污水净化处理

污水净化处理（精选9篇）

污水净化处理 篇1

摘要：随着我国城市现代化进程的逐步加快, 环境资源保护面临着更大的压力和挑战。工业和生活污水的净化处理以及再利用, 是减少环境污染缓解供水紧张的有效措施, 也是我国环境资源可持续发展战略的重要组成部分。就污水净化处理利用的有效途径谈几点认识。

关键词：污水,净化处理,利用,途径

1 概述

随着我国城市现代化进程的逐步加快, 环境资源保护面临着更大的压力和挑战。目前, 我国七大水系的重点河段中, 85%江河湖泊受到污染, 62%的河段水质为Ⅳ类、Ⅴ类或劣Ⅴ类, 90%的城市面临水污染威胁。据统计全国2009年废水、污水排放量达710×109m3/a, 使河流水环境遭到严重破坏。与此同时, 我国水资源不足, 属世界贫水国家之一, 人均水资源量是世界平均水平的1/4, 我国600余座城市有400余座缺水, 约145座城市实行定时、定量供水。日趋严重的水污染使缺水形势显得更为严峻。水污染不仅降低了水体的使用功能, 进一步加剧了水资源短缺的矛盾, 严重地威胁到城乡居民的饮水安全和人民群众的健康。因此, 城市污水的净化处理是减轻水体污染程度、改善生态环境、解决城市缺水问题的有效途径之一。进一步开发和应用投资省、见效快、运行成本低的污水净化回用处理技术已经成为确保社会经济可持续发展的重大课题。就污水净化处理利用的有效途径谈几点认识。

2 污水净化处理利用的有效途径

污水厂出水→生物接触氧化4~8小时→曝气生物滤池→吸附-电解法脱盐、杀菌→纯氧氧化有机物→出水排放达工业用水标准。

2.1 生物接触氧化。

水厂出水还剩下一部分可以生物降解的有机物, 这部分有机物只有在高溶解氧条件下由好氧微生物去除。对于生物接触氧化系统来说, 自养菌和异养菌会竞争空间和氧气, 异养微生物为优势菌, 有机物浓度相对偏高, 异养菌生长快, 氧的供应受到限制, 自养菌不可能得到生长, 异养微生物为优势菌, 有机污染物COD主要在这里被去除;有机污染物浓度沿氧化系统逐渐降低, 有机物浓度很低时, 异养菌生长受到限制, 对氧的竞争能力减弱, 通过附着生长, 自养菌如硝化细菌就能占优势, 氨氮被硝化, 在水中溶解氧充分的条件下, 水中氨氮在亚硝酸化细菌和硝酸化细菌作用下被硝化成亚硝酸盐和硝酸盐。与此同时, 生物接触氧化系统中的异养型微生物氧化分解水中的有机基质, 使水的有机物综合指标COD、TOC等降低。因此当进水是微污染水即污水厂二级出水时, 可发生碳污染物的去除和硝化反应。

2.2 曝气生物滤池。

曝气生物滤池是生物膜法的一种, 池内装有滤料层, 池顶装有布水, 池底安装布气管, 其结构形式类似于气水反冲洗的砂滤池。运行时水流方向由上而下, 曝气空气由下向上升形成气水对流或者水流方向由下而上, 曝气空气同步, 形成气和水同向流。采用曝气生物滤池, 主要是因为它有以下的特点:第一, 池内装有的滤料比表面积大, 空隙率高, 有利于微生物的接种挂膜和生长繁殖, 保持较大的生物量和生物活性;第二, 滤料比表面积大, 气泡在滤料孔隙内滞留时间长, 从而与生物膜接触充分, 硝化菌易于得到充足的氧, 即可获得较好的脱氮效果;第三, 由于存在截留与生物吸附作用, 滤池通过过滤作用也能去除部分污染物, 使得出水中悬浮物SS含量降低;第四, 对于运行时水流方向由上而下, 曝气空气由下而上的来说, 滤料对曝气上升气泡起到切割和阻挡作用, 使气泡的停留时间和气液接触面积增加, 从而提高了氧利用率, 此工段过程水质中BOD含量已很低, 在COD/BOD比值失调情况下, 浸没式生物接触氧化工艺去除率大为下降, 而滤层表面寄附着大量微生物, 从而降低了能耗。总而言之, 曝气生物滤池具有生物量大、能耗低、出水悬浮物含量低、对COD、浊度、氨氮、SS等都有较高的去除率。

2.3 微电解。

铁、铝等低电位金属的溶解产生具有新生态活性的Fe2+、Fe3+和Al3+, 起吸附-凝聚作用, 通过电凝聚而去除污染物;阴极上H+还原产生新生态H, 能与水中许多组分发生氧化还原反应, 使污染物降解或破坏发色物质的发色基团结构而脱色;阴极出现的H2O2可去除多种有机污染物;阴极直接还原作用, 将高价金属离子还原为低价金属离子或金属;一般而言, 微电解往往是几种作用同时发生。废水的微电解处理反应包括三个方面的基本作用:电凝聚、电气浮、电解氧化和还原。根据微电解原理, 阳极过程主要为铁、铝等金属材料的溶解, 阴极过程主要为氧或氢离子的还原。采用电解活性炭吸附可以更好地解决杀菌问题, 而且处理效果比单独电解和单独吸附的总效果还好。在吸附区导电性活性炭对进水中污染物和细菌进行吸附, 吸附区两端装有电极, 施以电压电解, 使水消毒、杀菌。在活性炭再生时, 抽气通风, 使能脱附的污染物与水、气一齐排至排水管, 该装置很好地延长了活性炭再生周期, 稳定了水质。

2.4 脱盐。

可采用EST电吸式净水设备来除盐。该装置是利用电极表面来吸附水中离子及带电粒子, 以使水中溶解的盐类及其它带电物质在电极表面富集浓缩而实现水的净化的。当电极表面吸附的带电粒子趋向饱和, 此时电导率逐渐升高, 应进入再生环节, 再生时应断开直流电源, 模块两极短接放电, 富集在电极表面的带电粒子脱落下水, 随水冲走外排。

2.5 纯氧曝气工艺。

纯氧曝气工艺可使污水的溶解氧达到很高, 氧的传质扩散不再成为问题, 因而微生物的活性很高, 污泥负荷明显高于空气曝气活性污泥法, 同时污泥活性高, 纯氧曝气法能耐受冲击负荷, 对于一些难于生物降解的水质也表现出较强的适应性和降解能力。纯氧曝气所产生的沉积污泥呈黄褐色絮团状, 污泥指数低, 不会发生污泥膨胀问题, 而且沉降性能好, 有利于提高二沉池的负荷, 还减少了污泥处理费用。它还避免了空气的二次污染, 有潜在的经济效益。

2.6 EWP高效污水净化器。

由于EWP高效污水净化器没有用任何的滤料或填料作为滤床, 不会堵塞, 所以免除了砂滤池或其他过滤装置必需的反冲洗的麻烦和额外的动力消耗, 更解决了处理装置偶然停用后滤料干涸板结造成的堵塞问题。该技术特点利用先进生产方式的污水中的悬浮与絮凝剂反应后生成的絮凝沉淀物形成吸附过滤对连续进入的污水进行净化。其关键是EWP高效污水净化器能把污水中的絮凝沉淀物形成稳定的流化, 污染物起到活性碳的作用, 并能由新鲜进入的絮凝沉淀物推动老的絮凝沉淀物排出, 始终保持净化器的治理效果。虽然只是一级物化处理工艺, 却可比气浮、沉淀等同类工艺提高效率10~20%。该技术具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行费用低、经处理废水能达标排放并可回用等优点。

3 结论

综上所述, 工业和生活污水经过有效的净化处理, 达到地面水标准是完全可行的。工业废水和生活污水的净化再利用, 是减少环境污染缓解供水紧张的有效措施, 它还具有社会、环境和经济效益的完美统一, 也是我国可持续发展战略的重要组成部分。污水净化处理回用的成本由污水收集, 污水处理, 回用供水, 污泥处理, 净化回用运行等费用组成。污水净化处理回用的成本随着水回处理规模的扩大而逐步下降, 并能在较短的时间内收回投资, 在经济上具有极强的竞争力, 随着经济的发展, 水资源的日益短缺, 污水净化处理回用技术将发挥越来越重要的作用, 具有广阔的发展前景。污水净化处理回用所产生的经济和社会效益是十分明显的。同时, 节约大量的有限水资源, 缓和城市水的供需矛盾, 减少城市排水系统的负担, 既控制了水污染又改善了生态与社会经济环境, 促进人们生产生活的健康发展。

污水净化处理 篇2

依据“污水下水道建设方案”计划,预计至为止,台湾地区之下水道普及率预估可达36%.台湾家庭产生的生活污水,一般透过污水下水道的.施设加以解决,然而此项建设以都会区优先实施,且废污水之处理以传统污水处理厂为主,该方式所需之费用相当庞大,非一般农村地区所能负担.若配合实施农村社区土地重划后,提供公共设施用地,结合下水道系统,将家庭产生之废污水,以自然生态净化系统之生物处理,建构符合生态性及永续发展的农村.因此,将以农村社区土地重划先期规划地区及已完成人工湿地之社区为例,探讨农村社区污水设施规划之演进,及以自然净化处理农村社区废污水实施之可行性,提供未来执行之参考.

作 者：陈意昌 孙明德 刘昌文 CHEN Yi-chang SUN Ming-de LIU Chang-wen  作者单位：陈意昌,CHEN Yi-chang(逢甲大学水利工程系,台中,407)

孙明德,刘昌文,SUN Ming-de,LIU Chang-wen(台湾中兴大学水土保持学系,台中,402)

污水净化处理 篇3

生物转盘 (Rotating Biological Contactor, 简称RBC) 是一种生物膜法废水处理技术, 具有微生物浓度高、生物相分级、耐冲击负荷能力强、污泥量少、动力消耗低、维护管理方便等优点[1]。但传统生物转盘盘片结构复杂, 制造加工费用高, 因此该技术还需进一步改进发展。通过对传统生物转盘进行不断改进, 改盘片为转笼式结构, 研制了新型生物转笼净化器, 在转笼中投加立体空心多面体填料作为生物膜附着的载体, 生物膜活性高, 提高了生活污水处理效果。

1 传统生物转盘

生物转盘工艺[2]是生物膜法污水生物处理技术的一种, 生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术, 是一种固定膜法, 废水中微生物沿固体 (可称载体) 表面生长的生物处理方法的统称, 主要用于去除废水中溶解性和胶体状的有机污染物, 因微生物群体沿固体表面生长成黏膜状, 生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统, 其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是:生物膜首先吸附附着水层有机物, 由好氧层的好氧菌将其分解, 再进入厌氧层进行厌氧分解, 流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜, 如此往复以达到净化污水的目的。

生物转盘作为一种好氧处理污水的生物反应器, 可以说是随着塑料的普及而出现的, 生物转盘是由盘片、接触反应槽、转轴及驱动装置所组成。盘轴转动时, 盘面交替与废水和空气接触, 盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖, 生物膜交替地与废水和空气充分接触, 不断地取得污染物和氧气, 净化废水。

2 新型生物转笼净化器

普通生物转盘由于盘片比表面积小、挂膜性能差、挂膜生物量低, 导致存在有机负荷底、占地面积大、氨氮去除率有待进一步提高等问题。研究者通过对传统生物转盘进行改进, 首先改盘片为转笼式结构, 又在转笼中投加立体空心多面体作为生物膜附着的载体。填料采用ABS材质的立体多面空心球, 比表面积可达220m2/m3。改进后的新型生物转笼净化器由壳体、转笼及腿式支座组成。壳体用不锈钢制成, 底部为半圆形;转笼表面用不锈钢筛网密闭;支座为钢架支承。河南金谷实业有限公司研制的XYGZ型生物转笼净水器于2005年被确认为河南省科学技术成果。

新型生物转笼净化器是通过转笼内高比面积的立体填料表面附着的高浓度生物膜来分解、消化污水中的有机质, 与生物转盘相比生物膜活性更高。生物转笼通过轴的转动使填料不断在空气相与污水相之间切换以补充氧气, 在转笼部分实现了好氧与缺氧共存的环境, 在一个反应器内同时进行硝化与反硝化反应。有研究表明, 生物转笼污水处理效果与转笼转速有关。当转笼速度逐渐增加时, COD和氨氮去除率表现出相同的变化趋势, 即先上升, 到达峰值后持续下降。说明转速过大会造成反应器内悬浮生物载体间碰撞和摩擦加剧, 微生物很难在其上附着生长, 污水处理效果下降[3]。本研究通过变频器调节转笼转速, 从而实现对生物膜供氧量的调节, 保证污水的处理效果。

新型生物转笼净化器主要技术指标:BOD负荷为8~50g/㎡.d;水力负荷为0.02~5m3/㎡.d;产泥量为0.15kg/ (去除1kg BOD, 去除率>90%) ;生物膜折算MLVSS浓度为40~60g/L。在公司的公厕进行了中试应用, 改造前日用水量20t, 日用电量3 度;使用该设备后, 耗水量 (补充水量) 约1t/月, 日用电量24 度;水费按2.5 元/t, 电费按0.56元/度, 则每年可节约用水7 000t, 扣除所增加的电费则每年可节约11 500元。

3 结语

新型生物转笼净化器适用范围广, 运行过程中无须曝气装置, 动力消耗低, 兼具硝化和反硝化作用。多面空心球充氧能力比较强, 对氨氮有更好的处理效果, 搅拌效果比较明显, 污水中溶解氧浓度高, 硝化作用强。在填料、材质、比表面积以及通过变频器调节转笼转速以实现对生物膜供氧量的调节等方面进行了创新。针对不同污水水质及规模加强实际应用, 为今后生活污水及工业废水的处理提供更有效的方法。

摘要：生物转盘是一种有效的生物膜法污水处理技术, 但传统生物转盘存在挂膜性能差、挂膜生物量低、盘片结构复杂, 制造加工费用高等问题, 对传统生物盘进行改良, 制成填料式新型生物转笼净水器, 使用空心多面球作为生物载体。实际工程运用效果良好, 具有投资少、耐冲击负荷能力强、污泥少、动力消耗低、维护管理方便等优点, 适用于小规模生活污水处理。

关键词：生物转盘,生物转笼,净水器,空心多面球,生物膜

参考文献

[1]李袁琴, 唐奕, 等.多面空心球载体新型生物转笼处理生活污水性能研究[J].环境工程学报, 2012, 6 (2) :22-25.

[2]张黎.生物转盘污水处理技术研究进展及展望[J].农业与技术, 2015, 35 (2) :38-40.

污水净化处理 篇4

我国小城镇建设发展迅速,生活污水处理迫在眉睫.厌氧净化沼气池以其建设投资省、资金投入分散、运行费用低、几乎不占地、使用寿命长等特点,为小城镇建设提供了一条污水处理的.可靠途径.通过对四川省阆中市利用该工艺处理生活污水的情况的调查表明,CODer、BOD5的平均进水浓度分别为943.35 mg/L和828.05 mg/L时,平均去除率分别为84.5%和90.1%.处理后的生活污水可达到当地的排放要求,若对该工艺作进一步改进,出水可达到国家二级排放要求.

作 者：谢燕华 董仁杰 王永霖 XIE Yan-Hua DONG Ren-jie WANG Yong-lin  作者单位：谢燕华,董仁杰,XIE Yan-Hua,DONG Ren-jie(中国农业大学,水利与土木工程学院,北京,100083)

王永霖,WANG Yong-lin(四川省阆中市能源局,四川,阆中,637400)

污水净化处理 篇5

长期以来, 生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法, 包括普通活性污泥法及其变形工艺、氧化沟工艺、延时曝气的SBR法及其变形工艺以及A-B法等工艺。虽然这些都是较成熟的污水处理工艺, 但普遍存在着占地面积大、基建投资高、工艺设备处理效能低、能耗高, 运行费用高、管理不便等问题。

1 生物膜法净化污水机理

污水中有机污染物质种类繁多, 成分复杂。但对于生活污水来说, 其有机成分归纳起来主要包括:蛋白质 (40%-60%) 、碳水化合物 (25%-50%) 和油脂 (10%) , 此外还含有一定量的尿素。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物, 由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖, 由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构, 因此生物膜通常具有孔状结构, 并具有很强的吸附性能。

生物膜附着在载体的表面, 是高度亲水的物质, 在污水不断流动的条件下, 其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质, 在膜的表面上和一定深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物, 并形成由有机污染物→细菌→原生动物 (后生动物) 组成的食物链。污水在流过载体表面时, 污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附, 并通过氧向生物膜内部扩散, 在膜中发生生物氧化等作用, 从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物, 而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态, 当生物膜逐渐增厚, 厌氧层的厚度超过好氧层时, 会导致生物膜的脱落, 而新的生物膜又会在载体表面重新生成, 通过生物膜的周期更新, 以维持生物膜反应器的正常运行。

生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上, 实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离, 载体填料的存在, 对水流起到强制紊动的作用, 同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触, 从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题, 在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理, 而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。

2 新型好氧生物膜法处理技术——曝气生物滤池 (BAF)

曝气生物滤池的基本原理在于, 在一级强化的基础上, 以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质, 充分发挥生物吸附代谢、物理截留及反应器食物链的分级捕食作用, 实现污染物在同一单元反应器内的去除。曝气生物滤池在开发过程中, 充分借鉴了生物接触氧化反应器和深床过滤的设计原理, 省却了二沉池。反应器内存在着不同的好氧、缺氧区域, 可同步实现硝化和反硝化, 在去除有机物的同时达到脱氮的目的。

曝气生物滤池的工艺形式在进水方式、填料选择和使用功能上各有不同, 即上向流曝气生物滤池和下向流生物滤池;悬浮填料曝气生物滤池和淹没填料曝气生物滤池;去碳曝气生物滤池、硝化生物滤池和反硝化生物滤池等。目前在工程中使用的形式分为四大类:即BIOCARBONE、BIOFOR、BIFSTRY和BIOPUR。其中BIOPUR的形式与BIOFOR基本相同, 只是BIOPUR的填料根据不同水质采用波纹板、陶粒或石英砂, 以取得不同的处理效果。

1) BIOCARBONE。BIOCARBONE采用下向流形式, 污水从滤池上部流入, 在滤池中下部设曝气管 (一般距底部25-40cm处) 进行曝气, 气水处于逆流。曝气管上部起生物降解作用, 下部主要起截留SS及脱落的生物膜的作用。在反应器中, 有机物被微生物氧化分解, 氨氮被氧化成硝氮, 另外由于在生物膜内部存在厌氧/兼氧微环境, 在硝化的同时可实现部分反硝化。

2) BIOFOR。BIOFOR采用上向流形式, 截留在底部的SS可在气泡的上升过程中被带入滤池中上部, 加大填料的纳污率, 延长了反冲洗周期。国内设计单位采用此工艺处理生活污水及工业废水的混合水, 处理水量为1500m3/d, 其中生活污水900m3/d、工业废水600m3/d, 从实际运行结果看, 当曝气生物滤池BOD5容积负荷在5-6kg/m3.d时, 出水COD平均保持在60mg/L以下。

3) BIOSTYR。BIOSTYR和BIOFOR不同的是采用密度小于水的滤料, 一般为聚苯乙烯小球。运行时采用上向流, 在滤池顶部设格网或滤板以阻止滤料流出, 正常运行时滤料呈压实状态, 反冲时采用气水联合反冲, 反冲水采用下向流以冲散被压实的滤料小球, 反冲出水从滤池底部流出。BIOSTYR曝气生物滤池的特点是处理方式非常灵活, 可根据曝气位置的不同可以控制硝化反应和反硝化反应的程度, 也可以单独进行硝化反应。具有硝化和反硝化功能的BIOSTYR生物滤池, 其曝气管位于滤床中的经过计算的位置, 将滤床分隔为厌氧区和好氧区, 对有机物、固体悬浮物、氨氮和硝酸盐氮等有很好的去除效果。BIOSTYR中随着过滤的进行, 其水头损失的增长与BIOCARBONE有所不同, 其水头损失的增长与运行时间成正比, 由于BIOSTRY中没有形成表面堵塞层, 因此其运行周期较BIOCARBONE工艺要长。

3 曝气生物滤池存在的主要问题

曝气生物滤池在实际应用中主要存在以下问题:

3.1曝气生物滤池对进水的悬浮物要求较高, 根据国外的运行经验, 进水的SS一般不超过10omg/L, 最好控制在60mg/L以下。这样就对曝气生物滤池前的预处理工艺提出了较高的要求。

3.2采用曝气生物滤池水头损失较大, 而且由于停留时间较短, 消化不充分, 产泥量较大, 且含有较多的脱落生物膜碎片, 污泥稳定性稍差, 进一步处理困难。

3.3曝气生物滤池生物除磷的作用有限, 因此一般需要采用化学除磷。

3.4对于需要进行脱氮的污水, 如果单独采用曝气生物滤池工艺, 在进水碳源充足的情况下, 可选择上向流的BIO-FOR和BIOSTYR工艺前置脱氮, 这样既可以缩短流程, 同时又可节省投资;但如果进水碳源不足, 那么就需要将硝化/反硝化单独进行, 考虑后置脱氮, 其最为不利的一面是需要外加碳源, 运行成本相对较高;另一个问题是如何投加适量的碳源, 这需要稳定的进水浓度。同时, 出水需要进行曝气用于去除过量的碳, 使得运行管理较为复杂, 能耗也有所增加。

4 结束语

总之, 如何使生活污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥产量、最方便的操作管理, 以及实现磷回收和再生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。这就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。S

摘要：在污水生物处理的发展和应用中, 活性污泥法和生物膜法一直占据主导地位。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、占地面积少以及便于运行管理等优点, 在处理中等规模的低浓度城市污水方面较活性污泥法更具竞争力。

关键词：环境工程,生活污水,生物膜法,吸附性能,循环经济,可持续发展

参考文献

[1]王凯军, 贾立敏.城市污水生物处理新技术开发与应用[M].北京:化学工业出版社, 2001.

污水净化处理 篇6

1 巡航式污水净化器的总体设计

巡航式污水净化器主要由3大系统组成:动力系统、运动控制系统和污水滤清系统。主要包括的部件有:主船体(双体船方案),直流电动机,太阳能电池板,电池板控制器,蓄电池,螺旋桨,直流电机调速器,控制板[5](含主控制芯片BS2,超声波传感器,罗盘,伺服电机),过滤网箱,以及电路构件(包括熔断器、换向开关)。

图1为主船体示意图(双体船的左半部分),过滤网箱置于二船之间。

2 运动控制系统设计

运动控制系统是巡航式污水净化器的核心模块,净化器通过控制系统实现图像识别、避障、规定线路巡航、出发点至目标点的最优路径规划等一系列行为动作。

运动控制系统硬件部分主要有嵌入式单片机用户系统BS2(PIC16C57单片机)、PING超声波传感器、日立的HM55B电子罗盘、以及直流伺服电机。

2.1 BS2嵌入式单片机系统

硬件部分以BS2嵌入式单片机系统为控制核心。其电路板如图2所示。

BS2嵌入式单片机用户系统硬件结构[2]:用PIC16C57单片机作为核心器件,它以BS2微型OEM板为内核,通过标准的I2C总线与两个16KB的E2PROM(X25128P)、时钟/日历芯片(NJU6355)以及两路12位高精度A/D模数转换器(LTC1298)等器件相连接。28脚的双列直插式结构,包括PIC16C57单片机(主频210MHz),2KB程序存储器(用于存放用户开发系统编制的BASIC解释程序)。一个标准的RS232串行接口和8位并行口,还提供由420个焊盘构成的用户硬件系统扩展区,用户可根据自己的实际需要进行扩展。几何尺寸为105mm×70mm。系统本身功耗仅为8mA,工作需一个9V叠层电池,内部采用两种微功耗低压差变换器,其中一个(LP2950BZ)负载输出能力为5V、5mA,它主要负责向OEM板与时钟/日历芯片(NJU6355)供电。

2.2 超声波传感器与障碍检测

净化器要实现自主巡航或者自动避障必须建立环境地图,依靠传感器做路径引导和障碍检测。做路径引导和障碍检测的传感器种类很多,如CCD等视觉传感器可有效实现环境监测和地图测量,但对于单片机而言,尽量避免超大量数据的计算和处理。因此,对于一些环境数据要求不是很精确的地方,可考虑采用超声波或者触觉等其它更直接有效的传感器。本文采用超声波传感器。

超声波传感器PING与BS2的电路连接[4]如图3所示。

将超声波传感器置于船头,有利于提高测量的精确性。由于PING传感器的接口分别是GND,VCC,SIG,所以可以用3根导线接入3个接头,然后插接到对应面包板的插孔,与BS2的VDD,VSS,和P15接口连接起来,通过P15接口控制sig信号线,VDD接5V高电平,VSS接地线。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF(time of flight)。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间,再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离,即D=ct/2(1)

式中:D为传感器与被测障碍物之间的距离,c为声波在介质中的传输速率。在空气中声波传输速率为,其中T为绝对温度,c0=331.4m/s。在测定精度不是很高的情况下,一般认为c为常数340m/s。

控制程序中测距计算:使用命令PULIN,作为测量持续高电平脉冲响应与目标物体的距离[8]。

2.3 避障策略与转向控制

避障策略:在无障碍情况下,净化器按照一定的轨迹(与具体地理环境相关),在平静或者水流缓慢的水面行走,不断遍历所有区域,达到净化目的。如果在遍历过程中检测到障碍物存在,将采取障碍物躲避处理子程序,转向躲开障碍物,然后调整角度重新回到原来路线,继续进行环境遍历。

转向控制:在检测到障碍后,BS2发出指令,调整伺服电机转向一定角度,控制PWM直流调速[7]设备,实现直流电机的调速,即一个电机停转或者减速,另一个保持不变或者加速,利用速度的差异达到转向目的。在转向过速,最终回到原行进路线。程中,通过HM55B电子罗盘记录转过的角度,当确认避开障碍后,进行反操作,提高其中一个电机的转动速度,同时使用电子罗盘,查看方向是否与原来的目标方向一致,接近时停止调速,最终回到原行进路线。

2.4 遍历巡航的工作机理

净化器实现遍历巡航,必须建立环境地图。建立环境地图有多种方法,使用坐标系,明确表示障碍物,起始点,目标点等在地图中的坐标。划分网格,将障碍物局限在一个不可再分的微小网格中,在m×n矩形网格[2]中,建立运动物体与障碍物的关系,躲避障碍物,找到巡航遍历的最优路径。

用电子罗盘建立“环境地图”。在自主避障过程中,首先记录电子罗盘在巡航轨迹中与指定方向的夹角,避开障碍后,判断是否与记录角度相同,若相等则认为回到原巡航轨迹中。判断是否已经绕行一周,依靠净化器与起始点重合来确定。存储起始点净化器与指定方向的夹角,在巡航遍历过程中,如果当前净化器与指定方向夹角,与起始点存储角度值相同,粗略认定为已遍历一周。然后,净化器沿内侧轨迹继续巡航,直至达到终点。终点判断不能靠夹角,改用比较净化器在二轴向分布值,不发生变化则认为巡航结束达到目标。

3 控制程序设计

控制程序的流程框图:

记录起始点小船的指向角度,启动小船以最低速度行驶,开始巡航。在巡航过程中检测到前方有障碍存在,进入避障模块。内侧电机的速度降至0,开始转向,当扫描到前方安全时,外侧电机停转,判断船方向是否等于原角度值,直至重新回到原来的轨迹上。

巡航过程:巡航一周结束后,将内侧电机小幅度降速,沿刚才行走过的轨迹内侧继续巡航。执行以上循环,直至回到既定目标点或达到巡航目的,遍历结束。

算法的大框架是进行遍历巡航,在巡航过程中,如果遇到障碍物,立即进行避障动作。自主避障程序穿插在整个程序中,前进的每时每刻都要利用超声波传感器进行探测,以免碰到障碍。

4 结语

本文设计了巡航式污水净化器的核心模块--运动控制系统。运动控制系统硬件部分主要有嵌入式单片机用户系统BS2(PIC16C57单片机)、PING超声波传感器、日立的HM55B电子罗盘以及直流伺服电机。运动控制目标是实现净化器避障和水域遍历巡航。工作原理是:由电子罗盘建立“环境地图”,依靠净化器与自定义正北方向所成的角度,对地图内的静止水域进行遍历巡航。巡航途中,如果超声波传感器检测到障碍,利用伺服电机控制调速器,实现转向避障。躲开障碍后,重新回到原轨迹遍历。主芯片控制板BS2作为控制系统的“大脑”,控制所有的一切指令,操作小船进行指定动作。

参考文献

[1]赵广涛,程荫杭.基于超声波传感器的测距系统设计[J].微计算机信息(测控自动化),2006,22(1):129-130.

[2]张宏,王德合.基于AT89C51单片机设计的简易智能机器人[J].电子工程师,2006,9(32):64-66.

[3]BS2嵌入式单片机用户系统硬件结构[EB/OL][.2007-1-19].http://www.wxdzz.com/tech/shiyongjn/2007/01/19/200701192089.html.

[4]Parallax.Inc.PING)))TM Ultrasonic Distance Sensor(#28015)[EB/OL][.2006-6-13].http://www.stampsinclass.com.

[5]吴红星.电机驱动与控制专用集成电路及应用[M].北京:中国电力出版社,2006.

[6]Parallax.Inc.Hitachi HM55B Compass Module(#29123)[.EB/OL][.2005-05].http://forums.parallax.com.

[7]王晓明.电动机的单片机控制[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.

污水净化处理 篇7

目前, 我国新建城市污水处理厂几千座, 废水经过各种不同的工艺处理达到国家排放标准后进行排放。不论采用何种方法, 都将或多或少产生污泥。我国每年将产生的污泥量约为420万吨。污泥成分复杂, 由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物组成的。具有侵占土地、易腐变臭, 易污染土壤和地下水及河流、湖泊、海洋等地表水体, 影响环境卫生状况 (蚊蝇孳生、臭气、含致病生物密度大的空气等) 及破坏城市景观, 导致水体的加速淤积等危害。因此, 如何更有效的处理处置城市污泥, 使之不会造成二次污染, 是我们环境工作者迫切关心的问题。[1]

2 城市污泥资源化制备非金属吸附材料在国内外发展

利用城市污水厂污泥制备活性炭, 因其制备成本低, 活性炭用途广泛, 首先可以用于污水处理去除有毒有害物质, 具有良好的环境效益和社会效益。国外学者首先对污水处理厂污泥烧制多孔吸附剂的工艺并利用其对恶臭和水中污染物的吸附能力进行初步探讨, 以及研究高温煅烧对活性污泥多孔性和微孔结构的影响。[2]余兰兰、钟秦等以城市污水厂剩余污泥为原料, 采用不同活化方法制备活性炭吸附剂, 同时对比不同活化剂活化效果, 并对影响活化产物吸附性能的因素进行相应研究。结果表明, 化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好, 采用制备的活性炭吸附剂处理城市污水, COD去除率较高, 污水色度也有较大改善。[3]

杨丽君, 蒋文举以污水处理厂产生的污泥为原料, 采用微波辐照磷酸活化的方法制备污泥活性炭。[4]得出磷酸微波法制污泥炭的最佳条件为:微波功率480 W、辐照时间260 s、磷酸浓度40%。该条件下, 制得的污泥炭碘值为517.4 mg/g, 产率为43%。用其处理TNT废水, 取得良好的效果。用商品炭与本实验制得的污泥炭作稀释后的TNT废水吸附效果对比, 结果在投加量超过4%的条件下, 污泥炭对废水COD的去除率高于商品活性炭的COD去除率。可见污泥炭对COD有良好的去除效果。郭爱民等[5]研究以制药污水处理厂污泥为原料, 分别以磷酸和氯化锌为活化剂制备污泥活性炭, 选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素, 通过正交实验确定最佳工艺参数, 并且以果壳作添加剂提高活性炭性能。通过静动态吸附实验, 探讨污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明:氯化锌活化, 氯化锌浓度40%, 活化时间30 mi n, 活化温度600℃, 固液比1:2~1:3, 污泥活性炭对COD的静动态饱和吸附量为31.3、28.14 mg/g, 色度去除率>85%。

用污泥制作活性炭, 将会大大减少城市污泥的排放量, 大大减轻日益严峻的污泥处理、处置问题。目前研究报道, 关于污泥活性炭的研究多处于污泥活性炭的制备及碘值、比表面积等初步性能研究阶段, 对其晶型结构、活性中心及表面特征研究较少, 且污泥活性炭性能尚未达到商用活性炭要求, 距工业化应用存在一定距离。

3 非金属吸附剂应用水稻种植中减少杀虫剂危害

在水稻种植中, 现有的农业技术无法有效地防止土壤和蓄水区免受杀虫剂的污染, 在年耕种面积800~1300公顷的情况下产生的污水在现有情况下是无法进行净化的的情况。[6]利用脱水污泥进行的研究开发出一系列与农业生物群落具有兼容性的吸附剂 (含碳和矿物质) , 这些材料可吸附一些对植物有害的微量元素并使之分解。同时, 能够有效的提高脱水污泥的处理率, 避免农用带来的不良后果, 化害为利, 变废为宝, 大大降低处理脱水污泥的费用, 同时还可以节约土地, 避免与农业争地, 也可减少堆放脱水污泥所占的土地。

新技术的应用可降低农业系统不必要的生态病毒学危害, 并改善土地集中使用区的社会卫生情况。因此, 利用脱水污泥研制吸附剂的生产工艺是很有意义的, 具有明显的环境效益、社会效益和经济效益, 开辟了一条城市生活污泥处理、处置和资源化的新途径。

4 结论

由于污泥中含有丰富的有机成分, 同时也含有一些无机成分, 我们以前的资源化利用方式主要是针对其中的有机成分进行的, 很少有人对其无机成分进行分析利用。如何充分发挥污泥中有机和无机两种成分, 对其进行资源化利用, 又不会对环境造成影响, 是我们研究开发的重点。采用以木材、煤为原料的传统活性炭, 无论在价格上还是使用价值上均不合适。因此活性炭生产行业积极寻找低成本适用于环境污染控制要求的原料。城市污水污泥因富含碳、产生量大等特点可用于生产非金属吸附剂。

参考文献

[1]周少奇.城市污泥处理处置与资源化[M].广州:华南理工大学出版社, 2002.

[2]彭晓峰, 陶涛, 陈剑波等.国际污泥研究现状初探[J].自然杂志, 2002 (4) :24-29.

[3]余兰兰, 钟秦.剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究[J].安全与环境学报, 2005 (8) :39-42.

[4]杨丽君, 蒋文举.磷酸微波法制污水污泥活性炭的研究[J].中国资源综合利用, 2004 (12) :15-18.

[5]郭爱民, 任爱玲, 张冲.制药污水处理厂污泥制活性炭的研究[J].河北化工, 2006, (1) 57-59 (6) :922-927.

污水净化处理 篇8

关键词：复合菌制剂,污水净化,COD去除突起,生态农业

1 引言

养殖小区鱼塘的水体有机化合物含量过量，超出水微生物转化能力，就会形成水体富营养化，使得水体中浮游藻类和其他水生植物大量繁殖，导致水体溶解氧下降，水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等水质恶化的现象(Ferreira et al.,2011)。

生物处理法是一种比较经济有效的手段，可通过调节水体环境的微生态平衡修复被污染的水体(张锡辉等，2003)。近年来，国外众多学者致力于对富营养化水体的生物净化研究，已开发出多种有效的环境生物制剂，如美国研究者研制的Clear-Flo系列、利蒙LLMO系列微生物制剂，以及日本Higa博士研制的EM制剂等(Devaraja et al.,2002;Mayer et al,2010;Higa,1991)[1]。面对我国水资源污染日益严峻的形势，开发一种多效的生物制剂变得尤为重要。因此，本研究从污染水样品中筛选出的4株高效除氮磷、较强去除COD能力的菌株，分别培养，制备成复合菌制剂，经对富营养化的养殖小区池塘污水进行处理试验，测定其活性和效能，以期为复合菌制剂的实际应用提供科学依据。

2 材料和方法

2.1 菌种

菌种由本研究所分离[2]和保存。分离样品来源于长沙市郊区富营养化的鱼塘淤泥和污水。

2.2 培养基[3]

2.2.1 合成污水：

按杨小龙等(2012)[4]报道的方法，制备合成污水培养基：富营养化池塘淤泥水和猪场废水按1∶2比例混匀后，静置2～3 d，取上清液灭菌待用。

2.2.2 液体培养基：

葡萄糖5g/L，酵母粉0.5g/L,Na Cl1g/L,KNO30.36g/L,(NH4)2SO40.235g/L,KH2PO40.44g/L,Mg SO4·7H2O 0.37g/L,Ca Cl20.05 g/L，微量元素(Mohamedet al.,1999)1mL/L,pH=7.0。

2.2.3 固体培养基：

麦麸300g、豆粕粉600g、细糠100g、酵母浸膏0.4g、(NH4)2SO43.2g、MnSO40.6g、K2HPO46g、KH2PO43g、Mg SO41g、Fe2(SO4)30.1g、Ca CO32g,p H=7。

2.3 菌种培养[5,6]

2.3.1 液体培养：

侧孢芽孢杆菌、地依芽孢杆菌、短小芽孢杆菌和纳豆芽孢杆菌4菌株经活化后，活化种子液分别以5%的接种比例量接于100mL液体培养基中，分别培养24h和48h，取样稀释涂布平板，30℃培养48h，进行活菌计数.重复实验两次，每次设置3组平行，分析菌株生长情况。在此基础上，确定培养条件，对选用的菌株进行培养。

2.3.2 固体培养：

对4种菌，分别用消毒的固体培养基按10%的比例接种液体培养菌，30℃培养24h和48h，取样平板培养计数菌含量。

2.4 菌种制剂[7,8,9]

2.4.1 液体扩大培养与菌粉制剂

2.4.1. 1 液体扩大培养：

按10%接种量取复合菌种子液，离心后菌体接入装有300mL复合培养基的500mL三角瓶中，同上条件培养，得到二级种子液。以豆粕(60 g/L)，糖蜜(30 g/L)为原料配制扩大培养液在20L种子发酵罐中灭菌后，接入发酵30～36h.发酵条件：温度30℃，pH 7.0，搅拌转速350r/min，罐压0.11 Mpa。

2.4.1. 2 菌种吸附制剂：

发酵液中加入无菌的沸石粉，吸附2h后低温离心，收集沉淀;沉淀经37℃干燥、粉碎、过筛后真空包装，常温保藏.采用菌落平板计数法，检测固定化前后复合菌中活菌数变化，即液体培养吸附菌剂。

2.4.2 固体扩大培养与菌种制剂：

按10%的比例接种灭菌固体培养基中，进行浅盘发酵，发酵36～48h，发酵条件：30℃，相对湿度80%。发酵物料经45℃真空干燥、粉碎、过筛后，采用菌落平板计数法，检测干燥化前后各菌中活菌数变化;按比例称取4种菌物料混合均匀，真空包装，常温保藏，即固体培养菌净水粉剂。

2.5 菌种净水效果测定[10,11]

2.5.1 复合菌和单菌对合成废水的净化能力比较

按5%接种量取单一菌和复合菌种子液，离心后菌体经无菌水洗涤，接入合成废水中，30℃、120r/min下振荡培养，设置3个平行，每隔12h取样测定培养液的OD600及培养液中的COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N的含量，比较复合菌和单菌分别对合成废水的净化效果。

2.5.2 复合菌对池塘净水效率的测定

(1)实验室测定：采集富营养化的池塘淤泥水，搅拌混匀静置，取上清液15 L分装于20 L的容器中，随即测定其各指标初始浓度，并以40mg/L的投放量接入复合菌剂，搅拌后置于露天常温(24～33℃)下，每隔24h搅拌一次，取样测定水中pH、COD、NH4+-N、OD等指标的变化情况，连续测定5d.重复3次，根据结果判定复合菌剂的效能。

(2)池塘测定：用液体发酵菌剂和固体发酵菌剂分别对2口严重污染(程度相似)的鱼塘进行净化，按每立方水2g，按料液比1∶100兑水，全塘泼洒。测定泼洒前后水质变化。

2.6 分析方法[4,11]

化学需氧量(COD)的测定采用快速消解分光光度法，硝态氮(NO3--N)的测定采用紫外分光光度法，亚硝态氮(NO2--N)的测定采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法，铵态氮(NH4+-N)的测定采用纳氏试剂比色法，总磷(TP)的测定采用钼酸铵分光光度法，溶解氧(DO)的测定采用碘量法，菌体生长量的测定采用浊度法(OD600)(国家环保总局，2002)。

3 结果

3.1 菌株培养

为了提高除磷能力，用本试验分离了一株具有较强聚磷能力的地衣芽胞杆菌F，与菌株L和B、I三种菌分别培养24h后，经检测，四株菌活菌数含量高(见表1)。同时，菌F与菌株B、I、L进行复合培养，结果发现，菌株F和菌株B、I、L之间存在较明显的协同作用。因此，选择菌株F和菌株B、L、I作为复合菌菌种进行复合培养，得到复合菌种子液。

3.2 单菌和复合菌对污水的净化能力测定

3.2.1 实验室测定：

检测了所筛选的4株菌及其复合菌对硝态氮(NO3--N)的去除效果。结果发现，菌株L的去除N效率较高(表2)。在对初始COD和NO3--N分别为4 998.86mg/L与72.82 mg/L的污水处理72h后，COD和NO3--N的去除率分别达68.78%和80.28%。其他三株菌COD和NO3--N的去除率分别为49.64%、17.82%,51.08%、56.99%,22.49%、34.68%。复合菌去COD和NO3--N的效果最强，比任何单一菌株好，对COD和NO3--N的去除率达76.08%和85.08%。

3.2.2 固体培养与液体培养复合菌对污水净化效果测定

复合菌的液体培养和固体培养物分别对污染程度相似的二口鱼塘进行净化，按每立方水2g，以料液比1∶100兑水，全塘泼洒。测定泼洒前后水质变化，对COD和NO3--N的去除率分别达55.82%、53.36%和71.86%、75.62%(见表3)。

3.3 复合菌吸附与未吸附对池塘污水的净化效果

3.3.1 固化对菌活力影响的测定：

采用菌落平板计数法检测了液体培养吸附前后复合菌中4株菌的活菌数变化(表4)，结果发现，吸附后得到的复合菌剂中四株菌的活菌数可达到109cfu/g，保持了较高的活菌数水平，说明该吸附制剂方法可行。同样，测定固体培养干燥前后4种菌的活菌数，活菌含量达65%。

3.3.2 固化复合菌剂对富营养化池塘的净化效果测定：

利用每立方米水2g固化复合菌剂对富营养化池塘污水进行了处理试验发现，处理5 d后，水质得到了极大改善，明显优于处理前.其水的pH值稳定在6.5～7.0之间，COD、NH4+-N、NO2--N及TP的去除率均达80%以上(表5);其中，DO含量在实验中也下降，但相对幅度小，主要是由于复合菌中的菌株属于好氧菌，在生长中消耗了水中的溶解氧。

4 讨论

复合菌剂是基于微生态学理论，利用微生物菌群的联合作用，由两种或两种以上有益的且互不拮抗的微生物菌种制备的活菌制剂。研究证明，复合菌群在工业、农业和畜牧业方面有着重要的作用。1982年，Higa博士研制出一种由七大类微生物组成的EM制剂，该菌剂具有分解废料残渣中有机物、改善生物生长环境等多种生物活性，在农业、畜牧业及环保等方面应用较多[12]。EM菌剂的研制成功引起了各国研究者对复合菌技术的关注，尤其在养殖业和环保领域。Yang等(1997)采用复合微生物细胞固定化颗粒对初始水溶性化学需氧量(SCOD)和铵态氮分别为250mg/L和26 mg/L的合成废水进行处理，SCOD与铵态氮去除率分别为96%和84%。周家正等(2009)以蜡样芽胞杆菌、乳杆菌、水单胞菌等组成的复合制剂采用高效复合生物反应器(HBR)处理污水后，污水中COD去除率可达58.0%～77.3%，氨基氮去除率为55%～89%;彭智平等[13](2011)CMP、PMP、FMP等3种复合菌剂对猪场沼液处理后，TP、COD、NH4+-N的最高去除率分别达83.0%、54.9%、48.4%。由于污水是一个多重污染的环境，单一的微生物只能解决其中一个或者部分问题，因而针对污水的特点，选用特定微生物组成的菌群进行处理是一种有效的途径。

环境中兼具去除COD和N、P等多效去除能力的微生物较少[14]且不容易分离，本文采用定向筛选方法，从污染水中分离出了具有除N、P，以及降低COD能力的菌株，对之间无拮抗作用的菌株进行复合培养，得到的复合菌可以高效去除污水中的COD和无机盐氮，去除效果优于单菌。复合菌固定后制备的复合菌剂在污水样品处理中展现出了良好的效果，对富营养化池塘污水处理5 d后，COD和NH4+-N去除率分别达94.65%、78.32%,TP和NO2--N去除率均达100%，这为高浓度有机氮污水处理提供了一种有效可行的方法。

5 结论

5.1从富营养化废水中分离到4株具有高效去除COD活性的菌株L将其用于合成废水处理，72h后COD和NO3--N的去除率分别达68.78%%和80.28%，经形态、生理生化鉴定，初步鉴定侧孢杆菌(Bacillus laterosporus Laubach).

5.2将菌株L与地衣芽胞杆菌(Bacillus Subtilis)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus Meyer and Gottheil)、纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)进行复合培养，结果发现，复合菌剂不但具有了单菌的优良去除活性，而且较大地提高了单菌对污染物的去除效果。

汽车尾气净化处理技术 篇9

1 汽车尾气的有害成份

汽车排放的尾气, 除空气中的氮和氧以及燃烧产物CO2、水蒸气为无害成分外, 其余均为有害成分。汽车发动机排放的尾气中的一部分毒性物质, 是由于燃料不完全燃烧或燃气温度较低时发生。尤其是在次序起动、喷油器喷雾不良、超负荷工作运行。燃油不能很好地与氧化物燃烧, 必定生成大量的CO、HC和煤烟。另一部分有毒物质, 是由于燃烧室内的高温、高压而形成的氮氧化合物NOx (NOx是NO和NO2的总称) 。汽车尾气排出的污染物, 给予人类赖以生存的大气环境带来了严重的污染。因此, 必须采取有效措施, 减少或者消除汽车尾气的排污量。

2 汽车尾气的净化处理技术

2.1 汽车燃油的改用

(1) 采用无铅汽油, 以代替有铅汽油, 可减少汽油尾气毒性物质的排放量。首先应抓汽车油的改用。以无铅汽油代替四乙基铅汽油, 这种汽油是用甲荃树丁醚作渗合剂, 它不仅不含铅, 而且汽车尾气排出的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物均会减少。因铅是一种蓄积毒物, 它通过人的呼吸、饮水、食物等途径进入人体, 对人体的毒性作用是侵蚀造血系统、神经系统以及肾脏等。诸如对血管系统、生殖系统、致癌、致畸等毒性作用也可能发生。

(2) 掺入添加剂, 改变燃料成分。汽油中掺入15%以下的甲醇燃料, 或采用含10%水份的水——汽油燃料, 都能在一定程度上减少或者消除CO、NOx、HC和铅尘的污染效果。若采用“甲醇燃料”, 即采用甲醇和其他醇类同汽油混合所制成的燃料。当甲醇占比例30%~40%, 汽车尾气排出的污染物可基本上消除。

(3) 选用恰当的润滑添加剂——机械摩擦改进剂。在机油中添加一定量 (比例为3%~5%) 石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯粉末等固体添加剂, 加入到引擎的机油箱中, 可节约发动机燃油5%左右。

(4) 采用绿色燃料同样可减少汽车尾气有毒气体排放量。据美国的俄亥俄州某研究所用豆油与甲醇、烧碱混合, 然后去除其中的甘油, 从而可获得“大豆柴油”。用“大豆柴油”, 以3∶7的比例掺入到普通柴油中, 可供柴油汽车之用。它可大大减少发动机工作时排放的硫化物、碳氢化合物、一氧化碳和烟尘, 故誉作绿色燃料。

(5) 采用多种燃料作为汽车燃料来源。随着科学技术的发展和计算机的广泛应用, 确保环境保护法规的实施和节能措施, 汽车中可广泛使用新的配方汽油、电力、压缩的天然气体、太阳能以及生态燃料的蓄电池等等。采用计算机控制点火系统, 以便对发动机的不同状况作出快速反应, 可取得最佳燃料经济性和发动机动力性能, 可减少尾气对大气的污染。

2.2 汽车发动机内部的调试, 可减少尾气污染物的排放量

(1) 减少喷油提前角。减少喷油提前角, 可降低发动机工作的最高温度, 使NOx的生成量减少。 (2) 改善喷油器的质量, 控制燃烧条件 (燃比、燃烧温度、燃烧时间) , 可使燃料燃烧完全, 从而可减少CO、HC和煤烟。 (3) 调整喷油泵的供油量, 降低发动机的功率, 使雾化的燃料有足够的氧气进行完全燃烧, 从而也可以减少CO、CH和煤烟的生成。

2.3 发动机外部尾气净化措施

即汽车尾气由原有毒气体, 变成为无毒气体, 再排放到大气中, 从而可减少对大气环境的污染。采用催化剂:将CO氧化成CO2, HC氧化成CO2和H2O, NOx被还原成为N2等。采用的催化剂有氧化锰-氧化铜;氧化铬-氧化镍-氧化铜等金属氧化物和白金属 (铂) 等贵金属, 它们都可以净化CO、HC。催化反应器设置在排气系统中排气歧管与消音器之间。

2.4 加强行政管理, 减少和消除汽车尾气对大气环境的污染

(1) 淘汰旧车, 采取报废迎新。开发并采用多种燃料的新型汽车。 (2) 严格执行国家质量技术标准, 控制燃油标准。

3 结束语

为了保护自然环境和国家资源, 防止汽车尾气对大气环境的污染而引起公害, 保障人民生命安全与健康, 还可以从下面几个方面入手。 (1) 实行车辆分流行驶:城市人口稠密区域, 交通密度高, 汽车尾气的排放在某一时间又比较集中, 故会引起该地区域在某一时间内, 大气污染的程度会急剧增加, 危害人类的健康。这时可采取汽车分流行驶。 (2) 开辟地铁, 施行电力牵引行驶。 (3) 合理设计城市居民的日常生活完全以步代车, 汽车只用在城外, 城内的风能、太阳能、循环水等的高效利用也能使人们在很大程度上摆脱污染和不可再生资源的浪费。

摘要：介绍了汽车尾气的有害成分与危害, 说明了汽车尾气的净化处理技术。