泥法的工艺流程很简单,而且相对于其它方法构筑物少,造价低,运行费用和管理费用低。采用静止沉淀的方法,就可以得到很好的分离效果,且出水的水质较高。序批式活性污泥法的运行方式比较灵活,可以有多种处理工艺路线。通过同一种反应器,只要改变运行的工艺参数,序批式活性污泥法就可以处理不同性质的废水。

因为原水与反应器是隔离的,即进水水质的变化不会对反应器有任何影响,所以序批式活性污泥法工艺的耐冲击负荷能力高。而且间歇进水和排放只占反应器的2/3左右,这种操作方式起到了一定的稀释作用,进一步提高了工艺的耐受能力。

序批式活性污泥法的特点是:反应中底物浓度较大、比增长速率大和泥龄短。因此该方法可以控制丝状菌的繁殖。

2.2.3AAO法

AAO工艺是由厌氧-缺氧-好氧组成的深度二级处理工艺,该工艺不但可以解决对城市污水去除氮和磷的难题,还可以获得优质的出水,AAO主要包括两部分:

1除磷:在厌氧状态下,生活污水释放出聚磷菌;而在在好氧环境下,可以将其吸收,以污泥的形式排出。

2脱氮:缺氧阶段,通过兼氧脱氮菌的作用,利用水中的有机物作为氢供给体,将混合液中的硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气,从而达到脱氮的目的。

2.3生物接触氧化法

2.3.1生物接触氧化法的定义

生物接触氧化法就是在生物接触氧化池内安装一定量的填料,为了使处理污水达到净化的目的,通过填料上的生物膜和供应的氧气发生生物氧化作用,以此来将氧化分解废水中的有机物。生物接触氧化法是生物法处理废水中的一种重要方法。

生物接触氧化法是一种高效净化有机废水的处理工艺。其不但具有生物膜法的特点,还具有活性污泥法的优点。该方法不但适用于处理生活污水,还适用于工业废水和养殖污水等,并且已经取得了较好的处理效果和经济效益。生物接触氧化法具有高效节能、耐冲击负荷等优点,被广泛应用于污水处理系统中。

生物接触氧化法是生活废水经过物化处理后的重要环节,也是整个处理工艺中的重要环节,经过生物接触氧化法处理,亚硝酸和硫化氰等有害物质都可以被有效的除去,对后续的处理工艺起到关键作用。

2.3.2生物接触氧化法的原理

同一般生物膜法相同,生物接触氧化法是以生物膜吸附废水中的有机物,通过微生物和供应的氧气发生生物氧化作用,净化废水。

一般来说,在氧化池内的生物膜主要是由菌胶团、丝状菌和真菌等微生物组成。生物接触氧化法同普通生物膜法的区别在于填料的应用,也就是微生物在氧化池内的状态不同,例如:对于活性污泥法中的丝状菌,是会影响生物净化作用的因素;但是在生物接触氧化池内,由于填料的存在,使丝状菌呈立体结构,增加了与废水接触的表面,而且丝状菌对有机物具有氧化能力,并且适应负荷变化较大的水质,可以极大地提高净化能力。

2.3.3生物接触氧化法的特点

1.生物接触氧化法的生化过程可以分为两个阶段。第一阶段是生物膜吸附有机物,或者是在细胞内进行生物合成,第一阶段的吸附合成速度比较快。第二阶段就是生化过程,其中生化过程以氧化为主,速度较慢。

2.在沉淀池添加接触层来提高沉淀池的效率。应用滤层截留的办法来处理细小的悬浮物,应用沉淀的方法处理沉淀池的生物膜。

3.同活性污泥法相比,生物接触氧化法的效率较高。主要是因为生物接触氧化法得生物膜,将氧化池分成两部分,同时在沉淀池添加了接触层。

参考文献

篇7:城市污水处理现状及治理技术探讨

本文阐述了城市污水处理的现状,分析目前我国城市污水处理过程中存在的`主要问题.同时结合污水处理的现状提出从城市污水管网建设、污水处理建设规划、污水处理技术等方面提出建议,对我国城市污水处理发展作了简单的展望.

作 者:张玮  作者单位:泗水县环境监测站,273200 刊 名:城市建设与商业网点 英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN 年,卷(期): “”(29) 分类号:X7 关键词:城市污水   城市建设   治理现状   治理技术  

篇8:常用通信接口技术处理

在高速光纤通信系统中, 传输的数据流需要进行格式转换, 即在光纤传输时的串行格式及在电子处理时的并行格式之间转换。串行器———解串器 (一般被称作串并行转换器) 就是用来实现这种转换的。串并行转换器与光电传感器间的接口通常为高速串行数据流, 利用一种编码方案实现不同信令, 这样可从数据恢复嵌入时钟。根据所支持的通信标准, 该串行流可在1.25Gb/s (千兆以太网) 、2.488Gb/s (OC-48/STM-16) 、9.953Gb/s (OC-192/STM-64) 或10.3Gb/s (10千兆以太网) 条件下传输。

2 串并行转换器至成帧器接口

在Sonet/SDH的世界中, 光纤中的数据传输往往采用帧的形式。每帧包括附加信息 (用于同步、误差监视、保护切换等) 和有效载荷数据。传输设备必须在输出数据中加入帧的附加信息, 接收设备则必须从帧中提取有效载荷数据, 并用帧的附加信息进行系统管理。这些操作都会在成帧器中完成。

由于成帧器需要实现某些复杂的数字逻辑, 因而决定了串并行转换器与成帧器间所用的接口技术, 采用标准CMOS工艺制造的高集成度IC。目前的CMOS工艺不能支持10Gb/s串行数据流, 因此串并行转换器与成帧器间需要并行接口。目前最流行的选择是由光网络互联论坛 (Optical Internetworking Forum) 开发的SFI-4, 该接口使用两个速度达622Mb/s的16位并行数据流 (每个方向一个) 。SFI-4与目前很多新型接口一样, 使用源同步时钟, 即时钟信号与数据信号共同由传输器件传输。源同步时钟可显著降低时钟信号与数据信号间的偏移, 但它不能完全消除不匹配PCB线路长度引起的偏移效应。16个数据信号和时钟信号均使用IEEE-1593.6标准LVDS信令。该接口仅需在串并行转换器与成帧器间来回传输数据, 距离较短, 因此无须具备复杂的流控制或误差检测功能。

以太网中也存在类似接口。在10千兆以太网PHY的物理编码子层 (PCS) 与物理介质连接 (PMA) 层之间, IEEE-802.3ae规范提供了一种被称作XSBI的接口。这种10千兆16位接口在每个方向都具有16位并行数据流及源同步时钟。数据和时钟均使用IEEE-1593.6标准LVDS信令。数据通道使用64b/66b编码方案, 其时钟频率为644MHz。

该10千兆以太网规范使用串行接口连接MAC (介质访问控制) 层和PHY (物理) 层。这个被称作XAUI的接口, 也被称为10千兆连接单元接口, 这是一种使用四通道的串行接口, 每个通道传输2.5Gb/s有效载荷数据, 8b/10b编码使每个通道比特率高达3.125Gb/s。该接口一般用于连接MAC和包含PHY及光器件的独立模块。根据几家制造商的多源协议开发的Xenpak光模块使用XAUI接口。后文还将提到XAUI也用于系统背板。

3 成帧器与网络处理器及其他元件间的接口

成帧器与网络处理器间传输的数据可代表很多不同的数据流。Sonet/SDH帧中包含的附加数据表明数据有效载荷中每个数据流的位置, 该信息需要在成帧器与网络处理器及相关器件间传输, 如分类引擎和流量管理器。此外, 网络处理器和相关器件还实现各种复杂的任务, 如数据包传向交换芯片的时序安排, 管理数据包内容以确保没有非法数据进入网络, 以及测量带宽以便特定应用或用户享有优先权。由于这些任务很复杂, 因此需要在成帧器与网络处理器间实施流控制方案。

成帧器、网络处理器与相关器件间通常使用的接口包括Utopia接口、POS-PHY接口、SPI接口和Flexbus接口。每个接口的后缀为level X, 其级别表明标称数据速率。Level2即指每个方向的数据速率为622Mb/s, Level3为2.488Gb/s, level 4为9.953Gb/s, Level 5为39.8Gb/s。因此POS-PHY Level 4的标称带宽为9.953Gb/s。Utopia接口是为包含固定长度ATM单元的数据流而设计的。

POS-PHY接口 (Sonet物理层上的包) 由PMC-Sierra和Saturn开发, 很多特性与U-topia接口相同, 有一项改进功能值得注意, 即POS-PHY能满足不同长度数据包的需要, 而Utopia只适用于固定单元长度。这表明POS-PHY接口是为无须ATM层, 即可在Sonet/SDH传输层上直接传输长度变化的IP包的应用而设计的, 因此被称作Sonet上的数据包。

Flexbus接口由AMCC开发, 可处理Sonet传输层上的变长度IP包。AMCC的Flexbus Level 4已获光网络互联论坛采纳, 作为SPI Level 4 Phase 1 (一般缩写为SPI-4.1) , 并已经作为业界标准规范发布。该规范在每个方向上提供64位并行点至点数据通道, 它使用HSTL class 1 I/O, 源同步时钟频率为200MHz, 还提供四分之一速率接口和16位并行数据通道。

POS-PHY Level 4也已经被光网络互联论坛采纳, 命名为SPI Level 4 Phase 2 (通常缩写为SPI-4.2) 。该接口具有采用IEEE-1593.6标准LVDS的16位并行数据通道, 源同步双数据速率时钟频率最小为311MHz。SPI-4.2的许多应用则使用频率更高的时钟, 因为该接口除了传输数据有效载荷外, 还传送包标签和路由信息。因此, 设计者常常采用SPI-4.2, 每个信号对的数据速率高达840Mb/s, 每个方向的累计带宽可达13.4Gb/s。

尽管SPI-4.2是为Sonet上数据包而开发, 它已被通信业的其他应用所采纳。作为能支持多数据流而且每个数据流中都具有流控制的灵活接口, 它可用作10千兆以太网的有效接口, 还可用于存储区域网络 (SAN) 。目前市场上有各种采用SPI-4.2接口的新产品, 还有一些产品正在开发之中, 除了Sonet/SDH成帧器和网络处理器, 还包括TCP卸载引擎 (TOE) 和10千兆以太网MAC。

4 网络处理器与交换架构间的接口

网络处理器与相关器件及交换架构间的接口有两种类型:一类为不需要在背板传输数据的接口, 另一类为需要在背板传输数据的接口。

对于第一种接口, 位于同一块电路板的网络处理器芯片组和交换架构间的接口可用CSIX Level 1接口实现。该接口采用CSIX Level 1包格式, 包括为交换架构提供路由指令的报头, 以及用于误差检测及纠正的报尾, 还包括数据载荷本身。控制CSIX规范的网络处理器论坛将进一步完善该规范, 增加从一个NPU芯片组通过交换芯片传至另一个NPU芯片的额外指令。这将成为CSIX Level2规范的最主要推进力。该规范还定义了每个方向中使用至多128个HSTL一类I/O的电气互连, 其源同步时钟频率高达250MHz。CSIX Level 1协议与CSIX Level 1电气规范无关, 无论NPU芯片组和交换架构间的经由背板的通信采用何种电气标准, 仍可使用CSIX Level 1协议。

对于第二种接口, 即NPU芯片组与交换架构间需要在通过背板通信, 仍然可以使用CSIX Level 1协议, 但这种电气接口并不合适。信号将穿过连接器, 从端口卡到达系统背板, 经过数英寸到达另一个连接器, 然后进入交换卡。有诸多原因使得越来越多的设计者选择具有嵌入式时钟的串行接口来实现这些连接。首先, 串行接口可最大限度地减少电路板与背板连接器的引脚数, 从而可减小插拔力及对操作系统中电路板的可能损害。其二, 在信号中嵌入时钟和数据的串行接口可完全避免时钟偏移问题。时钟偏移是PCB中数英寸长的并口所面临的主要问题。其三, 串行信号的背板设计者还可提高传输速率, 因为不存在时钟偏移, 也就没有对未来性能的限制。

被成功用作串行背板标准的接口是XAUI, 它是为10千兆以太网开发的。该规范适用于通道排列电路, 无论四通道轨线长度是否匹配, 符合XAUI的器件均能接收无误差数据。该接口使用差分电流模式逻辑信令, 它还采用交流耦合模式, 允许电路板间的参考电压不同。

参考文献

篇9:城市道路软土地基常用的处理方法

关键词市政工程;软土路基;处理方法

中图分类号U4文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0145-01

1软土地基对城市道路的影响

软土地基的特点是强度低、固结慢、变形大,在软土地基上修筑道路最突出的问题就是稳定与沉降变形。软土地基对道路还有一种影响,即其含水量不能达到较好的压实要求和其他的技术标准。

2软弱地基的处理方法

针对软弱土地基的特性,目前在道路施工过程中主要通过换填土、夯实、深层搅拌桩、喷粉桩、塑料排水板、碎石桩、加筋等技术手段对软弱土地基进行处理,如选用不当或施工方法错误,不按规范和操作规程进行,就会造成质量事故。下面对以上方法进行单独介绍。

2.1换填土法

换土加固是处理浅层地基的方法,所谓换填土法是指当地基持力层的承载力和变形满足不了设计要求,而软弱土层的厚度又不是很大时,一般采用把一定厚度的弱土层挖除,然后分层换填强度较大的砂或其它性能稳定、无侵蚀性的材料,并压实至要求的密实度为止,多用于公路构筑物的地基处理。机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压实垫层的不同施工方法,这些施工方法不但可处理分层回填土,又可加固地基表层土。换填土法的加固原理是根据土中附加应力分布规律,让垫层承受上部较大的应力,软弱层承担较小的应力,以满足设计对地基的要求。换填土法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填土法要注意换土夯实中出现橡皮土,换土用的土料不纯、分层虚铺厚度过大、土料含水量过大、过小或机械使用不当,夯击能量不能达到有效深度时,都会造成换土后的地基达不到设计要求的密实度。

2.2夯实法

夯实地基分重锤夯实地基和强夯夯实地基:

1)重锤夯实是用起重机械将特制的重锤,提升到一定高度后,将重锤自由下落,重复夯击基土表面,使地基土受到压实加固,从而达到满足设计要求的承载力。是属于浅层地基处理方法之一,此法适用于地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基的加固。施工前必须在建筑地段附近进行试夯,选定锤重、底面直径和落距,以便确定最后下沉量及相应的最少夯击遍数和总下沉量。地基夯击时,地基必须控制在最优含水量范围内,如太干,可适当加水,加水后应待水全部渗入土中后,并检验土的含水量已符合要求,方可进行夯击。若地基土的含水量过大,可铺撒吸水材料,如干土、碎砖、生石灰等。分层填土时应取含水量相当于或略高于最佳含水量的土料,每层铺填后应及时夯实。分层夯实填土时,必须严格规定控制每层铺土厚度。试夯时的层数不小于二层。

2)强夯地基是用起重机械将大吨位的夯锤(一般大干8t)起吊高度至大于61TJ,自由落下,对土体进行强力夯实,以提高地基强度、降低地基的压缩性。适用于砂质土、粘性土及碎石、砾石、砂土、粘土等的回填土。施工前要进行试夯确定:各夯点相互干扰的数据;各夯点压缩变形的扩散角;各夯点达到要求效果的遍数;每夯一遍孔隙水压力消散完的间歇时间。根据不同土层不同的设计要求,选择合理的操作方法(连夯或间夯等)。在易翻浆的饱和粘性土上,可在夯点下铺填砂石垫层,以利孔隙水压的消散,可一次铺成或分层铺填。强夯施工最好在干旱季节中进行,在雨季应采取措施防止场地积水,导致土质变软,以致产生挤出现象,降低强夯效果。

2.3深层搅拌桩

此方法是利用水泥或石灰等其它材料作为固化剂的主剂,通过特别的深层搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,形成坚硬拌和柱体,与原土层一起起到复合地基的作用。其优点是:能有效减少总沉降量、地基加固后无附加荷载、能适用于高含水量地基等;但造价较高且施工质量难以检测,在设计时,应具体情况具体分析,根据不同的地质条件和荷载条件调整配合比、置换率、桩长等,以满足承载力及沉降的要求。深层水泥搅拌桩适用于处理淤泥、砂土、淤泥质土、泥炭土和粉土,在沿海公路工程施工中得到了广泛的应用。施工前应先进行试桩,试桩的目的是为了寻求最佳的搅拌次数、确定水泥浆的水灰比、泵送时间、泵送压力、搅拌机提升速度、下钻速度以及复搅深度等参数,以指导下一步水泥搅拌桩的大规模施工。

喷粉桩是利用粉体喷射搅拌机械在钻成孔后,借助压缩空气,将水泥粉等固体材料以雾状喷入需加固的软土中,经原位搅拌、压缩并吸收水分,产生一系列物理化学反应,使软土硬结,形成整体性强、水稳定性好、强度较高的桩体,与桩间土一起形成复合地基,从而提高路基强度。其特点是强度形成快、预压时间短、地基沉降量小。喷粉桩加固软基主要适用于高含水量、高压缩性的淤泥、淤泥质粘土及桥头软基的处理。有关试验表明,一般含水量大干35%的软基宜选用喷粉桩。喷粉桩使软土地基竖向承载力的提高与桩位土质、含水量、固化剂掺入比、土灰混合均匀程度和龄期等因素有直接的因果关系。

1)土质:喷粉桩原位土以粉土为最好,掺入固化剂、粉土的强度增长效果远比对淤泥质土和粘性土的效果好;土粒越粗、增强效果越明显;同时,原位土越纯凈,增强效果越好;软土层中有机物质含量越多,则增强效果越低。因此,喷粉桩适宜被加固软地基土为粉土、砂土、粉砂土、粉质粘土、淤泥等土层,而不适宜含有石块、树根、有机物的人工填土层。

2)含水量:在软土层中、尤其是粘土层中,存在着一个最佳含水率,天然土中的每一个含水量值对应一个最佳固化剂掺入比,如超出这个对应界限,增强效果则不明显。喷粉桩适用于含水量不小于23%的土层,效果最好的含水量为30%~60%。

3)固化剂掺入比:固化剂的掺入量与固化料的类别、加固地基土质情况、含水量、原位土的承载力、设计要求的桩体强度和复合地基承载力等条件有密切的关系。试验资料说明:当单桩强度值一定时,固化料强度等级越高,掺入量就越少;原位土颗粒越粗,土质越纯净,掺入量越少;土层含水量越小,掺入量越少;原位承载力越大,掺入量越少。

4)混合料搅拌均匀程度:喷粉桩的强度与土料混合均匀程度成正比,灰土搅拌越均匀,其改善原状土的效果越好,相应的抗压强度越高。

5)龄期:喷粉桩的强度随养护龄期的延长而增大。28d内强度增长显著,尤其在前7d,强度急剧提高,一般可达到28d强度的60%左右,可达90d强度的35%~50%,28d后强度仍然有明显增长,90d后强度增长缓慢,因此,喷粉桩的无侧限抗压强度标准值以90d龄期作为强度指标。

3结束语

软土地基有极大的危害性,如果不处理或处理不当,就会造成地基失稳,使道路沉降过大或小均匀沉降,对道路成不同程的的危害,以上介绍的只是工地常用的几种处理软土地基的方法,具体施工还要根据工地的实际情况来选用,有时几种方法可以交替或一起使用。以确保工程的质量。

参考文献

[1]钟小勇.沿海地区软土路基处理方法浅讨[J].四川建材,2009,1.

篇10:城市污水处理厂升级改造技术

城市污水处理厂升级改造技术

摘要:为应对水环境的.持续恶化、减缓水域富营养化,12月24日,国家环境保护总局专门发布了<城镇污水处理厂污染物排放标准>,新标准对排放水质提出更严格的要求.实施时间7月1日,此后<国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知>“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20%左右,主要污染物排放总量减少10%的约束性指标.作 者:李成江 作者单位:中国市政工程华北设计研究院期 刊:建设科技 Journal:CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷(期):2010,“”(1)分类号:X7

篇11:城市垃圾的生物处理技术

班级:姓名:指导老师:

摘要:生物技术是实现城市垃圾无害化和资源化的一种有效手段。重点阐述了城市垃圾生物处理的基本原理及3种主要的生物处理方法,简要介绍了城市垃圾生物处理方法中的一些新技术及发展趋势,为寻找适合我国国情的垃圾处理技术提供一些参考。关键词:城市垃圾;生物处理原理;生物处理技术。

正文:

城市垃圾处理是环境污染控制的重要课题之一。城市垃圾也称城市固体废物,是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。目前,我国每年城市垃圾产量已超过1.3亿吨,并有资料报道,我国城市垃圾的产量还将以平均每年8%~10%的速度继续增长,北京等少数几个大城市增长速度还将达到15%~20%[1]。令人担忧的是,大量的城市垃圾目前的处理方式也只是在城市周围堆放或简易填埋,达到无害化处理基本要求的不足20%[2],无论从环境还是社会角度考虑,这都是急需尽快给予重视与解决的社会问题。随着居民生活水平的提高,垃圾中的有机物含量迅速增加。采用生物技术将其进行生物降解或生物转化,不仅可以有效处理城市垃圾,而且可以实现资源的再利用。因此,与物理法、化学法相比,生物处理技术具有更广阔的发展前景。

1.城市垃圾生物处理的原理

各种动植物、微生物,对自然界存在的各种有机物都有降解作用,其中微生物的降解作用最大。凡自然界存在的有机物,几乎都能被微生物降解。生物处理就是依靠自然界广泛分布的微生物,通过生物转化,将城市垃圾中易于生物降解的有机组分转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋白、乙醇或糖类),从而达到城市垃圾无害化和资源化的一种处理方法。根据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同,生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

1.1好氧生物处理基本原理

好氧生物处理是一种在有氧的条件下,利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。城市垃圾中往往含有大量的生物组分的大分子及其中间代谢产物如纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等,这些有机物一般都较容易为微生物降解。在好氧生物降解过程中,有机废物中的可溶性小分子可透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物直接吸收利用,而不溶的胶体及复杂大分子有机物,则先被吸附在微生物体外,依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质,再输送入细胞内为微生物所利用。微生物通过自身的生命活动——新陈代谢过程,把一部分有机物氧化分解成简单的无机化合物,如c02、HzO、NH3、P043_、S042~等,从中获得生命活动所需要的能量;同时又把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物增殖。

1.2厌氧生物处理基本原理

厌氧生物降解是在无氧条件下,利用厌氧微生物的代谢活动,将有机物转化为各种有机

酸、醇、CH4、H2S、c02、NH3、H2等和少量细胞物质的过程。它是一个多类群细菌的协同代谢过程。在此过程中,不同微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成复杂的生态系统。

2.城市垃圾生物处理的方法

目前,对于可生物降解的城市垃圾的处理,世界各国主要采用堆肥、卫生填埋、厌氧发酵等处理方法。

2.1堆肥法

堆肥法是指在人工控制条件下,利用自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物,使来源于生物的有机废物分解,向比较稳定的腐殖质进行生化转化的微生物过程。垃圾堆肥是目前广泛应用且经济有效的处理和消纳城市垃圾的重要途径之一,通过生物处理技术将生活垃圾中的有机物质转变成优质的有机肥料,具有良好的环境效益和社会效率。根据堆肥过程中微生物对氧气的需求情况不同,可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。通常好氧堆肥堆温高,一般在55℃~60℃,极限可达80℃,故也称高温堆肥。与传统的厌氧堆肥相比,好氧堆肥具有基质分解彻底、发酵周期短、异味小、占地面积小、可大规模采用机械处理等优点,因而好氧堆肥技术的应用已较为普遍。但随着“垃圾能源学”的产生,有机垃圾的厌氧堆肥技术也得到了广泛关注与快速发展,鉴于好氧技术与厌氧技术各自的特点,在未来的垃圾处理技术应用中,好氧堆肥和厌氧堆肥技术将综合运用,这也是堆肥技术发展大势所趋。

根据堆肥过程中物料运动形式分为静态堆肥和动态堆肥;按堆肥堆制方式,可分为露天式堆肥(野积式堆肥)和装置式堆肥(封闭式堆肥)。堆肥的发展趋势是由静态堆肥向动态堆肥,露天式堆肥向装置式堆肥的方向发展。就目前我国城市垃圾组成现状而言,静态堆肥较为适用,但随着人民生活水平的提高,垃圾组成中有机物含量将高达50%--70%,对于未来高有机物含量组成的垃圾则必须采用动态堆肥b J技术。此外,在静态堆肥基础上发展起来的间歇式动态好氧堆肥处理技术也具有一定优势,例如发酵周期短,处理工艺简单,发酵仓数少和投资小。传统的堆肥法存在发酵时间长,产生臭味且肥效低等问题。近几年来,人们借助于微生物选育技术,加强了对降解能力强的高效菌种的研究,将这些菌种应用于垃圾堆肥处理中,不但能有效加快堆肥材料的腐熟,缩短发酵周期,提高堆肥产品质量等,而且温度高,能有效杀灭某些病原体、寄生虫卵和杂草种子等,且能控制臭气【3】|。

2.2卫生填埋法

卫生填埋法是从传统的堆放和填地处理的基础上发展起来的,始于20世纪60年代,其原理与厌氧堆肥相同,都是利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物对垃圾中的有机物进行分解转化,使之最终达到稳定化。卫生填埋法虽然速度慢、占地多、减量少,且存在渗滤液污染水体的问题,但由于这种方法简单易行,造价和处理成本低,至今仍然是土地辽阔的国家或城市以及发展中国家处理城市垃圾的主要方法。用于卫生填埋的垃圾有机物含量不应太高,以免带来严重的地下水、空气和周围环境的污染问题。现阶段,由于我国城市垃圾中无

机物含量高,填埋后比较稳定;产生的臭味比较小,不会使大气质量恶化;渗出液也较少,对地下水影响小,因此,卫生填埋技术在我国城市垃圾处理领域的主导地位,占处理总

量的70%以上,这在今后相当长一段时间将不会改变。国家环境保护总局2002年10月向社会公布的处理城市垃圾的国家行动方案规定,今后我国的城市垃圾将进行填埋处理,并把垃圾填埋产生的气体收集起来发电。城市垃圾的最新填埋处理技术是生物反应器填埋场,它是通过有目的的控制手段强化微生物过程从而加速垃圾中有机组分转化和稳定的一种卫生填埋场运行方式。控制手段一般包括液体(水、渗透液)注入、备选覆盖层设计、营养添加、pH值调节、温度调节和供氧等。该技术具有生物降解速度快,稳定化时间短,填埋场产气量高、收集完全,一般无需复杂的渗透液处理设施等特点。与传统卫生填埋场相比,大大减少了场外后处理费用。生物反应器填埋场已在美国获得广泛重视,已被认为可能是对垃圾处理的革新。

2.3厌氧发酵法

厌氧发酵亦称沼气发酵,是指有机物在厌氧微生物(或兼氧微生物)的作用下分解转化为沼气的过程。由于该技术工艺简单,成本低廉,而且严格密封的沼气池还能提高原料的肥效和杀灭寄生虫卵。在欧洲,有机垃圾厌氧消化处理量已占有机垃圾量的25%。国内厌氧消化应用最广泛的是农村沼气发酵,而在城市垃圾处理方面的应用,除少量废水处理厂的污泥进行厌氧处理外,真正城市垃圾进行厌氧消化处理的很少见报道。厌氧发酵,在降解和稳定有机污染物同时,还产生了一种十分宝贵清洁能源——沼气。因此,国内外许多学者都在积极研究并开发一些新型的厌氧发酵技术。例如,近年来,逐步形成的以湿式完全混合厌氧消化、厌氧干发酵、两步厌氧消化等为主的工艺形式。此外,国内学者在运用先好氧后厌氧发酵技术和新型厌氧消化器处理城市有机垃圾方面,也取得了很好的效果。我国是人口大国也是能源需求大国,如果把我国城镇排放的有机废物作为沼气发酵原料,每年便可获得90亿立方米沼气,相当于节约100万吨标准煤。因此,如何利用现有沼气技术,开发适合我国具体情况的厌氧发酵处理技术,从垃圾中回收沼气,不仅具有极大的经济意义,而且具有积极的社会意义。

3.城市垃圾生物处理的新技术展望

3.1生产醇类

城市垃圾中含有纤维素、淀粉和糖等有机质,微生物厌氧代谢这些有机物时,可产生一些例如乙醇、甲醇等醇类高效燃料。乙醇可用以稀释汽车用油或其他发动机用油,使功效提高10%~15%。巴西、美国早已成为利用糖类、谷物淀粉类和纤维素类发展燃料酒精的典范,美国燃料乙醇的总装置能力达到约840万t/a。英国、荷兰、德国、奥地利、泰国、南非等许多国家的政府均已制定规划,积极发展燃料酒精工业。目前的方向是,希望利用含纤维素物质如锯末、蔗渣、破旧报纸、有机垃圾等各种废物制取酒精。我国有人采用微生物酶制剂对有机垃圾酶解后,用酒精酵母对有机垃圾进行厌氧发酵生产乙醇。结果表明,在适宜的条件下,每吨垃圾可生产70~90L酒精,这为城市有机垃圾的再生利用,发展新能源,找到一条新的途径。

3.2生产氢气

氢是目前最理想的清洁燃料之一,每千克氢燃烧可放出142ⅣU的热量,是煤的3~4倍。生物制氢思路于1966年提出,在20世纪90年代受到空前重视,其中微生物发酵法是

一种有前景的氢气制备方法。许多微生物类群具有可降解大分子有机物产氢的特点,因而可以利用城市垃圾中的植物茎叶、家庭厨余等可再生能源废弃物产生大量氢气。产氢气的微生物有异养微生物和自养微生物。氢气产生菌产生的氢气,目前主要应用于燃料电池方面。如产气荚膜梭菌在含有葡萄糖培养基的10L发酵罐中,产H2速度最高可达18--23L/h,并进而利用所产生的H2推动3.1--3.5V燃料电池的工作。由于微生物的产氢机制和条件还在研究过程中,所以该类微生物能源的使用尚处试验阶段。需要解决的问题是寻找和筛选活性菌株,解决分离H2和02的方法等。中科院微生物研究所筛选了产氢活性较高的菌株,并对其产氢活性进行了研究【4】。

3.3合成微生物塑料

聚口一羟基烷酸(poly—j3一hydroxyalkanoates,PHAs)是许多原核微生物在不平衡生长条件(如缺乏氮、磷、氧等)下合成的胞内能量和碳源储藏性聚合物。PHAs具有与化学合成塑料相似的性质,能拉丝、压模、注塑等,而且具有化学合成塑料所没有的特殊性能,如利用其生物相容性可作为外科手术缝线、人造血管和骨骼代用品,术后无需取出。因而在工业、农业、医药和环保等行业都具有广阔的应用前景。PHAs可以用可降解的有机固体废弃物合成,而城市垃圾中含有大量可降解的有机固体废弃物,从目前已获得的研究成果可以展望,利用城市垃圾合成PHAs是生物合成PH魅的一条新途径,它的研究将受到人们的广泛重视,在2l世纪将有可能成为塑料工业发展的一个新方向。5 【】

垃圾处理是城市可持续发展所必须解决的一个重大问题,处理的目的是使垃圾资源化、减量化、无害化。微生物在垃圾“三化”中起着积极与重要的作用,利用微生物降解垃圾中有机物,不仅投资和运行费用低,处理效率高,而且还可获得许多有用的副产品,如沼气、饲料、蛋白、酒精等。近年来,随着环境生物技术的发展,在生物处理方面出现了不少新技术、新方法,它们的可行性和有效性也逐渐增强,正成为垃圾处理的发展方向之一。就目前而言,我国应在大力发展适合我国国情的垃圾卫生填埋和垃圾堆肥处理技术的同时,加大利用有机垃圾生产生物能源(燃料酒精、沼气、生物制氢等)的研究力度,加强降解有机垃圾的高效微生物菌剂的研究。我们相信,随着垃圾微生物降解机理研究的进一步深入,会有更为有效的微生物和处理工艺使垃圾真正地成为可利用资源。

参考文献:

[1]毕德纯.城市垃圾处理技术分析与展望[J].辽宁城乡环境科学,2004,24(2):55—56.

[2]李艳伟.我国城市垃圾处理现状分析及研究[J].环境科学动态,2001,2:7—9.

[3]王家玲.环境微生物学(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2003:251—254.

[4]朱思诚.规划中城市垃圾卫生填埋场处理量的确定[J].环境卫生工程,2005,13(1):20—22.

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