01 我國水源(yuan)污染現狀

　　我國(guo)水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)(yuan)短缺(que)，全(quan)國(guo)目前有(you)400 多(duo)個城市缺(que)水(shui)(shui)(shui)，其(qi)中100 多(duo)個嚴重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)缺(que)水(shui)(shui)(shui)。由(you)于(yu)(yu)人(ren)口(kou)眾多(duo)，人(ren)均水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)(yuan)的(de)占(zhan)有(you)量(liang)僅為世(shi)界人(ren)均占(zhan)有(you)量(liang)的(de)25% ，屬世(shi)界貧水(shui)(shui)(shui)國(guo)之一。由(you)于(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)分(fen)布(bu)(bu)不(bu)平衡，更存在南多(duo)北少，東多(duo)西少，夏天(tian)多(duo)冬天(tian)少的(de)時空差異。然而就在不(bu)利(li)的(de)條件(jian)下(xia)，工業(ye)廢水(shui)(shui)(shui)和農(nong)業(ye)污水(shui)(shui)(shui)不(bu)加處理的(de)任意排(pai)放，造(zao)成水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)污染愈加嚴重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，根據環(huan)境保護(hu)部(bu)發(fa)(fa)布(bu)(bu)的(de)2010 年全(quan)國(guo)環(huan)境質量(liang)數據顯示，中國(guo)的(de)地表水(shui)(shui)(shui)嚴重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)污染，七(qi)大水(shui)(shui)(shui)系(長江(jiang)、黃(huang)河、珠江(jiang)、松花江(jiang)、淮(huai)河、海河和遼河) 受到輕度(du)、中度(du)、重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)度(du)污染，湖泊富營養化問題突出。近幾年來，重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)大水(shui)(shui)(shui)污染事件(jian)頻繁出現，發(fa)(fa)生率高(gao)達50%。缺(que)水(shui)(shui)(shui)問題日益(yi)嚴重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。

　　1. 1 傳統污水(shui)處理(li)技術

　　水的污染(ran)通常指(zhi)人為原因造(zao)成的水質(zhi)惡化(hua)，降(jiang)低(di)水的使(shi)用(yong)價值，主要污染(ran)物(wu)是(shi)固體廢棄物(wu)和化(hua)學物(wu)質(zhi)(需(xu)氧有機(ji)物(wu)、難降(jiang)解有機(ji)物(wu)、重金屬(shu)、植物(wu)營(ying)養物(wu)質(zhi)、酸、堿和石油類物(wu)質(zhi)) 。

　　我國目前常用的污(wu)水處理技術(shu)有:

　　(1) 物理(li)法即(ji)不溶態污染物的分(fen)(fen)離(li)技術(shu)(重(zhong)力(li)(li)沉降、混凝澄清、浮力(li)(li)浮上、離(li)心(xin)力(li)(li)分(fen)(fen)離(li)、磁力(li)(li)分(fen)(fen)離(li)等(deng)) 。

　　(2) 化學法即(ji)污染物(wu)的化學轉化技術(酸堿中和(he)法、化學沉淀法、氧(yang)化還(huan)原(yuan)法、化學物(wu)理(li)消(xiao)毒法) 。

　　(3) 溶(rong)解態(tai)污染物物理化學分(fen)離(li)技(ji)術(shu)(吸(xi)附法(fa)、離(li)子(zi)交換法(fa)、膜(mo)分(fen)離(li)法(fa)、蒸發、冷凍法(fa)) 。

　　1. 2 常用方(fang)法存在的弊端

　　物理(li)方法占(zhan)地面積大，基建費、運行費高，能(neng)耗(hao)大，管理(li)復雜，易(yi)出現(xian)污泥(ni)膨脹現(xian)象(xiang); 設備不能(neng)滿足高效低耗(hao)的(de)要求，單獨使(shi)用效果不明顯(xian)。化學方法運行成本高，消耗(hao)大量(liang)的(de)化學試劑(ji)，易(yi)產生二次(ci)污染。多數情況下兩(liang)者須結合使(shi)用。

　　02 微(wei)生物(wu)技術(shu)

　　如何使城市污水處理(li)工(gong)藝朝著低能耗(hao)、高效率、少剩余污泥量、最方(fang)便(bian)的操作管(guan)理(li)，以及(ji)實現磷回收(shou)和處理(li)水回用等可持續的方(fang)向發展，且所采用的技術必須以低能耗(hao)和少資源損耗(hao)為(wei)前(qian)提呢? 微生物技術滿(man)足(zu)了(le)以上(shang)的要求。

　　2. 1 微(wei)生物(wu)介(jie)紹

　　微(wei)生物(wu)是(shi)一類形體微(wei)小的單細胞(bao)或(huo)個體結構比較簡單的多細胞(bao)，甚(shen)至(zhi)沒(mei)有(you)細胞(bao)結構的低等(deng)生物(wu)，是(shi)眼看(kan)(kan)不見，手摸不著，有(you)生命的微(wei)小生物(wu)，只(zhi)有(you)借助于光學顯(xian)微(wei)鏡(jing)和(he)電子顯(xian)微(wei)鏡(jing)才能看(kan)(kan)到。微(wei)生物(wu)包(bao)括細菌、病毒、真(zhen)菌等(deng)。

　　2. 2 微生物技術及應(ying)用

　　微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)技(ji)(ji)術(shu)主要是利(li)用(yong)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)代謝反應過程和(he)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)合成(cheng)產(chan)物(wu)(wu)(wu)(包(bao)括(kuo)酶) 對污(wu)(wu)染環(huan)境(jing)(jing)進(jin)行監測、評價、整(zheng)治以及修復的(de)(de)單一(yi)或綜合性的(de)(de)現代化人(ren)工(gong)技(ji)(ji)術(shu)系統。它不僅包(bao)含了(le)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)技(ji)(ji)術(shu)所(suo)有的(de)(de)特點，還融合了(le)環(huan)境(jing)(jing)污(wu)(wu)染防治以及其他工(gong)程技(ji)(ji)術(shu)，目前已(yi)逐步發(fa)展成(cheng)為一(yi)種(zhong)經濟效益(yi)和(he)環(huan)境(jing)(jing)效益(yi)俱佳的(de)(de)、能(neng)解(jie)決日益(yi)嚴重的(de)(de)(尤其是水污(wu)(wu)染) 環(huan)境(jing)(jing)問題的(de)(de)有效手段(duan)之(zhi)一(yi)。

　　按照微(wei)生物降(jiang)解的過程和(he)產物種(zhong)類的不同，微(wei)生物處(chu)理主要分為好氧處(chu)理、厭(yan)氧處(chu)理和(he)兼氧處(chu)理。

　　(1) 好(hao)氧微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理(li)，在(zai)(zai)氧氣(qi)(qi)(qi)充(chong)足的(de)(de)(de)條(tiao)件下(xia)，微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)通(tong)過有(you)(you)(you)氧呼吸作(zuo)用將有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)分(fen)(fen)(fen)解。好(hao)氧微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)處理(li)工(gong)藝主(zhu)要有(you)(you)(you): ①氧化塘，以(yi)自然(ran)界的(de)(de)(de)池(chi)(chi)(chi)(chi)塘、湖泊作(zuo)為參照(zhao)物(wu)(wu)(wu)(wu)，仿照(zhao)非流(liu)動(dong)水(shui)(shui)(shui)具有(you)(you)(you)自身(shen)凈化功能的(de)(de)(de)原理(li)，人為構建一個靜態(tai)污(wu)水(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)(chi)(chi)塘，污(wu)水(shui)(shui)(shui)中有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)主(zhu)要由(you)(you)(you)塘中細菌降(jiang)解，細菌所需氧氣(qi)(qi)(qi)由(you)(you)(you)藻類和其他光合(he)(he)(he)(he)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)光合(he)(he)(he)(he)作(zuo)用以(yi)及水(shui)(shui)(shui)面上方的(de)(de)(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)提供(gong)。方法(fa)(fa)(fa)(fa)簡單易(yi)行，但只適合(he)(he)(he)(he)于輕度污(wu)染且量少的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)。②活(huo)性污(wu)泥(ni)法(fa)(fa)(fa)(fa)，具有(you)(you)(you)處理(li)能力(li)(li)高，出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質好(hao)的(de)(de)(de)優點(dian)。該方法(fa)(fa)(fa)(fa)主(zhu)要由(you)(you)(you)曝氣(qi)(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)、沉淀池(chi)(chi)(chi)(chi)、污(wu)泥(ni)回流(liu)和剩(sheng)余污(wu)泥(ni)排放系統組成。廢水(shui)(shui)(shui)和回流(liu)的(de)(de)(de)活(huo)性污(wu)泥(ni)一起(qi)進入曝氣(qi)(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)形(xing)(xing)成混合(he)(he)(he)(he)液。曝氣(qi)(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)(chi)是一個生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器，通(tong)過曝氣(qi)(qi)(qi)設備充(chong)入空(kong)氣(qi)(qi)(qi)，空(kong)氣(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)氧溶入混合(he)(he)(he)(he)液，產生(sheng)好(hao)氧代謝反(fan)應(ying)，且使(shi)混合(he)(he)(he)(he)液得到(dao)足夠的(de)(de)(de)攪拌而呈懸浮狀態(tai)，這樣(yang)，廢水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)、氧氣(qi)(qi)(qi)同微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)能充(chong)分(fen)(fen)(fen)接(jie)觸反(fan)應(ying)。隨后(hou)混合(he)(he)(he)(he)液進入沉淀池(chi)(chi)(chi)(chi)，混合(he)(he)(he)(he)液中的(de)(de)(de)懸浮固體在(zai)(zai)沉淀池(chi)(chi)(chi)(chi)中沉下(xia)來和水(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)(fen)離，流(liu)出沉淀池(chi)(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)就(jiu)是凈化水(shui)(shui)(shui)。活(huo)性污(wu)泥(ni)除(chu)了有(you)(you)(you)氧化和分(fen)(fen)(fen)解有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)能力(li)(li)外，還要有(you)(you)(you)良好(hao)的(de)(de)(de)凝聚和沉降(jiang)性能，以(yi)使(shi)活(huo)性污(wu)泥(ni)能從混合(he)(he)(he)(he)液中分(fen)(fen)(fen)離出來，得到(dao)澄(cheng)清的(de)(de)(de)出水(shui)(shui)(shui)。③生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)(fa)(fa)，即利用在(zai)(zai)固體載(zai)體表(biao)面附(fu)著生(sheng)長的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)所形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)去除(chu)廢水(shui)(shui)(shui)中溶解性有(you)(you)(you)機(ji)污(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)一類方法(fa)(fa)(fa)(fa)。生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)(fa)(fa)又(you)可(ke)分(fen)(fen)(fen)為滴濾池(chi)(chi)(chi)(chi)法(fa)(fa)(fa)(fa)(或叫生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)濾池(chi)(chi)(chi)(chi)) 、生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)轉盤法(fa)(fa)(fa)(fa)、接(jie)觸氧化法(fa)(fa)(fa)(fa)和流(liu)化床生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)(fa)(fa)等(deng)。

　　(2) 厭(yan)氧(yang)(yang)微生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)，在(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)條(tiao)件下，厭(yan)氧(yang)(yang)菌通過無氧(yang)(yang)呼吸或(huo)發酵(jiao)作(zuo)用分(fen)解有機物(wu)(wu)，有機物(wu)(wu)最終被轉化為甲烷、二(er)氧(yang)(yang)化碳、水及少量硫化氫和(he)氨。厭(yan)氧(yang)(yang)微生物(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)工藝主(zhu)要有如下幾種: ①厭(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)化池(chi)，主(zhu)要用于(yu)處(chu)(chu)理(li)污泥和(he)糞肥(fei)，不宜用于(yu)生活和(he)工業廢水的處(chu)(chu)理(li)。②厭(yan)氧(yang)(yang)接觸法(fa)，在(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)化池(chi)的基(ji)礎上，提高處(chu)(chu)理(li)效率。在(zai)(zai)厭(yan)氧(yang)(yang)濾器內有固定填料(liao)，其上附著生長的生物(wu)(wu)膜使處(chu)(chu)理(li)效率得(de)到進(jin)一步(bu)提高。目前在(zai)(zai)處(chu)(chu)理(li)含有易降解可溶性化合(he)物(wu)(wu)的工業廢水方面得(de)到了(le)大規模的應用。

　　(3) 微(wei)生物兼(jian)(jian)氧(yang)(yang)(yang)處(chu)理當好(hao)氧(yang)(yang)(yang)和厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)在同一(yi)處(chu)理工藝中共存時即(ji)為兼(jian)(jian)氧(yang)(yang)(yang)處(chu)理，有(you)時好(hao)氧(yang)(yang)(yang)和厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)的(de)共存反(fan)而會使(shi)處(chu)理效(xiao)果(guo)更好(hao)，其(qi)中好(hao)氧(yang)(yang)(yang)菌起主(zhu)體作(zuo)用(yong)，但沒有(you)厭(yan)(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌及(ji)少量的(de)兼(jian)(jian)氧(yang)(yang)(yang)性菌種也不可(ke)能達到預期的(de)處(chu)理效(xiao)果(guo)。

　　2. 3 與(yu)傳統(tong)技術對比存(cun)在的優勢

　　與(yu)目前(qian)采用(yong)的(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)(li)法和化(hua)(hua)學(xue)法相比，在污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)(li)方面(mian)(mian)，微生(sheng)(sheng)物(wu)技術具(ju)有(you)一(yi)系(xi)列的(de)(de)(de)特(te)(te)點和優勢: ①具(ju)有(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)吸(xi)附力(li)和良好(hao)(hao)的(de)(de)(de)沉降性(xing)，很強(qiang)的(de)(de)(de)降解能(neng)力(li)，不需要高(gao)溫(wen)、高(gao)壓、溫(wen)和的(de)(de)(de)條件，污(wu)染(ran)物(wu)經過酶(mei)催化(hua)(hua)即可高(gao)效并相對(dui)(dui)徹底完成(cheng)，處理(li)(li)(li)水(shui)(shui)量大，處理(li)(li)(li)費用(yong)低(di)廉，僅為物(wu)理(li)(li)(li)、化(hua)(hua)學(xue)法的(de)(de)(de)30% ～ 50%。②微生(sheng)(sheng)物(wu)物(wu)種豐富、資(zi)源(yuan)廣泛、具(ju)有(you)多(duo)種代謝(xie)類型，幾乎可降解或轉化(hua)(hua)環(huan)境中存在的(de)(de)(de)各種天然物(wu)質，易(yi)培養、繁殖快、對(dui)(dui)環(huan)境有(you)較強(qiang)的(de)(de)(de)適應能(neng)力(li)和易(yi)實(shi)現(xian)變異(yi)等(deng)特(te)(te)性(xing)，一(yi)旦新(xin)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物(wu)出現(xian)，它(ta)們也(ye)能(neng)逐步通(tong)過自發(fa)或誘導(dao)產(chan)生(sheng)(sheng)新(xin)的(de)(de)(de)酶(mei)系(xi)，具(ju)備新(xin)的(de)(de)(de)代謝(xie)功能(neng)，從而(er)降解或轉化(hua)(hua)那些新(xin)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合(he)物(wu)。適當地(di)對(dui)(dui)其(qi)加以培養繁殖，特(te)(te)別(bie)是在一(yi)定條件下加以馴化(hua)(hua)，就能(neng)使之很好(hao)(hao)地(di)適應各種有(you)毒的(de)(de)(de)工(gong)業廢水(shui)(shui)、生(sheng)(sheng)活(huo)污(wu)水(shui)(shui)等(deng)環(huan)境。通(tong)過有(you)針對(dui)(dui)性(xing)地(di)對(dui)(dui)菌種進行篩選、培養和馴化(hua)(hua)，可以使大多(duo)數(shu)的(de)(de)(de)有(you)機物(wu)實(shi)現(xian)生(sheng)(sheng)物(wu)降解處理(li)(li)(li)，應用(yong)面(mian)(mian)寬。③微生(sheng)(sheng)物(wu)處理(li)(li)(li)不僅能(neng)去除有(you)機物(wu)、病原體(ti)、有(you)毒物(wu)質，還(huan)能(neng)去除臭味、提高(gao)透明度、降低(di)色(se)度等(deng)，處理(li)(li)(li)效果良好(hao)(hao)。只要找到(dao)合(he)適的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)，給予合(he)適的(de)(de)(de)條件，所有(you)的(de)(de)(de)污(wu)染(ran)物(wu)質都可得到(dao)降解或轉化(hua)(hua)。④對(dui)(dui)環(huan)境影(ying)響小，不產(chan)生(sheng)(sheng)二次污(wu)染(ran)，遺留(liu)問(wen)題少。⑤直接暴露在污(wu)染(ran)物(wu)下的(de)(de)(de)機會減(jian)少。⑥就地(di)處理(li)(li)(li)，操作簡便，可以避免鋪設(she)不雅觀的(de)(de)(de)機械(xie)設(she)備，減(jian)少占地(di)面(mian)(mian)積，基建費、運行費，能(neng)耗(hao)，管理(li)(li)(li)等(deng)，且能(neng)滿足高(gao)效低(di)耗(hao)的(de)(de)(de)要求。

　　人們利(li)用這些微小的(de)生物(wu)群體，加之人為作(zuo)用就可(ke)以解決其他物(wu)理化學(xue)方法無法解決的(de)難(nan)題。為今后的(de)污水處理提供了一項高效(xiao)、節能(neng)、環保的(de)綠色途徑。

　　轉自(zi)環境(jing)零距離