探究城市污水厂低浓度污染物的生物降解

聂于菲 刘元

摘要：在现代城市污水处理中，污水处理厂出水还存在着一定量的低浓度污染物，这些污染物有着相似的性质，那就是它们的性能十分稳定，人们很难采取合适的措施将它们从污水中除去从而减少对环境造成不可逆转的破坏。但是在近几年随着生物技术的不断发展，研究人员发现将生物技术应用在城市污水中可以大量的降低处理成本，并且可以得到让人意想不到的效果。下面我们将通过一些对比和案例来说明城市污水用生物降解的优势和发展。

关键词：生物降解；城市污水；微生物

1、我国的水资源现状和处理污水的重要性

众所周知我国地大物博，水资源不可谓丰富，但是基于我国的国情，人口总数十分大，从而造成人均水量远低于世界人均水平，由于人类社会的巨大发展，对水的需求比以往更加巨大，然而对污水的处理技术不是很成熟，造成大量的污染水直接排放到江河，让原本可以饮用的水资源更加的短缺，因此对城市污水的处理就显得异常重要。对城市污水进行处理不仅可以减少污水对人类的伤害还可以实现水资源的循环利用，因此治理污水刻不容缓。现在城市用水量和排水量每年都在递增，这些因素加剧了用水紧张和水质污染，所造成污染问题日益严重，水资源污染危机已经逐渐成为制约我国经济发展因素。

2、我国对污水处理的现状

虽然从改革开放以来，我国对城市污水的处理越来越重视，并且在这几十年取得了较大的发展，从以下的数据可以看出，据不完全的统计，现在我国城市内已经有427个污水处理厂，并且二级的污水处理厂有282个，这些大大小小的污水处理厂虽然在一定的程度上提高了污水处理的水平，但是处理污水的量却远低于污水排放的增加量实际情况是我们污水处理能力是非常低有些城市中排水管甚至不能构成完整的系统，于是越多的污水得不到很好的治理。特别是在污水处理的技术上，长期以来我们都存在能耗高、维修率高、自动化程度低等许多缺点。

3、生物降解的发展趋势

3.1现在城市的污染物主要分为无机和有机两大类，我们一般研究有机污染物的生物降解方法，然后从自然界中寻找可以有效分解此类污染物的微生物，并探究出污染物降解的具体过程，从而找出可以应对此类污染的方法。

3.2现代生物学的发展，研究人员可以通过生物工程来将优秀的生物基因相互结合起来，从而合成出可以有效分解污染物的微生物，并且这些微生物分解能力强，分解污染物的种类多，容易培养。

3.3生物降解是通过生物酶的催化作用来有效降解污染物，研究人员通过固定化技术来合成多功能的生物酶，让酶的高效催化作用来使污染物分解速率加快，从而加快污染物的处理过程。

4、生物降解污染物的基本方法

自然界有各种各类的微生物，它们的降解能力各有不同，它们在污染物的处理方面各有特点，我们一般将降解的微生物分为好氧和厌氧两种类型，它们在分解有机污染物有着不可替代的作用。微生物的体积小但是表面积，它们能够不断从外界获得自己需要的物质完成自身的新陈代谢和繁殖，在进行这些过程的同时也降解污染物，最终让污染物得到分解去除。

4.1活性泥法：在生物降解污染物上，我们运用这这个方法，取得了很好的效果活性污泥处理工艺是由两个部分组成，分别是曝气池和沉淀池。首先向曝气池中充空气并不断地将污水与活性泥充分混合，水中的有机污染物就会被活性泥吸附，其中大部分有机物被微生物氧化分解，泥水混合物进入到沉淀池，在沉淀池中沉淀的污泥回流到曝气池。但是这有致命的缺陷，就是一旦污染物的毒性过大，污泥受到抑制，活性降低，微生物对有机物的分解效果变差，水质得不到很好的处理。

4.2生物膜法：随着科技的发展，研究人员制成了一种由细菌菌胶团和真菌菌丝构成的生物膜，这种生物膜的组成比较复杂，当污水通过这种生物膜进入过滤池，生物膜表面本来就存在的原生动物和微生物就会主动的吸附污水中的有机物并且利用有氧呼吸将其分解，将有机物污染物转化为可以排放的无机物，同时也会产生一些二氧化碳气体飘散到空气中，然后无害的无机物质随着水排放，水体因此得到净化。随着时间的积累，生物膜会缓慢的生长并具有一定的厚度，同时水中的氧含量也会因微生物生命活动的消耗而变低，因此在生物膜上只有外层的微生物才能进行有氧呼吸内层的微生物进行无氧呼吸，逐渐在内层形成了厌氧层，有机物进入厌氧层后被微生物无氧呼吸作用分解为小分子有机酸，这些有机酸会在水中逐渐的扩散到生物膜的各个地方，被微生物进一步分解。随着污泥老化和曝气的进行，致使生物膜从滤料表面脱落。同时滤料的表面又会再次形成一种全新的生物膜，所以在这整个的污染物降解的过程中，生物膜在脱落与形成中不断的更替，保证整个降解的过程始终保持一个较高的水准。

4.3基因改造降解微生物

在现代水处理中微生物的单一降解能力已经不能满足人类的要求，所以为了提高降解污染物的效率，研究人员通过运用生物工程，对微生物进行一定改造，将各种降解基因都聚集到一种微生物的体内，最后培养出有超强降解能力的微生物。如在我们处理石油类污染物的时候，其成分一般比较复杂，要想分解这类污染物，就必须运用多种微生物对其进行分解，。通过基因改造之后，培育出的新型微生物具有所有降解的能力从而加快降解石油类污染物的效率，从而在很大程度上减少降解石油的时间，也减少了石油对所在地区的污染时间。

5、生物降解污染物的有关问题

污水主要分为生活污水和工业废水，生活废水一般含毒性低容易处理；工业废水中，污染物成分复杂，并且温度、pH和盐分等相差比较大，有些能够被微生物很容易得降解，有些则不能。微生物对于同一种污染物的降解能力也不尽相同。比如说氰化物，氰化物是一种剧毒物质，但是在自然界中人们发现有五十左右种类的微生物能够对其有不同程度的降解，其中诺卡氏菌等的微生物对这种含氰化合物降解的程度高。但是污水中所含的污染物不仅是自然的污染物，也包括了许多人工合成的污染物，这些污染物对于自然界中人们所发现的微生物来说，基本上不能够被降解，因为在这些微生物的体内缺少分解人工合成污染物的酶，但是经过研究人员对这些微生物进行诱导从而可以培养出有能力降解人工合成污染物的微生物，像DDT等一些人工合成农药就可以被有效的被诱导的微生物降解，为处理这类废水提供了便捷可靠的途径。

6、结束语

采用生物技术来降解污染物这种方法已经被运用了很多年，我们从最初采用的活性泥降解，到随后的生物膜，到现在用基因重组来解决污染问题。随着生物科技的不断提高，越来越多的生物技术将会被运用到降解污染物上，但是随着人类社会的发展，新的污染物也会随之出现，而我国可以利用的水资源又在不断的减少，治理城市污染是一个长久而又艰难的问题。现在各个国家也都越来越重视城市污染的问题，生物降解这种无害高效降解污染物也得到很多国家的欢迎。

參考文献：

[1]李德生；雷海东；城市污水处理厂出水低浓度污染物的生物降解研究.[J]环境工程学报.

[2]陈国炜；俞汉青；城市污水处理厂剩余污泥解偶联减量技术[J]循环经济理论与实践-- --长三角循环经济论坛.