浅谈生物膜技术在污染河流原位修复中的应用

邓博元

摘要：生物膜技术是一种新型技术，在多个领域都有广泛的应用。本文针对生物膜技术的概念、原理进行分析，并探讨了生物膜技术在污染河流原位修复中的应用。

关键词：生物膜技术；污染河流；原位修复；应用

我国工农业的发展和城市化的提速导致了环境污染的加剧，大量工业废水的排放，引发了河流等地表水的污染，而化肥、农药的使用使得诸多具有毒副作用的有机化合污染物进入土壤系统后，对地下水和地表水造成了二次污染，加剧了水源污染的程度，对人们的正常生活和身体健康带来了很大的危害。虽然我们采取了一定的物理和化学修复方法，但是这些费用高昂且操作程序复杂的方法并不安全。如何对被污染的河流进行原位修复已经成为对人民生活和环境保护具有重大影响的问题。本文论述了生物膜技术的内涵及应用原理，提出了应用生物膜技术开展被污染河流的原位修复的倡议，对污染河流的治理工作提供了一种可行性方案，具有很高的参考价值。

一、生物膜技术的内涵

生物膜技术是一种废水好氧生物处理技术，它采用固定膜法，实现了污水水体自净过程的人工化，能有效去除废水中具有溶解性和胶体状的各种有机污染物。其核心处理技术有：生物滤池处理技术、生物转盘处理技术、生物接触氧化处理技术和生物流化床技术等。这种新兴的环境生物技术对排入河流的耗氧有机物、氮、磷等有毒物质有很好的处理效果，且不会产生任何毒副作用，不会引发对河流的二次污染，安全可靠。

二、生物膜技术的应用原理

生物膜技术主要是利用了生物尤其是微生物的分解或者吸附功能，能够实现对河流等地表水、地下水以及海洋中的危险性污染物现场去除或降解的生物工程技术。其工作原理及流程如下：（1）筛选具有特殊生理生化功能的植物或特异性微生物来修复受污染的水体；（2）设计应用生物膜技术来治理被污染水体的过程并使之科学合理。同时，采取有效措施，阻断或减少污染源向环境的直接排放。

三、生物膜技术的应用优势

生物膜修复技术具有其他工程措施所无法比拟的优势：（1）可以对河流进行原位修复和污染物的就地处理，操作流程简便，修复时间短，不会对周围环境造成很大干扰；（2）造价较低；（3）对河流无二次污染，不会产生其他遗留问题。

四、生物膜技术在污染河流原位修复中的应用

生物膜技术需在充分供氧的条件下应用，筛选自然界或者应用其他生物技术改良的高密度好氧菌、兼性菌、厌氧菌、真菌、原生动物以及藻类等附着于滤料或载体等固体介质上，形成状态良好的生物群落，自濾料向外依次分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层等不同生物膜，用于稳定和澄清废水。

分解或者吸附能力较好的生物膜的形成离不开相应的载体，也就是在污水处理构筑物内所设置的能够促进微生物生长聚集的填料。在充分供氧的条件下，微生物聚附在填料表面并形成生物膜，污水以一定的流速流经充氧的填料时，生物膜中的微生物会吸收并分解水中的有机物，起到净化污水的作用。随着微生物的增殖，生物膜也会随之增厚。一旦生物膜增长到一定厚度足以限制生物膜内部扩散的氧气时，生物膜表面虽呈现好氧状态，但其内层却处于缺氧甚至厌氧状态，久而久之，就会导致生物膜脱落以便于填料表面生长出新的生物膜，从而源源不断地产生净化能力。

生物膜形成后，会在填料表面产生吸附作用并留存薄薄的一层水汽，水层中的有机物被生物膜分解后，浓度会降低，当废水流经生物膜表面时，附着于生物膜表面的水层会吸引运动中存在于废水中的有机物，并进一步被生物膜所吸附、分解，从而达到废水不断得到净化的目的。

在生物膜降解污水的同时，空气中的氧经由废水进入生物膜水层并实现内部转移。有溶解氧存在的条件下，生物膜上的微生物实现了对有机物的分解和机体自身的新陈代谢，所产生的二氧化碳等无机物会经过附着于生物膜的水层转移到流动的废水或空气中。

五、生物膜技术与活性污泥技术的主要区别

与活性污泥技术相比较，生物膜法的优势体现在以下几个方面：

（1）生物膜技术具有多样化的生物相

生物膜是固定生长的，具有很高的生态稳定性，适宜栖息增殖速度慢的细菌和较高级的微生物，如硝化菌等。这些生物种群所产生的脱氮能力较强。而且，聚附于填料上的生物膜可以依附的生物种类远多于活性污泥中生存的生物，如，部分真菌、藻类以及大型无脊椎生物就难以在活性污泥中生存。

（2）生物膜技术所用设备具有较强的污水处理能力

生物膜具有较低的含水率，单位体积内的生物量存量是活性污泥的5-20倍，具有更为强大的污水处理能力。

（3）运行管理更方便

生物膜技术无需污泥回流，不用承担调整污泥量和污泥排除量，更便于维护和管理。而活性污泥法易引发污泥膨胀问题，影响污水处理效果。

综上所述，河流污染是水污染的重要组成部分，对人们的生产和生活具有重大的影响。生物膜技术可以实现污染河流的原位修复且不会造成水体的二次污染，操作简单，成本较低，是一种高效的污水治理技术，值得推广。

（作者单位：四川大学附属中学）