生物技术在水污染治理中的应用

生物技术在水污染治理中的应用摘要：随着城市化进程的加快和经济建设的飞速发展，城市污水排放量也迅速增长，大量未经处理的污水的任意排放，不仅造成城市及水环境的污染，更加危害百姓身体健康，同时也制约了城市各方面的发展速度。本文分析和论述了影响城市污水处理系统现状及存在问题,着重综述了现代生物技术在废水生物处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面的研究与应用状况，在此基础上提出今后现代生物技术在水污染控制领域中的研究方向。关键词：城市污水，现代生物技术，废水生物处理，生物修复，水处理随着工业的高速发展，水环境污染问题越来越严重地威胁着人类的生存环境，制约着社会和经济的进一步发展。因此，水污染控制成为全世界共同关注的问题。目前的水处理技术中，生物处理法已成为世界各国控制水污染的主要手段，尤其是现代生物技术将成为水污染控制领域重点开发和应用的技术手段，主要应用于废水处理、生物修复以及微生物水处理剂等方面。1、城市排污的现状自从20世纪80年代，我国城市污水处理已经在各方面有了很大的进展，但是其形势仍然极其严峻。我国目前淡水资源相当短缺,人均拥有量2300立方米，列世界100多位，等同于世界人均水平的1/4。由此来看，我国目前的水污染形势较严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响非常突出。我国的经济体制从计划经济转型过来。在这种经济体制下，我国城市污水处理的管理机构和管理方式等方面一直沿袭旧的经营管理模式，对污水处理设施方面的建造、设备运行和价费行使统一管理、分级领导的体制，给城市污水处理相关行业导致了很多弊端。我国污水处理面临着水污染严重，污水处理起步较晚、基础较差、要求高的严峻形势。近年来，我国城市污水处理方面有了很大发展。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要1环境生物技术是环境保护的理想武器生物技术用于污染治理已有悠久的历史。但是,由现代生物技术和环境工程技术相结合的环境生物技术,是20世纪80年代才诞生于欧美。环境生物技术是利用生物的生理活动,效净化污染环境以及将污染物转化为资源的人工技术系统。作为一门新型的边缘学科,主要涉及生物技术、工程学、环境学和生态学等学科,不仅包含了生物技术所有的特点,还融合了环境污染防治以及其他工程技术〔1〕。近10年来,环境生物技术发展迅速,研究领域不断扩大,工程践表明其已成为解决复杂环境污染问题的有效手段之一。由于用生物方法处理污染物的最终转化产物大毒无害、稳定的物质,如二氧化碳、水、氮气和甲烷等。且可一步到位,避免了污染物的多次转移,因此生物技术又是一种消除污染安全而彻底的手段。生物过程是以酶促反应为基础为催化剂的酶是一种活性蛋白质,所以,大多数场合下的反应过程是在常温常压和接近中性的条件下进行的。与需要高温高压的化工过程相比,反应条件大大简化,直接带来的就是投资省、费用少、消耗低、效过程稳定、操作简便等优点。生物处理技术的产物或副产物,原则上都是可以较快生物降解的,并都可作为资源加以利用,有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度。生物处理技术还易于进行大规模操作, 一些生化曝气池、生物滤池的容积之大,也是其他工艺过程所望尘莫及的。生物方法还可以因陋就简地利用天然水塘或土壤层作为污染物理场所,这都可大大降低处理费用。1、生物技术在环境中的应用和进展2.1水污染的生物治理技术好氧活性污泥法，好氧活性污泥法是利用含有大量需氧型微生物的活性污泥，在强力通风条件下使污水净化的生物技术。传统的好氧活性污泥法的缺点是废水中污染物浓度变化，特别是一些有抑制作用的污染物对细菌活性有明显的抑制作用。使用驯化后的活性污泥可以抗拒高浓度污染物的抑制作用，如用驯化后的混合菌课连续降解有毒有机氯化物。生物膜法。他是以生物膜为净化主体的生物处理技术。比活性污泥法具有生物浓度大、动力消耗小等优点，但处理水质不如活性污泥法好，所以常将二者结合使用。具有代表的是旋转式接触生物膜反应器，用它处理2-氯化酚、2,4-二氯化酚、2，4,6-三氯化酚、无氯化酚等有毒有机物时，去除率分别为68.2%，88。7%，85.6%，COD去除率为87.7%。可见其净化难降解有机物的效果显著。厌氧处理法。此法是在缺氧条件下，利用厌氧性微生物（包括兼性）分解污水中有机质的方法。该处理技术中，可通过改良菌株和改进生物处理各主要流程来提高污染物去除效率。90年代以来开发了新型混合膨胀床颗粒活性炭反应器，用它处理含抑制生物降解有机物的废水比传统颗粒活性炭反应器有较高的生物去除效率。此外，还有氧化塘法、土地处理法及酶处理技术等污水的生物处理技术。环境生物制剂废水处理。环境生物制剂包括新型微生物菌剂、生物吸附剂、微生物絮凝剂、生物催化剂、生物破乳剂、特种环境微生物菌种等用微生物强化处理的微生物菌剂及材料或通过微生物转化制备用于改善环境的产品，这是目前废水生物处理技术最具有发展潜力的方面。1）新型微生物菌剂采用独特的发酵工艺把好氧性微生物和厌氧性微生物按一定的比例加以混合，培养出多种多样的微生物群落形成有效的微生物生态系统。在对污水净化中，取得良好的社会效益和经济效益；2）微生物絮凝剂是通过细菌、放线菌、真菌等微生物的发酵培养、浸取、精制而得到含蛋白子或多糖类生物聚合物等的微生物制剂；3）生物破乳剂主要用于处理乳液状含油废水，对石油废水进行生物破乳预处理后有利于气浮，课去除以乳状形式存在的难降解有机污染物。目前在国外已成为研究开发热点；4）环境生物吸附剂是近年来废水生物处理的一个崭新的发展方向，主要有两大类：一类是高比表生长的厌氧或兼性微生物的代谢作用处理废物，其主要降解产物是甲烷和二氧化碳等，一般需要保证温度、无氧或低溶解氧浓度。准好氧处理。准好氧处理填埋场的蛀牙设计与运行思想是使渗滤液集水沟水位低于渗滤液集水干管管底高程，使大气可以通过集水干管上部空间和排气通道，使填埋场具有某种好氧条件。准好氧处理靠垃圾分解产生的发酵热造成内外温差，使空气流自然通过填埋体，促进垃圾的分解和稳定。准好氧填埋有如下优点：一，它不需要强制通风，节省能量；二，渗滤液产生后被迅速收集，减少了对地下水的污染；三，相对于厌氧处理，垃圾稳定得更快，危险气体，如甲醛等的产量降低。2、环境生物技术发展趋势和存在的问题3.1存在的问题 尽管生物技术相对安全，但在其应用当中还存在一定的问题与困难，主要表现是：一，反应速度不如化学方法快，因而需要较大的反应器和战地面积；二，对原水水质有一定的要求，否则会妨碍微生物的生长；三，运行中有事会产生污泥膨胀和流失，剩余污泥也难处理；四，对于一些人工合成物，特别是难生化降解物质，通常的微生物尚显得无能为力；五，活的有害菌体从实验室泄露到环境中；六，大规模工程微生物的应用可能影响生态系统。目前，科学家们正在努力解决这些问题和开始控制这种潜在的危险性。3.2在环境保护领域应用前景生物技术在环境保护中已获得广泛的应用，并取得了显著成效。随着经济的腾飞、人口的膨胀、资源的短缺、环境状况的恶化以及人类环保意识的增强，生物技术的环境保护功能显得越来越重要。与其他现代科学技术相结合。随着生物工程技术的不断发展，人们不仅能对现有的微生物进行改造，而且还创造出具有新的特殊功能的微生物，从而更好的治理水污染，保护环境。从治理污染到预防污染，世界各国已人死到环境保护的重要性，生物技术对环境保护的作用将由单纯治理发展到防治结合，以防为主，最终实现清洁生产。4结束语水是我们人类所共有的、有限的资源。大气中的水分变成雨水降到地表，其中一部分蒸发或者渗入地下，而大部分泄入江河，流到大海，再通过江、海、河、湖返回大气中，形成完整的大自然水循环体系。在这一循环过程中，人类所利用的水被污染，而被污染的水只有经过处理得到净化，才能重新回到大自然的水循环体系中。因此,污水处理的作用是极为重要的，是保护人类水环境，提供舒适的生活空间及作为资源有效利用所必须的和必不可少的重要环节。总之，环境生物技术以其独特的功能和优越性显示出旺盛的活力，向人类展现出它在防治污染方面所具有的无限前景。我国是一个发展中国家，在经济基础还比较薄弱的条件下，很有必要加强研究和大力开发保护环境的生物治理及修复技术。参考文献：1、陈坚主编，环境生物技术，中国轻工业出版社2、金晓红，任华炜，环境生物技术用于环境保护的新进展