口腔牙科污水处理设备 装置

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微电极的分类与特点

随着科学技术的发展，传感器技术不断发展并应用于污水处理领域，在污水处理厂的进水口、出水口乃至处理流程中，在线监测系统都发挥着不可替代的作用，为实时监测进出水水质及污水处理效果提供技术保。作为微型传感器的一种，微电极也逐渐应用于污水生物处理领域的研究中。

在实际应用中，一般根据待测定的指标选择相应的微电极，所以微电极根据测定指标可以分为温度微电极、氧化还原电位微电极、pH微电极、微电极、微电极、微电极、硫化氢微电极、氧气微电极、离子微电极。离子微电极又可以根据待测离子细分为NH4+微电极、NO2-微电极和NO3-微电极等。微电极常用的制作方法为手工拉制玻璃而成，孟千秋等通过拉制玻璃毛细管、硅烷化、固定、填充液膜、加涂层等步骤制备NH4+微电极、NO2-微电极和NO3-微电极来测定生物膜中的硝化反应。

由制作工艺决定，微电极的直径一般在几十甚至几μm，可在μm级的范围内对待测对象进行测定，所以在测定生物膜内微观环境时不会破坏检测环境，且测量精度和分辨率都很高，检测限可达10-6mol/L，但其机械强度很低，极易损坏。微电极因技术条件限制其使用寿命有限，离子微电极技术尚不成熟，寿命一般在7d左右，其他8种微电极制作完成后可在30~180d保持相对稳定状态。微电极体积较小，质量轻，操作安全简单，在测定生物膜内部微观环境时利于不同种类的微电极之间快速进行切换，可在短时间内进行多指标的测定，且便于携带，为实际污水处理厂的原位测量提供可能。同时微电极响应时间快，可以监测到生物膜的瞬间变化。

生物膜的形成过程

基于生物膜的污水处理工艺被广泛应用于工业废水和生活污水的处理流程中，Cheng等对已有研究中生物膜形成过程分析认为，生物膜的形成过程可以分为3个阶段，当填料投加到生物处理单元后，水中的各种污染物和微生物就会吸附到填料表面，即生物膜形成的第1阶段。这部分微生物会逐渐利用填料表面和水中的污染物进行代谢、生长和繁殖等过程，同时微生物为了适应周围环境，也会分泌很多胞外聚合物，在胞外聚合物的联结下微生物开始在局部形成多层的细胞聚集体，即是初较薄的生物膜，这是生物膜形成的第2阶段。接着生物膜不断利用水中的营养物质生长，逐渐形成形态结构明显的成熟生物膜，即为生物膜形成的第3阶段。Walter等于30℃条件下，在长为20cm、横断面为9mm2的玻璃流动池中培养生物膜，研究认为生物膜的形成还包括一个动态平衡的阶段，即成熟的生物膜在外界环境变化的影响下，如进水水质波动、水力剪切力变化等，会因基质不足、吸附力减弱和腐蚀等原因而脱落，同时水中的微生物也会再次吸附到已有的生物膜上，并逐渐生长繁殖形成新的生物膜。

因为生物膜形成过程复杂，受到多方面的因素影响，包括温度、压力、水力条件和营养条件等，所以其形态结构与内部微观环境也会变得多种多样，以微电极为研究手段研究生物膜形成过程中形态结构及内部微观环境的变化与外界环境条件变化之间的规律，便于人为直接调控环境因素，控制生物膜的生长，优化系统运行，可以避免由于生物膜过量生长造成堵塞、水质水力条件变化造成生物膜流失等许多问题。