摘要：我国水资源污染问题是当前环保急需解决的重要问题，随着工业污水、生活污水的不断恶化，需要在原有基础上对治理技术手段进行更新，开创新的治理模式。而生物技术的应用，对自然环境的影响小及治理效果好等优点，成为当前应用研究的要点内容。
关键词：生物技术；水污染；治理要点
前言
生物技术和其它技术不同，它是通过微生物、动植物的生理活动来对被污染的物质进行处理，并产生有益于环境的物质，达到污染治理的效果。近几年来许多的新型理念与方法被提出并应用到实际当中，该技术以较低的成本，利用自身的降解与吸附能力，高效治理生活、工业及农业废水。
1.水污染治理可选生物技术
1.1生物强化技术
生物技术在水污染治理中的作用已经获得了人们的认同，但是想要完全通过此方法来实现所有的水污染治理并不现实，仅仅向污水内添加自然中的优势菌种并不能完全达到治理目的。基于此，现在已经不断将菌落分解能力的强化技术作为研究要点，即对微生物进行筛选培养，获得最为符合的微生物种类。例如，现在比较常见的活性污泥法，可以对微生物进行
培养，提高污水处理效率。将生物强化技术应用到污水治理中，能够进一步提高治理效果，并且不会对环境产生任何影响，实际应用优势明显。
1.2生物反应器技术
生物反应器技术在水污染治理中起到了良好的应用效果，应用新型生物膜反应器，需要在内部设置较大载体，为微生物的生长提供保障，延长微生物群落更换的时间期限，提高水污染处理效率。对于不同结构来讲，应用的本质就是增加污染物与微生物之间的接触时间，使其可以更高效地完成水中所含污染物的处理，确保微生物保持最高分解代谢能力。就技术应用现状来看，虽然生物反应器不断推陈出新，但是因为操作方面的限制，其实际处理并不能完全达到预期的效果。同时，生物反应器制作成本较高，也会在较大程度上限制该技术的快速发展。
1.3固定化微生物技术
固定化微生物技术为一种先进且成熟的水污染治理方法，对于已知菌群群体有着非常明显的效果，对处理工厂废水起到了至关重要的作用。固定化微生物技术的基本原理即将污染物质从废水中分离出来，达到良好的环保效果，工艺简单且成本较低。基于生物技术特点，技术人员可以基于水污染实际情况，对特定菌落进行人工培育与改造，总结得到菌落特性，然后将其多次、长时间地应用到水污染治理中，所需投入的成本更少，并能节省大量的菌落研究资源，使得菌落利用率大幅度提高。在实际应用中，可将生物菌落固定到污水下淤泥内，不仅可保证较高的治理效果，且后期回收效率高，达到最佳处理效果。
1.4生物栅修复技术
生物膜的应用可以作为水污染原生动物、微生物以及小型浮游生物生长的基本条件，并且其能够有效结合生物膜技术与水生植物的特性，达到更高效的处理效率。待空气与水分充分接触时，微生物可以在气态、液态以及固态三个状态中转换，使得微生物呈现出更多形式，增加了生态系统自身的复杂性。然后，被污染的水经过此生态系统，存在的根系便可以成功阻拦污水内存在的悬浮物，再利用生物膜自身的同化作用、异化作用以及吸附功能，有效清除水体内的有机质，提高污水治理效率。
2. 水污染治理中的活性污泥法应用要点分析
2.1活性污泥特性
活性污泥即为绒絮状的小泥粒，粒径在0.02～0.20 mm 范围内，主要由有机与无机胶体、微型生物群、悬浮物等组成，根据水质表现出黄褐色、灰褐色、深灰色以及灰白色等，无臭味或略有腥味，含水率可以达到 99%。对其进行静置处理时，活性污泥将会凝结出较大的绒粒沉降。其pH呈酸性，具有较强的缓冲能力。
2.2活性污泥组成
2.2.1细菌
细菌为活性污泥的重要组成部分，同时也是决定活性污泥净化能力的关键因素，数量大约在108～10 9个/mL。最为常见的细菌种类包括产碱杆菌属、假单胞菌属、动胶菌属、无色杆菌属、棒状杆菌属、黄杆菌属、球衣菌属、微球菌属以及螺菌属等，且大部分为革兰氏阴性菌。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆活性污泥形成初期阶段，细菌多表现为游离状态，待活性污泥不断成熟后，细菌也多包埋在菌胶团内生成菌分泌蛋白质以及多糖等胞外聚合物内，可形成菌胶团，最后则会发展成活性污泥絮状体。在遇到不同水质条件的情况下，菌胶团絮状体可以表现为蘑菇、球形、分枝、椭圆和片状等多种形式。
2.2.2原生动物
活性污泥的原生动物主要为纤毛虫，基于其新陈代谢活动需氧性的特点，其主要集中在活性污泥的表面，以游离细菌、有机物作为生长繁殖的养分。比较常见的游泳型纤毛虫有肾形虫、草履虫、半眉虫和裂口虫等；匍匐型纤毛虫则有尖毛虫、弹跳虫和游仆虫等；固着型纤毛虫有累枝虫、独缩虫和盖纤虫等。
2.2.3其他
活性污泥中还存在其他微生物，如青霉属、有毛霉属、木霉属和地霉属等丝状真菌以及线虫、轮虫等。基于活性污泥特性分析，其所包含的微生物群稳定性比较高，但是如果环境温度、营养和 pH 值等发生变化时，也将会造成菌种产生变化。例如，污水内如果含有蛋白质，以产碱杆菌属与芽孢杆菌属为主，而含糖废水中则以假单胞菌属为主。
2.3活性污泥净水原理
2.3.1生物吸附
活性污泥表面积可以达到 2 000～10000m2/m3（混合液），自身吸附能力非常强，因此能够对废水中含有的有机物进行有效吸附。将活性污泥应用到废水中，持续 1～30 min 便可将有机质吸附到活性污泥上，同时其还可以对部分金属离子进行吸附，最终形成化合物后去除，达到净化污水的目的。
2.3.2氧化分解
污水内含有的溶解性有机物能够直接被细菌吸收，然后在体内将其氧化分解，进行无机化处理。而对于大分子有机物，其在细菌所分泌胞外酶作用下被分解成小分子化合物，并经过细菌细胞壁、细胞膜被摄入到细菌内部，经过胞内酶作用，一部分被同化成细胞物质，而另一部分则会继续被分解成 H2O、CO2、NH3等简单有机物，还会伴随能量释出，如图1 所示。在进行有机分解的整个过程中，细菌可以从分解后的有机物内获取营养和能量，然后促进自身细胞的合成，分解后可获得高稳定性的简单无机物。
图1 有机分解示意图
2.3.3其他微生物吸收
对于原生动物来讲，大部分均为动物性营养，这样就可以通过吞食有机颗粒、游离细菌以及其他微生物的方法来实现水质改善的目的。在应用活性污泥法治理污水的过程中，细菌数量远远超过原生动物，因此即便是原生动物存在吞食动作，也不会对细菌净化效果产生多大影响。同时，大量游离细菌被吞食，还会降低污水内悬浮物、含菌量、BOD（生化需氧量）
浓度以及有机氮含量，使得处理后的水质清晰度增加。另外，原生动物所分泌出的黏液物能够提升絮凝作用，改善活性污泥的沉降性能。原生动物对游离细菌进行吞食，还能够在一定程度上提高细菌絮凝效果。
2.3.4活性污泥培养驯化
在治理水污染的过程中，假如应用的是与本厂水质不同的污水处理厂提供的活性污泥菌种，则应选择间歇式培养方法处理。向曝气池内引入稀释后的低浓度废水，使其与菌种混合，曝气23 h后沉淀1 h，将上清液排出，然后向内加入相同浓度的新鲜废水后继续曝气。持续 3 ～ 7 d 后镜检活性污泥生长量增加情况，然后结合检测结果对废水浓度进行调整，重复上述步骤，直至达到原废水浓度后停止。驯化完成后的活性污泥则可以选择连续曝气培养，并采取镜检与化学检测配方完成水质检测，控制培养进程。待污泥内含有大量菌胶团和固着型原生物时，其已经进入成熟期，具有良好的降解和沉降性能。
3.结束语
在水污染治理中，相比其他技术手段，生物技术具有明显的优势，不仅可以降低对生态环境的破坏，还可以保持较高的处理效率。现在可选择的生物技术较多，人们要基于实际条件来择优选择，保证所选方法的高适应性与高效率性，基于技术特点与原理，控制好每个细节，达到最佳治理效果。
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论文作者:胥驰
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/24
标签：污泥论文; 活性论文; 水污染论文; 微生物论文; 细菌论文; 原生动物论文; 生物技术论文; 《防护工程》2019年第3期论文;