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摘要：近年来环保一直成为社会关注的火热话题,人们的环保意识也在不断增强,国家对环保的投入也在持续加强,尽管如此我国污水对环境的污染形势依然严峻,而且我国很多地区缺水现象严重,污水净化处理工作势在必行,现如今生物技术是各国控制水污染的重要手段,正逐渐被推广使用。本文主要从生物技术处理污水的主要特点及生物强化技术的研究现状等几方面对生物强化技术等新型生物技术在污水处理中的应用进行简单分析。
关键词：生物技术、污水处理、应用
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A
一、前言
近年来，随着我国经济的高速增长，城市化水平的不断提高，水污染问题日趋严重。由于长期依赖于粗放型的经济增长方式，我国经济发展与资源环境之间的矛盾日趋尖锐，严重的环境污染正吞噬着我们赖以生存的自然环境，导致大气质量下降、水质恶化，生态破坏严重，不仅大大降低了经济发展的质量，而且也对国人健康安全直接构成了越来越大的威胁。近几年来，中国政府已经意识到环境形势的严峻性，制定了一系列环境经济措施来推进环境污染治理，并将节能减排作为转变经济发展方式的重要抓手，环境保护已成为“十一五”时期的重要目标。因此，改善我国水环境被污染和继续恶化的状况，保护我国紧缺的水资源已经刻不容缓。
二、生物技术处理污水的主要特点
传统的生物技术与新型的生物技术在污水处理中都取得显著成效,尤其是新型的生物污水处理技术。传统的生物污水处理技术包括厌氧处理法、活性污泥法等,此类方法具有处理污水能力高,有机污染物净化能力强、工艺简单稳定性高等特点,因此被人们所使用。与传统的生物技术对比,新型生物污水处理技术更具优势,此技术主要有:生物修复技术、微生物处理技术、固定化微生物技术等,每一项技术与传统的技术相比都略有优势,例如生物修复技术,使用该技术对环境影响小,修复快速而且不产生二次污染,运行费用低等;固定化微生物技术最大优点在于各大污水处理中,处理效率高以及固液分离效果好。传统的生物污水处理技术虽有不足,但在某一方面依然具有可取性,把传统的技术与新型生物污水处理技术合并起来,使生物技术深入运用于污水处理中,对污水的处理更为全面。
三、生物强化技术在城市污水处理及低温条件下的研究现状
1、生物强化技术在城市污水处理的研究现状
城市污水一般包含生活污水、工业废水和径流污水，处理难度较小。但随着人们生活水平的提高及工业废水排放比重的增大，使得大量氮磷污染物、油脂及难降解有机物质进入城市污水管网系统，并且排放总量也显著增加，从而给城市污水处理带来了巨大的问题和挑战。
而生物强化技术对提高城市污水处理厂处理效果、耐冲击负荷能力及解决系统运行过程中出现的异常问题有其他方法无法比拟的优越性。生物强化技术也被用于城市污水中油脂的去除。城市污水中油脂主要来自人体粪便、厨余、垃圾及工业废物。油脂能在水体表面形成油膜，阻碍空气中的氧气进入水体，从而导致大量水生生物的死亡；由油滴和水中的其他颗粒物质形成的聚结体还会堵塞排水管网；而在活性污泥处理系统中，油脂的存在也将降低活性污泥氧的传递速率。
另外，生物强化技术通过向污水处理系统中直接投加一种或几种具有特殊作用的微生物，能够强化系统生物量及其对特定污染物的作用，来扩大和改善系统性能。并且，生物强化技术与传统活性污泥工艺相结结合，有望弥补传统工艺的不足，强化其处理污染物的多功能性和耐负荷冲击能力。因此，对于污水中偶然出现的有毒难降解有机物的去除，采用投加具有特殊降解能力的微生物，实施生物强化技术是改善处理工艺效果的有力手段。
2、生物强化技术在低温条件下的研究现状
生物法污水处理中,关于低温、中温和高温温度范围的划分现在还没有一个统一的标准,但根据温度对微生物生长代谢的影响,一般认为低温指20℃以下,特别是8-15℃之间的温度范围;中温指20-40℃的温度范围;高温指40-55℃之间的温度范围。
我国华北、东北、西北地区冬季气候寒冷,冰冷期长达3-6个月。严酷的气候条件对于污水净化极为不利。当环境温度低于10℃时,绝大部分的中温微生物已不能代谢外源物质。但污水生物处理的实际工程中发现,当水温低于10℃时,活性污泥对生活污水仍有一定的净化作用。这是由于在活性污泥中除中温菌外还具有另一种在低温条件下能够正常生长代谢的微生物,这就是冷适应微生物。目前,我国寒冷地区工程中一般采用降低污染负荷、增加污泥回流量、增加污水停留时间等措施来保证冬季污水处理出水达标。这些措施不仅会增加工程投资和运行费用,而且污水处理的效果也难以保证。故对于寒冷地区的污水处理系统,筛选、驯化出具有特殊降解能力的冷适应微生物来强化其处理效果的生物强化技术将日益得到推广和应用。
四、新型生物污水处理技术的应用
1、膜生物反应器技术
膜生物反应器技术与生物强化处理技术两者在污水处理方面各自不同,膜生物反应器技术是近年来发展起来的一项技术,虽然膜在使用中较易被污染,而且投资成本较高,但与传统的技术相比,膜生物反应器技术具有出水质量高,占地小,自动化的程度高的特点,此外其控制灵活性,抗冲击能力都强于其他技术,是一项极具发展前景的污水处理技术。此技术处理污水原理是利用生物降解作用,然后与膜分离技术结合共同对污水进行处理,在反应器中设置有载体,该载体比表面积很大,可促使微生物的附着生长,快速形成生物膜,生物膜形成后与污染物充分接触,分解污染物。膜技术生物膜生成时间较短，加长了微生物与污染物的接触时间,污染物分解彻底,剩余污泥量少。
2、生物修复技术在污水处理中的应用
生物修复技术主要用于石油污染土壤当中,石油资源在我国人均占有量少,而且石油污染问题一直困扰着人们,生物修复技术能有效的降解石油,除此之外该技术还用于清除地下水和废水中的污染物。生物尤其是微生物是生物修复技术的重要主体,利用微生物把土壤和水中存在的污染物进行降解或是转化,转化为无害物质,若是降解,则降解为无污染物质水与二氧化碳,把有污染变为无污染,达到污水处理的要求。
3、固体化微生物技术的应用
随着科学技术的发展越来越多新型高科技的生物污水处理技术研发而出,固体化微生物技术就是其中之一。在早期固体化生物技术就得到初步运用,主要运用于分解污染物质与处理废水当中,固体化微生物技术建立在物理或化学的基础上,为了微生物能够多次反复利用,通过化学或是物理方法对游离微生物进行处理,将其限制在一个固定的空间里,如固定化细胞、固定化酶和固定藻技术。污水中往往存在具有特异性的菌种,特异性菌种流失给污水处理增大了难度,使用固体化微生物技术可把该菌种进行固定化,密度增大,可降解处理难度大的有毒物质,提高污水处理效率与质量。
五、结束语
综上所述，生物技术在污水处理领域不仅成本低廉、操作简单而且效率较高，因此它能够不断得到推广，并取得显著效果。随着对生物强化技术等新型生物技术的深入研究，发展出越来越多污水处理技术，成本降低和效益提升日渐突出，我们只有不断吸收国际上先进的生物技术信息，勇于创新，敢于实践，才能逐渐提高国内污水处理的系统性水平。
参考文献：
[1] 陈典：《浅谈利用生物技术治理环境污染》，《科技创新导报》，2008年31期
[2] 陈江滨 张峰：《浅谈生物技术在城市生活污水治理中的应用》，《福建论坛(社科教育版)》，2010年04期
[3] 王伟成：《生物污水处理技术综述》，《山西财经大学学报》，2011年S1期
[4] 邓黛青 李光明 周仰原 胡晨燕：《FISH荧光原位杂交技术在污水生物脱氮研究中的应用》，《微生物學通报》，2006年02期
关键词：生物技术、污水处理、应用
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A
一、前言
近年来，随着我国经济的高速增长，城市化水平的不断提高，水污染问题日趋严重。由于长期依赖于粗放型的经济增长方式，我国经济发展与资源环境之间的矛盾日趋尖锐，严重的环境污染正吞噬着我们赖以生存的自然环境，导致大气质量下降、水质恶化，生态破坏严重，不仅大大降低了经济发展的质量，而且也对国人健康安全直接构成了越来越大的威胁。近几年来，中国政府已经意识到环境形势的严峻性，制定了一系列环境经济措施来推进环境污染治理，并将节能减排作为转变经济发展方式的重要抓手，环境保护已成为“十一五”时期的重要目标。因此，改善我国水环境被污染和继续恶化的状况，保护我国紧缺的水资源已经刻不容缓。
二、生物技术处理污水的主要特点
传统的生物技术与新型的生物技术在污水处理中都取得显著成效,尤其是新型的生物污水处理技术。传统的生物污水处理技术包括厌氧处理法、活性污泥法等,此类方法具有处理污水能力高,有机污染物净化能力强、工艺简单稳定性高等特点,因此被人们所使用。与传统的生物技术对比,新型生物污水处理技术更具优势,此技术主要有:生物修复技术、微生物处理技术、固定化微生物技术等,每一项技术与传统的技术相比都略有优势,例如生物修复技术,使用该技术对环境影响小,修复快速而且不产生二次污染,运行费用低等;固定化微生物技术最大优点在于各大污水处理中,处理效率高以及固液分离效果好。传统的生物污水处理技术虽有不足,但在某一方面依然具有可取性,把传统的技术与新型生物污水处理技术合并起来,使生物技术深入运用于污水处理中,对污水的处理更为全面。
三、生物强化技术在城市污水处理及低温条件下的研究现状
1、生物强化技术在城市污水处理的研究现状
城市污水一般包含生活污水、工业废水和径流污水，处理难度较小。但随着人们生活水平的提高及工业废水排放比重的增大，使得大量氮磷污染物、油脂及难降解有机物质进入城市污水管网系统，并且排放总量也显著增加，从而给城市污水处理带来了巨大的问题和挑战。
而生物强化技术对提高城市污水处理厂处理效果、耐冲击负荷能力及解决系统运行过程中出现的异常问题有其他方法无法比拟的优越性。生物强化技术也被用于城市污水中油脂的去除。城市污水中油脂主要来自人体粪便、厨余、垃圾及工业废物。油脂能在水体表面形成油膜，阻碍空气中的氧气进入水体，从而导致大量水生生物的死亡；由油滴和水中的其他颗粒物质形成的聚结体还会堵塞排水管网；而在活性污泥处理系统中，油脂的存在也将降低活性污泥氧的传递速率。
另外，生物强化技术通过向污水处理系统中直接投加一种或几种具有特殊作用的微生物，能够强化系统生物量及其对特定污染物的作用，来扩大和改善系统性能。并且，生物强化技术与传统活性污泥工艺相结结合，有望弥补传统工艺的不足，强化其处理污染物的多功能性和耐负荷冲击能力。因此，对于污水中偶然出现的有毒难降解有机物的去除，采用投加具有特殊降解能力的微生物，实施生物强化技术是改善处理工艺效果的有力手段。
2、生物强化技术在低温条件下的研究现状
生物法污水处理中,关于低温、中温和高温温度范围的划分现在还没有一个统一的标准,但根据温度对微生物生长代谢的影响,一般认为低温指20℃以下,特别是8-15℃之间的温度范围;中温指20-40℃的温度范围;高温指40-55℃之间的温度范围。
我国华北、东北、西北地区冬季气候寒冷,冰冷期长达3-6个月。严酷的气候条件对于污水净化极为不利。当环境温度低于10℃时,绝大部分的中温微生物已不能代谢外源物质。但污水生物处理的实际工程中发现,当水温低于10℃时,活性污泥对生活污水仍有一定的净化作用。这是由于在活性污泥中除中温菌外还具有另一种在低温条件下能够正常生长代谢的微生物,这就是冷适应微生物。目前,我国寒冷地区工程中一般采用降低污染负荷、增加污泥回流量、增加污水停留时间等措施来保证冬季污水处理出水达标。这些措施不仅会增加工程投资和运行费用,而且污水处理的效果也难以保证。故对于寒冷地区的污水处理系统,筛选、驯化出具有特殊降解能力的冷适应微生物来强化其处理效果的生物强化技术将日益得到推广和应用。
四、新型生物污水处理技术的应用
1、膜生物反应器技术
膜生物反应器技术与生物强化处理技术两者在污水处理方面各自不同,膜生物反应器技术是近年来发展起来的一项技术,虽然膜在使用中较易被污染,而且投资成本较高,但与传统的技术相比,膜生物反应器技术具有出水质量高,占地小,自动化的程度高的特点,此外其控制灵活性,抗冲击能力都强于其他技术,是一项极具发展前景的污水处理技术。此技术处理污水原理是利用生物降解作用,然后与膜分离技术结合共同对污水进行处理,在反应器中设置有载体,该载体比表面积很大,可促使微生物的附着生长,快速形成生物膜,生物膜形成后与污染物充分接触,分解污染物。膜技术生物膜生成时间较短，加长了微生物与污染物的接触时间,污染物分解彻底,剩余污泥量少。
2、生物修复技术在污水处理中的应用
生物修复技术主要用于石油污染土壤当中,石油资源在我国人均占有量少,而且石油污染问题一直困扰着人们,生物修复技术能有效的降解石油,除此之外该技术还用于清除地下水和废水中的污染物。生物尤其是微生物是生物修复技术的重要主体,利用微生物把土壤和水中存在的污染物进行降解或是转化,转化为无害物质,若是降解,则降解为无污染物质水与二氧化碳,把有污染变为无污染,达到污水处理的要求。
3、固体化微生物技术的应用
随着科学技术的发展越来越多新型高科技的生物污水处理技术研发而出,固体化微生物技术就是其中之一。在早期固体化生物技术就得到初步运用,主要运用于分解污染物质与处理废水当中,固体化微生物技术建立在物理或化学的基础上,为了微生物能够多次反复利用,通过化学或是物理方法对游离微生物进行处理,将其限制在一个固定的空间里,如固定化细胞、固定化酶和固定藻技术。污水中往往存在具有特异性的菌种,特异性菌种流失给污水处理增大了难度,使用固体化微生物技术可把该菌种进行固定化,密度增大,可降解处理难度大的有毒物质,提高污水处理效率与质量。
五、结束语
综上所述，生物技术在污水处理领域不仅成本低廉、操作简单而且效率较高，因此它能够不断得到推广，并取得显著效果。随着对生物强化技术等新型生物技术的深入研究，发展出越来越多污水处理技术，成本降低和效益提升日渐突出，我们只有不断吸收国际上先进的生物技术信息，勇于创新，敢于实践，才能逐渐提高国内污水处理的系统性水平。
参考文献：
[1] 陈典：《浅谈利用生物技术治理环境污染》，《科技创新导报》，2008年31期
[2] 陈江滨 张峰：《浅谈生物技术在城市生活污水治理中的应用》，《福建论坛(社科教育版)》，2010年04期
[3] 王伟成：《生物污水处理技术综述》，《山西财经大学学报》，2011年S1期
[4] 邓黛青 李光明 周仰原 胡晨燕：《FISH荧光原位杂交技术在污水生物脱氮研究中的应用》，《微生物學通报》，2006年02期