污水处理-生命学院2010认识实习报告 15页

认识实习报告1、引言作为一个大学生，在当今严峻的就业压力下，在具有较长自由时间的暑期进行各种技能的掌握，不失为是一种明智之举。故2010年的暑假注定是短暂而忙碌的。结束了暑期的匆忙，引来的新学期的另一番忙碌。由北区辗转反侧来到东区，也开始了本学期的第一个学习任务——认识实习。认识实习即通过对与本专业相关的企业的参观、了解，通过对他们的企业建设理念、生产过程、工艺流程及中心技术等环节的学习，增加自己的知识，开阔自己的视野，深化了对本专业的了解，还为以后的课程学习打下了一定的基础，可谓一举四得。2、水的概况众所周知，地球上约71%的的表面被水覆盖，地球上水的体积约为1.36亿立方公里。从空中看，地球是个蓝色的水球。而她的淡水资源却极其有限，只占了0.9%，而对人类生活最密切相关的湖泊、河流和浅层低下淡水仅占淡水总储量的0.02，而且还分布不均匀。我国是一个水资源贫乏的国家，居世界上13个贫水国之一，人均水资源是世界平均水资源的1/4.同时，中国地域广大，水资源在时间和地区上分布很不平衡。南方多北方少致使河海流域包括京津两市人均水资源量仅为中国平均水平的1//7.同时，由于经济的发展和城市化的进程的加快，水资源的大片污染，城市缺水范围不断扩大，缺水情况日益严峻。严重的缺水情况，严重的水污染问题，昭示着对水治理重利用方法的迫在眉睫。以北京为例，为缓解水资源的短缺和治理水环境的污染，北京市在1987年出台了“北京市中水建设管理实施办法”。以此为契机，一座座的中水设施得以建成，污水处理已初见效果。3、水处理的可行性城市污水得以治理重利用，中水处理厂的建立，是有着一定可行性和优势的。首先，城市污水数量大，稳定，不受气候条件和其他自然条件的限制，并且可以再利用。污水作为再生利用水源与污水的产生基础上可以同步发生，就是说只要城市污水产生，就有可靠的再生水源。同时，污水处理厂就是再生水源地，与城市再生水用户相对距离近供水方便。污水的再生利用规模灵活，既可集中在城市边缘建设大型再生水厂，也可以在各个居民小区、公共建筑内建设小型再生水厂或一体化处理设备，其规模可大可小，因地制宜。其次，在技术方面，再生水在城市中的利用不存在任何技术问题，目前的水处理技术可以将污水处理到人们所需要的水质标准。城市污水所含杂质少于0.1%，采用的常规污水深度处理，例如滤料过滤、微滤\n、纳滤、反渗透等技术。经过预处理，滤料过滤处理系统出水可以满足生活杂用水，包括房屋冲厕、浇洒绿地、冲洗道路和一般工业冷却水等用水要求。微滤膜处理系统出水可满足景观水体用水要求。反渗透处理系统出水水质远远好于自来水水质标准。国内外大量污水再生回用工程的成功实例，也说明了污水再生回用于工业、农业、市政杂用、河道补水、生活杂用、回灌地下水等在技术上是完全可行的，为配合中国城市开展城市污水再生利用工作，建设部和国家标准化管理委员会编制了《城市污水处理厂工程质量验收规范》、《污水再生利用工程设计规范》、《建设中水设计规范》、《城市污水水质》等污水再生利用系列标准，为有效利用城市污水资源和保障污水处理的质量安全，提供了技术数据。最后，城市污水采取分区集中回收处理后再用，与开发其它水资源相比，在经济上的优势如下：（1）比远距离引水便宜城市污水资源化就是将污水进行二级处理后，再经深度处理作为再生资源回用到适宜的位置。基建投资远比远距离引水经济，据资料显示，将城市污水进行深度处理到可以回用作杂用水的程度，基建投资相当于从30公里外引水，若处理到回用作高要求的工艺用水，其投资相当于从40~60公里外引水。南水北调中线工程每年调水量100多亿立方米，主体工程投资超过1000亿元，基单位投资约3500~4000元/t。因此许多国家将城市中水利用作为解决缺水问题的选择方案之一，也是节水的途径之一，从经济方面分析来看是很有价值的。在美国，有300场、中国国际贸易中心、保定市鲁岗污水处理厂等几十项中水工程。实践证明，污水处理技术的推广应用势在必行，中水利用作为城市第二水源也是必然的发展趋势。(2)比海水淡化经济城市污水中所含的杂质小于0.1%，而且可用深度处理方法加以去除，而海水中含有3.5%的溶盐和大量有机物，其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上，需要采用复杂的预处理和反渗或闪蒸等昂贵的处理技术，因此无论基建费或单位成本，海水淡化都高于再生水利用。国际上海水淡化的产水成本大多在每吨1.1美元至2.5美元之间，与其消费水价相当。中国的海水淡化成本已降至5元左右，如建造大型设施更加可能降至3.7元左右。即便如此，价格也远远高于再生水不足一元的回用价格。城市再生水的处理实现技术突破前景仍然非常广阔，随着工艺的进步、设备和材料的不断革新，再生水供水的安全性和可靠性会不断提高，处理成本也必将日趋降低。(3)可取得显著的社会效益\n在水资源日益紧缺的今天，将处理后的水回用于绿化、冲洗车辆和冲洗厕所，减少了污染物排放量，从而减轻了对城市周围的水环境影响，增加了可利用的再生水量，这种改变有利于保护环境，加强水体自净，并且不会对整个区域的水文环境产生不良的影响，其应用前景广阔。污水回用为人们提供了一个非常经济的新水源，减少了社会对新鲜水资源的需求，同时也保持优质的饮用水源，这种水资源的优化配制无疑是一项利国利民、实现水资源可持续发展的举措。当今世界各国解决缺水问题时。城市污水被选为可靠且可以重复利用的第二水源，多年以来，城市污水回用一直成为国内外研究的重点。成为世界不少国家解决水资源不足的战略性对策。4、具体认识实习过程第一站——北京化工大学东校区中水站2010年8月24日，本学期的认识实习终于开始了。通过上午认识实习理论课的学习，我们明白了什么是认识实习，认识实习的目的等。接下来老师又详细介绍了我们北京化工大学学校中水处理厂的大体情况，包括工厂的位置、存在的可能性与必要性、工艺流程及其关键技术等。下午，各班参观了依次参观了本校区的中水处理厂。北京化工大学东校区中水处理站位于学校西侧，于2005年6月建成，总投资近215万元，其中包括土建费外线改造费150万元，处理工程与设备65万元，建筑面积306平方米，设计能力为日生产中水400吨。2005年7月通过北京市节约用水管理中心验收合格后投入使用。中水站的污水来源一般为洗浴用水、宿舍洗漱用水和洗衣房用水。由于各项污水的来源时间不同，中水站配备了两台不同功率的水泵，在用水高峰期采用大功率水泵抽水，而在用水低峰期采用小功率水泵抽水，这种合理的设计有效地降低了用电量，实现了节能的目的。中水站除每年为学校处理了大量废水外，还为东校区提供10万余吨的中水，用于校园绿化和冲厕，年节约水费40多万元，实现经济效益和社会效益的兼收。中水处理的基本流程为：污水由污水控制口经过格栅进入调节池中，在经过溶氧之后进入反应器中进行反应，再由泵抽至过滤罐中，经二氧化硅和活性炭的吸附后进入活性氧消毒机中，消毒结束后的水进入中水池，这样就得到了中水。在反应器中，采用的关键工艺技术是MBBR技术，即移动床生物膜反应器（MovingBedBiofilmReactor）。MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好养菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果。\nMBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充。与以往的填料不同的是，悬浮填料能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。同时由于与高级氧化技术的结合，对COD、NH3-N、总氮、总磷、TDS、阴离子表面活性剂均有良好的去除效果，分别下降了50%、35%、49%、39%、24%、11%。工程出水经北京市节水管理中心的三次抽测检验均达到《城市杂用水水质标准》。同时，处理过程中不需要添加絮凝剂，利用钾基自由基活性氧的氧化性能进行后处理，污泥量少，出水水质稳定，消毒后的中水含有微量的钾元素，可作为叶面肥使用，实现了中水处理的清洁生产工艺。以生物膜法为基础的高效生物介质——米字支撑的聚乙烯环是该中心的具有极高处理效率的一种微生物水处理技术工具。其具有众多的特点，如生物介质比表面积大（850m2/m3），使用寿命20年不更换，载体表面微生物食物链长。传质效果好，处理效率高，水力停留时间短，污泥产生量少，无堵塞，无需反冲洗。动力消耗少，运行费用低。中水站还采用计算机数据采集与控制，无人操作，可实现远程全过程监控，因而该中水处理工程具有运行成本低的特点。中水站的相关工艺参数：\n第二站——高碑店污水处理厂8月25日，我们院全体同学又参观了北京市最大也是全国最大的污水处理厂——高碑店污水厂。北京排水集团高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡界内，是北京市拟建的15座城市污水处理厂中规模最大的，也是目前全国规模最大的城市污水处理厂，承担着市中心区及东部工业区总计9661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，服务人口20万，厂区总占地68公顷，总处理规模为每日100万立米，约占北京市目前污水总量的40%。1993年，高碑店污水处理厂一期工程完成，成为当时全国最大的污水处理厂；1999年，高碑店二期50万吨污水处理厂也投入运营。高碑店污水处理厂为北京城市水环境的改善起到显著作用。在2001年，专家对通惠河生态恢复效果进行的生物采样和检测发现，除采集到46种原生动物外，还意外地发现了两栖动物甲鱼（鳖）和金鱼、鲶鱼等10种鱼类以及水生高等植物。可以说，因为有了高碑店污水处理厂，这条河已经“起死回生”了。在工作人员的带领下，我们首先去报告厅观看了有关该厂资料及进厂注意事项的宣传片。随后跟随着工作人员，我们遵循污水处理的流程依次参观了进水格栅间、总泵房、曝气沉淀池、曝气池、初次沉淀池等地，亲眼见识了污水经过处理逐步变为清澈中水的整个过程，使我们对污水处理有了更真切的体会，更全面的认识。然后，我们一行人又去了展厅进行了参观。在展厅工作人员详细地给我们介绍了我国目前水资源短缺污染情况，进行废水处理再利用的必要性和可行性，污水处理的工艺流程以及处理后的中水即再生水的利用情况，使我们对这个行业有了更直观的认识。高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池：二级处理采用空气曝气活性污泥法：包括曝气池和二次沉淀池。污泥处理采用中温两级消化工艺，消化后经脱水的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。消化过程中产生的沼气，用于发电可解决场内约20%的用电量。厂内还有1万立方米/日的中水处理设施，处理后的水用于厂内生产和绿化浇灌。不仅如此，每日还有47万立方米的二沉\n出水作为北京市工业冷却水和旅游景观用水及城区浇地绿化用水，不但改善了水环境，还为缓解北京市的水资源紧张状况起到了积极作用。另外，经处理后的水排至通惠河，对还清通惠河呀具有重要的作用。高碑店污水处理的工艺流程如下：\n\n\n\n第三站——东方瑞德生物技术有限公司\n北京东方瑞德生物技术有限公司成立于1997年，是集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。公司的主要产品为微生物发酵产品，包括天然食品添加剂和医药原料，其中90％以上的产品出口到欧美等二十多个国家。公司已通过了ISO9001、HACCP、GMP认证，同时还获得了国际上KOSHER和HALAL认证。下属工厂占地40000　平米，有12000平米的实验室、GMP生产车间和仓库。本公司的产品在质量上符合USP／FCC等国际标准，价格上有很强的竞争力，并可根据客户的要求定做，因此深受国内外客户欢迎。公司研发、生产的系列天然食品防腐剂纳他霉素、乳酸链球菌素、聚赖氨酸、溶菌酶顺应了市场需求，这些天然防腐剂可以解决所有食品生产中遇到的防腐、保鲜、延长货架期的问题。近来公司又新开发了天然色素和营养强化剂如番茄红素、β-胡萝卜素等。纳他霉素（Natamycin）也称游链霉素（Pimaricin），是一种重要的多烯类抗菌素，可以由Streptomycesnatalensis和Streptomyceschatanoogensis等链霉菌发酵生成的，其分子是一种具有活性的环状四烯化合物，含3个以上的结晶水，其外观白色（或奶油色），为无色、无味的结晶粉末，分子式C33H47NO13，分子量为665.73。微溶于水、甲醇，溶于稀酸、冰醋酸及二甲苯甲酰胺，难溶于大部分有机溶剂。在pH值高于9或低于3时，其溶解度会有所提高，在大多数食品的PH范围内非常稳定。纳他霉素具有一定的抗热处理能力，在干燥状态下相对稳定，能耐受短暂高温（100℃）；但由于它具有环状化学结构、对紫外线较为敏感，故不宜与阳光接触。纳他霉素活性的稳定性受PH值、温度、光照强度和氧化剂及重金属的影响，所以产品应该避免与氧化物及硫氢化合物等接触。那他霉素之所以能够成为一种广谱抗真菌食品天然生物防腐剂是基于以下4个原因：（1）非常低的口服毒性；（2）没有证实通过肠道吸收；（3）没有发现过敏性；（4）从来没有碰到交叉抗性。此外，那他霉素用量小，一般使用10－20PPm就能起到极好的抑菌效果，和化学防腐剂山梨酸钾相比，那他霉素对霉菌和酵母的抑制功效是后者的100－200倍，所以，那他霉素作为食品添加剂不会对食品的结构和风味产生不利影响。而且，那他霉素在PH值3－9时活性最佳，几乎适用于各种食品和饮料。鉴于具有以上特性，那他霉素目前已被用于医疗（外用治疗真菌引起的眼角膜炎等）、食品、饲料、粮储之中，特别是在食品原料保鲜、成品防腐方面的应用显示了良好的前景。那他霉素在食品工业中有着极大的应用潜力。纳他霉素是一种高效、广谱的真菌抑制剂，它是26种多烯烃大环内酯类抗真菌剂的1种，多烯是一平面大环内酯环状结构，能与甾醇化合物相互作用且具有高度亲和性，对真菌有抑制活性，其抗菌机理在于它能与细胞膜上的甾醇化合物反应，由此引发细胞膜结构改变而破裂，导致细胞内容物的渗漏，使细胞死亡。但有些微生物如细菌的细胞壁及细胞质膜不存在这些类甾醇化合物，所以纳他霉素对细菌没有作用。纳他霉素的生产工艺2.1\n菌种   纳他霉素的生产菌为Streptomycesnatalensls和StrePtomycesgilvosPoreus，其中后者的产率可达8.5g／L。2.2原材料  发酵所采用的原材料主要为大豆蛋白抽提物，酵母抽提物，葡萄糖，原料的质量标准为通用发酵用（药用）标准，实验表明，原材料的产地和质量对发酵有较大影响，原材料的确定除了其他化验指标外，摇瓶实验结果是极为重要的依据。2.3生产  StreptomycesgulvOSporeuS菌经发酵罐放大培养总发酵周期为250h，发酵在好氧条件下进行，搅拌速度在不同时期有所不同，在发酵第1阶段的搅拌速度为500rpm，到发酵第2阶段，由于产物及代谢物的积累，产物的产生速率有所下降，故应适当增加搅拌速度以保持发酵罐内足够的溶解氧水平；同时还要持续地抽去发酵罐中的旧培养液，并以与之相同的速率向发酵罐中添加新培养液，这样就避免有害代谢物在发酵罐中过度积累，及时补充新鲜的营养成分。另外，在发酵后期，添加的新鲜培养液各营养成分的浓度比原来的培养液都有所增加，这也有利于产物的生成，进一步提高产量。  在发酵过程中，培养液中各成分的浓度和类型都会影响纳他霉素的生物合成，其中碳氮比是最关键的因素之一，氮源促进菌体的生长繁殖，同时要在发酵中流加补充适当的碳源（葡萄糖）。纳他霉素在以葡萄糖作为碳源时产量最高，这是因为葡萄糖能渗入纳他霉素的分子中去。在发酵前期葡萄糖的浓度为40g／L，到发酵后期则为20g／L，此时菌体生长和纳他霉素的产量均达到最佳值。该生产工艺中所用的氮源是在豆蛋白抽提物与酵母抽提物的混合物。有资料表明，氮源的类型对菌体生长和纳他霉素的产量有较大影响，菌体细胞生长最好的氮源是酵母抽提物，而纳他霉素产生的最佳氮源是牛肉浸出物，所以，将两种氨源混合使用则使纳他霉素的产量增加两部。Eisenschink等用非酵母蛋白和酵母蛋白的混合物作为培养基中的氮源，得到较高产量的纳他霉素。另外还有研究发现，用孢子接种得到的纳他霉素产量比用营养细胞接种的高40％。板框过滤器概念\n　　板框过滤器，是一种过滤设备。适用于浓度50%以下粘度较低，含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯，灭菌、澄清等精滤、半精滤的要求，直接选用微孔滤膜，可不经微孔膜过滤器直接达到无菌过滤之目的。　　工作原理　　浮液用泵送入滤机的每个密闭的滤室，在工作压力的作用下，滤液透过滤膜或其它滤材，经出液口排出，滤渣则留在框内形成滤饼，从而达到固液分离目的。板框过滤器为不锈钢多层板框式压滤机，适用于浓度50%以下粘度较低，含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯，灭菌、澄清等精滤、半精滤的要求，直接选用微孔滤膜，可不经微孔膜过滤器直接达到无菌过滤之目的。特点　　1、抗腐蚀，经久耐用。　　2、滤板采用螺纹壮结构，可根据不同过滤介质和生产工艺（初滤、半精滤、精滤）要求，更换不同滤材，直接用微孔滤膜即能达到无菌过滤的目的。用户还可以根据过滤量的大小，相应减少或增加过滤层数，使之适合生产需要。　　3、所有密封部件均采用硅橡胶密封圈，耐高温、无毒、无渗漏、密封性能好　　4、板框过滤器的泵（或可用防爆电机）及输入管部件，采用快装式连接，拆卸清洗方便。板框过滤器过滤面积大，流量大，适用范围广，所以在制药、化工、食品等行业有广泛用途，应用在制药厂针剂药液过滤上，效果甚佳。　　板框过滤器除配用电机外，其它机件均采用1Cr18Ni9Ti优质耐腐蚀不锈钢材料制成，适用于过滤各种PH值酸碱溶液，板框过滤器应用加压密闭过滤，滤液损耗少，过滤质量好，效率高。过滤部分由九层滤板组成，过滤面积大，流通量大；且可根据被滤溶液之不同生产工艺（初滤、半精滤、精滤）要求，更换不同滤膜、及根据用户生产流量之大小可适当减少或增加滤板层数，使之适合生产需求，因此板框过滤器具有一机多用，适用范围广的特点；滤板采用平面螺纹网状形，结构先进，不变形，容易清洗，能有效地增长各种滤膜的使用寿命，从而降低和节约生产成本，板框过滤器配备不锈钢输液泵，其配用电机小，耗电省。用途　　板框过滤器广泛应用于制药、生化、食品饮料、水处理、酿造、石油、电子化工、电镀、印染、环保等行业，是各类液体进行过滤、澄清、提纯处理的最新设备。技术参数　　\n规格滤网层数过滤压力（Mpa）过滤介质微孔滤膜（um）水流量　　（t/h）ф150100.350.81.5-2ф200100.350.82.5-3ф300100.350.85200×300100.350.84150×150100.350.82.5400×400100.350.88旋转蒸发仪　TAIKANG(太康)新一代旋蒸一、简介　　TAIKANG（太康）旋转蒸发仪，主要用于在减压条件下连续蒸馏大量易挥发性溶剂。尤其对萃取液的浓缩和色谱分离时的接收液的蒸馏，可以分离和纯化反应产物。旋转蒸发仪的基本原理就是减压蒸馏，也就是在减压情况下，当溶剂蒸馏时，蒸馏烧瓶在连续转动。结构:蒸馏烧瓶可是一个带有标准磨口接口的梨形或圆底烧瓶，通过一高度回流蛇形冷凝管与减压泵相连，回流冷凝管另一开口与带有磨口的接收烧瓶相连，用于接收被蒸发的有机溶剂。在冷凝管与减压泵之间有一三通活塞，当体系与大气相通时，可以将蒸馏烧瓶，接液烧瓶取下，转移溶剂，当体系与减压泵相通时，则体系应处于减压状态。使用时，应先减压，再开动电动机转动蒸馏烧瓶，结束时，应先停机，再通大气，以防蒸馏烧瓶在转动中脱落。作为蒸馏的热源，常配有相应的恒温水槽。二、工作原理\n　　通过电子控制，使烧瓶在最适合速度下,恒速旋转以增大蒸发面积。通过真空泵使蒸发烧瓶处于负压状态。蒸发烧瓶在旋转同时置于水浴锅中恒温加热，瓶内溶液在负压下在旋转烧瓶内进行加热扩散蒸发。旋转蒸发器系统可以密封减压至400～600毫米汞柱；用加热浴加热蒸馏瓶中的溶剂，加热温度可接近该溶剂的沸点；同时还可进行旋转，速度为50～160转/分，使溶剂形成薄膜，增大蒸发面积。此外，在高效冷却器作用下，可将热蒸气迅速液化，加快蒸发速率。三、使用方法　　1.高低调节:手动升降,转动机柱上面手轮,顺转为上升,逆转为下降.　　电动升降,手触上升键主机上升,手触下降键主机下降.　　2.冷凝器上有两个外接头是接冷却水用的,一头接进水,另一头接出水,一般接自来水,冷凝水温度越低效果越好.上端口装抽真空接头,接真空泵皮管抽真空用的.　　3.开机前先将调速旋钮左旋到最小,按下电源开关指示灯亮,然后慢慢往右旋至所需要的转速,一般大蒸发瓶用中,低速,粘度大的溶液用较低转速.烧瓶是标准接口24号,随机附500ml,1000ml两种烧瓶,溶液量一般不超过50%为适宜.四、注意事项　　1.玻璃零件接装应轻拿轻放,装前应洗干净,擦干或烘干.　　2.各磨口,密封面密封圈及接头安装前都需要涂一层真空脂.　　3.加热槽通电前必须加水,不允许无水干烧.　　4.RE-52B必须使(19)拧入保险孔内保险,以免损坏烧瓶.　　5.如真空抽不上来需检查　　(1)各接头,接口是否密封　　(2)密封圈,密封面是否有效　　(3)主轴与密封圈之间真空脂是否涂好　　(4)真空泵及其皮管是否漏气　　(5)玻璃件是否有裂缝,碎裂,损坏的现象