01 我國水源污染現(xian)狀

　　我國(guo)(guo)水(shui)(shui)資源短(duan)缺(que)，全(quan)(quan)國(guo)(guo)目(mu)前(qian)有(you)400 多(duo)(duo)(duo)個城市缺(que)水(shui)(shui)，其(qi)中100 多(duo)(duo)(duo)個嚴(yan)重(zhong)缺(que)水(shui)(shui)。由于人口眾多(duo)(duo)(duo)，人均水(shui)(shui)資源的(de)占有(you)量(liang)僅(jin)為(wei)世界(jie)人均占有(you)量(liang)的(de)25% ，屬世界(jie)貧水(shui)(shui)國(guo)(guo)之一(yi)。由于水(shui)(shui)源分布不平衡，更(geng)存在南多(duo)(duo)(duo)北(bei)少(shao)，東多(duo)(duo)(duo)西(xi)少(shao)，夏天多(duo)(duo)(duo)冬(dong)天少(shao)的(de)時空(kong)差(cha)異。然而就在不利的(de)條件(jian)下，工(gong)業(ye)(ye)廢水(shui)(shui)和農(nong)業(ye)(ye)污水(shui)(shui)不加處理的(de)任意排放，造成水(shui)(shui)源污染(ran)愈加嚴(yan)重(zhong)，根據環(huan)境保(bao)護部發布的(de)2010 年(nian)全(quan)(quan)國(guo)(guo)環(huan)境質量(liang)數據顯示，中國(guo)(guo)的(de)地表水(shui)(shui)嚴(yan)重(zhong)污染(ran)，七大(da)水(shui)(shui)系(長江(jiang)、黃河(he)(he)、珠江(jiang)、松花江(jiang)、淮河(he)(he)、海(hai)河(he)(he)和遼(liao)河(he)(he)) 受到(dao)輕(qing)度、中度、重(zhong)度污染(ran)，湖泊富營養化問(wen)(wen)題(ti)突出(chu)。近幾年(nian)來，重(zhong)大(da)水(shui)(shui)污染(ran)事(shi)件(jian)頻繁出(chu)現，發生率高達50%。缺(que)水(shui)(shui)問(wen)(wen)題(ti)日(ri)益嚴(yan)重(zhong)。

　　1. 1 傳統污水處理技術(shu)

　　水(shui)(shui)的污染(ran)通(tong)常指人為原因(yin)造成的水(shui)(shui)質惡(e)化，降(jiang)低(di)水(shui)(shui)的使用價值，主(zhu)要(yao)污染(ran)物(wu)(wu)是固(gu)體廢棄物(wu)(wu)和化學物(wu)(wu)質(需氧有機物(wu)(wu)、難降(jiang)解有機物(wu)(wu)、重金屬、植物(wu)(wu)營(ying)養物(wu)(wu)質、酸、堿和石油類物(wu)(wu)質) 。

　　我國目前常用(yong)的污水處理技術有:

　　(1) 物理(li)法即不溶態污染物的分離技術(重力沉降(jiang)、混凝澄清、浮力浮上、離心力分離、磁力分離等) 。

　　(2) 化(hua)(hua)(hua)學法(fa)(fa)即污染物的化(hua)(hua)(hua)學轉(zhuan)化(hua)(hua)(hua)技術(酸(suan)堿中和法(fa)(fa)、化(hua)(hua)(hua)學沉淀法(fa)(fa)、氧化(hua)(hua)(hua)還原法(fa)(fa)、化(hua)(hua)(hua)學物理消毒法(fa)(fa)) 。

　　(3) 溶(rong)解態污染物物理化學分離(li)(li)(li)技術(吸(xi)附(fu)法、離(li)(li)(li)子交換法、膜分離(li)(li)(li)法、蒸發、冷凍法) 。

　　1. 2 常用方法存在的弊端

　　物理(li)方(fang)法(fa)占地(di)面積大，基建(jian)費、運(yun)行費高，能耗大，管理(li)復雜，易出現(xian)污泥(ni)膨脹現(xian)象; 設備不能滿(man)足(zu)高效低耗的要求，單(dan)獨使用(yong)效果(guo)不明顯。化學方(fang)法(fa)運(yun)行成本高，消耗大量的化學試劑，易產生二次污染。多數情(qing)況下兩者須結合使用(yong)。

　　02 微生物技術

　　如何使城市污(wu)水處理工藝朝著低(di)能耗(hao)(hao)、高效率(lv)、少(shao)剩余污(wu)泥(ni)量、最方便的操作管理，以及實現磷回(hui)收(shou)和處理水回(hui)用等可持(chi)續的方向發(fa)展，且所采用的技術必須以低(di)能耗(hao)(hao)和少(shao)資源損(sun)耗(hao)(hao)為前(qian)提呢? 微生物(wu)技術滿足了(le)以上的要求。

　　2. 1 微生物介紹(shao)

　　微(wei)生物(wu)是(shi)一(yi)類形(xing)體(ti)微(wei)小的(de)(de)單(dan)細胞(bao)或(huo)個體(ti)結構(gou)比較(jiao)簡單(dan)的(de)(de)多細胞(bao)，甚至沒(mei)有(you)細胞(bao)結構(gou)的(de)(de)低等生物(wu)，是(shi)眼看不見(jian)，手(shou)摸不著，有(you)生命的(de)(de)微(wei)小生物(wu)，只(zhi)有(you)借(jie)助于光學顯微(wei)鏡和(he)電子顯微(wei)鏡才能看到(dao)。微(wei)生物(wu)包括細菌(jun)、病毒、真菌(jun)等。

　　2. 2 微生物技術及應用

　　微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技術(shu)主(zhu)要是利用微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)代謝反應過程(cheng)和生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)合成產物(wu)(wu)(包括酶) 對污(wu)染環境進(jin)行監測、評價、整(zheng)治以及(ji)修復的(de)單(dan)一(yi)或綜合性的(de)現代化(hua)人(ren)工技術(shu)系統(tong)。它不(bu)僅包含了生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)技術(shu)所(suo)有的(de)特點，還融合了環境污(wu)染防治以及(ji)其他工程(cheng)技術(shu)，目前已(yi)逐步發展成為一(yi)種經濟(ji)效(xiao)益(yi)(yi)和環境效(xiao)益(yi)(yi)俱佳(jia)的(de)、能解決日益(yi)(yi)嚴重的(de)(尤其是水污(wu)染) 環境問題的(de)有效(xiao)手段之一(yi)。

　　按照微(wei)生物降解(jie)的過程和產(chan)物種類的不同，微(wei)生物處(chu)理(li)主(zhu)要(yao)分為好氧(yang)處(chu)理(li)、厭氧(yang)處(chu)理(li)和兼氧(yang)處(chu)理(li)。

　　(1) 好(hao)氧微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)，在氧氣(qi)(qi)充足的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件下，微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)通過(guo)有氧呼吸作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)將(jiang)有機物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)分解。好(hao)氧微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處(chu)(chu)理(li)(li)工藝主(zhu)要(yao)(yao)有: ①氧化(hua)(hua)塘(tang)，以(yi)自然界的(de)(de)(de)(de)池(chi)(chi)(chi)塘(tang)、湖泊作(zuo)(zuo)為參照(zhao)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)，仿(fang)照(zhao)非流(liu)動水(shui)(shui)(shui)(shui)具(ju)有自身凈化(hua)(hua)功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)原理(li)(li)，人為構(gou)建一個(ge)靜態污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)池(chi)(chi)(chi)塘(tang)，污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)有機物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)主(zhu)要(yao)(yao)由塘(tang)中(zhong)(zhong)細(xi)菌降解，細(xi)菌所需(xu)氧氣(qi)(qi)由藻類和(he)(he)其他光合(he)(he)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)光合(he)(he)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)以(yi)及水(shui)(shui)(shui)(shui)面上方(fang)(fang)的(de)(de)(de)(de)空氣(qi)(qi)提供(gong)。方(fang)(fang)法(fa)(fa)簡單易行，但只(zhi)適(shi)合(he)(he)于輕度污(wu)(wu)(wu)染且(qie)量少的(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)。②活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)法(fa)(fa)，具(ju)有處(chu)(chu)理(li)(li)能(neng)(neng)力(li)(li)高，出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質好(hao)的(de)(de)(de)(de)優點(dian)。該(gai)方(fang)(fang)法(fa)(fa)主(zhu)要(yao)(yao)由曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)、沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)、污(wu)(wu)(wu)泥(ni)回(hui)流(liu)和(he)(he)剩余污(wu)(wu)(wu)泥(ni)排(pai)放系(xi)統組成(cheng)。廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)(he)回(hui)流(liu)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)一起進(jin)(jin)入曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)形(xing)成(cheng)混(hun)(hun)合(he)(he)液。曝氣(qi)(qi)池(chi)(chi)(chi)是一個(ge)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)反應(ying)(ying)器，通過(guo)曝氣(qi)(qi)設(she)備(bei)充入空氣(qi)(qi)，空氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧溶(rong)入混(hun)(hun)合(he)(he)液，產生(sheng)(sheng)好(hao)氧代謝反應(ying)(ying)，且(qie)使(shi)混(hun)(hun)合(he)(he)液得(de)到足夠的(de)(de)(de)(de)攪拌而呈懸浮狀(zhuang)態，這(zhe)樣(yang)，廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)有機物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)、氧氣(qi)(qi)同微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)能(neng)(neng)充分接觸反應(ying)(ying)。隨后混(hun)(hun)合(he)(he)液進(jin)(jin)入沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)，混(hun)(hun)合(he)(he)液中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)懸浮固體(ti)在沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)中(zhong)(zhong)沉(chen)下來(lai)和(he)(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)分離(li)(li)，流(liu)出(chu)(chu)沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)就是凈化(hua)(hua)水(shui)(shui)(shui)(shui)。活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)除了有氧化(hua)(hua)和(he)(he)分解有機物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)外，還要(yao)(yao)有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)凝聚(ju)和(he)(he)沉(chen)降性(xing)能(neng)(neng)，以(yi)使(shi)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)能(neng)(neng)從混(hun)(hun)合(he)(he)液中(zhong)(zhong)分離(li)(li)出(chu)(chu)來(lai)，得(de)到澄清(qing)的(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)。③生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)，即利用(yong)(yong)在固體(ti)載體(ti)表面附著生(sheng)(sheng)長的(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)所形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)去除廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)溶(rong)解性(xing)有機污(wu)(wu)(wu)染物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)一類方(fang)(fang)法(fa)(fa)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)又可分為滴濾(lv)池(chi)(chi)(chi)法(fa)(fa)(或叫(jiao)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濾(lv)池(chi)(chi)(chi)) 、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)轉(zhuan)盤法(fa)(fa)、接觸氧化(hua)(hua)法(fa)(fa)和(he)(he)流(liu)化(hua)(hua)床生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)法(fa)(fa)等。

　　(2) 厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)微生物(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)(li)，在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)條件下，厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)菌通過無氧(yang)(yang)(yang)呼(hu)吸或發酵作用(yong)分解(jie)有機物(wu)(wu)，有機物(wu)(wu)最終被(bei)轉化(hua)為甲烷、二(er)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)碳、水(shui)及少量硫化(hua)氫和氨(an)。厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)微生物(wu)(wu)處(chu)理(li)(li)(li)工藝主(zhu)要有如下幾種(zhong): ①厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)消化(hua)池，主(zhu)要用(yong)于(yu)處(chu)理(li)(li)(li)污(wu)泥和糞肥，不(bu)宜用(yong)于(yu)生活和工業廢水(shui)的(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)。②厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)接觸(chu)法，在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)消化(hua)池的(de)(de)基礎上(shang)，提高處(chu)理(li)(li)(li)效率。在厭(yan)(yan)氧(yang)(yang)(yang)濾器(qi)內有固定填料，其(qi)上(shang)附著(zhu)生長的(de)(de)生物(wu)(wu)膜(mo)使處(chu)理(li)(li)(li)效率得到(dao)進一(yi)步提高。目前在處(chu)理(li)(li)(li)含有易降解(jie)可溶性化(hua)合(he)物(wu)(wu)的(de)(de)工業廢水(shui)方面(mian)得到(dao)了(le)大規模的(de)(de)應用(yong)。

　　(3) 微生物兼(jian)氧(yang)處(chu)(chu)理當好(hao)氧(yang)和厭(yan)氧(yang)在同一處(chu)(chu)理工(gong)藝中共(gong)存時(shi)(shi)即為兼(jian)氧(yang)處(chu)(chu)理，有時(shi)(shi)好(hao)氧(yang)和厭(yan)氧(yang)的共(gong)存反而會使處(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)更好(hao)，其中好(hao)氧(yang)菌起(qi)主體作用，但(dan)沒有厭(yan)氧(yang)菌及少量的兼(jian)氧(yang)性菌種(zhong)也不可能達到預(yu)期的處(chu)(chu)理效(xiao)果(guo)。

　　2. 3 與傳(chuan)統技術對(dui)比存在的優勢

　　與目前采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)(li)法和(he)(he)化(hua)學法相(xiang)比，在(zai)污(wu)(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)方面(mian)，微生物(wu)技術具(ju)有(you)(you)一(yi)系(xi)列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點和(he)(he)優勢: ①具(ju)有(you)(you)很(hen)(hen)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附力和(he)(he)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沉降性(xing)，很(hen)(hen)強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)降解(jie)(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)力，不(bu)需(xu)要高(gao)(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)(gao)壓、溫和(he)(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件，污(wu)(wu)染物(wu)經(jing)過酶(mei)催化(hua)即可高(gao)(gao)(gao)效(xiao)并相(xiang)對(dui)徹底(di)完成，處(chu)理(li)(li)水(shui)量大(da)，處(chu)理(li)(li)費用(yong)低廉，僅為物(wu)理(li)(li)、化(hua)學法的(de)(de)(de)(de)(de)(de)30% ～ 50%。②微生物(wu)物(wu)種(zhong)豐富、資源廣泛、具(ju)有(you)(you)多(duo)種(zhong)代(dai)謝類型(xing)，幾乎可降解(jie)(jie)或轉(zhuan)(zhuan)化(hua)環(huan)(huan)境中存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)天(tian)然(ran)物(wu)質，易培養、繁殖(zhi)快、對(dui)環(huan)(huan)境有(you)(you)較強的(de)(de)(de)(de)(de)(de)適(shi)(shi)應(ying)(ying)能(neng)(neng)(neng)(neng)力和(he)(he)易實現(xian)變異等(deng)特性(xing)，一(yi)旦新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)出現(xian)，它(ta)們也能(neng)(neng)(neng)(neng)逐步通過自發(fa)或誘導產生新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酶(mei)系(xi)，具(ju)備新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)謝功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)，從(cong)而降解(jie)(jie)或轉(zhuan)(zhuan)化(hua)那(nei)些新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物(wu)。適(shi)(shi)當地對(dui)其(qi)加(jia)以(yi)培養繁殖(zhi)，特別是在(zai)一(yi)定條件下加(jia)以(yi)馴化(hua)，就(jiu)能(neng)(neng)(neng)(neng)使之很(hen)(hen)好地適(shi)(shi)應(ying)(ying)各種(zhong)有(you)(you)毒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工業廢水(shui)、生活污(wu)(wu)水(shui)等(deng)環(huan)(huan)境。通過有(you)(you)針對(dui)性(xing)地對(dui)菌種(zhong)進行(xing)篩選、培養和(he)(he)馴化(hua)，可以(yi)使大(da)多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機(ji)物(wu)實現(xian)生物(wu)降解(jie)(jie)處(chu)理(li)(li)，應(ying)(ying)用(yong)面(mian)寬。③微生物(wu)處(chu)理(li)(li)不(bu)僅能(neng)(neng)(neng)(neng)去除(chu)有(you)(you)機(ji)物(wu)、病原體、有(you)(you)毒物(wu)質，還能(neng)(neng)(neng)(neng)去除(chu)臭味、提高(gao)(gao)(gao)透明(ming)度、降低色度等(deng)，處(chu)理(li)(li)效(xiao)果良好。只(zhi)要找(zhao)到合(he)適(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微生物(wu)，給予合(he)適(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件，所有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)質都可得到降解(jie)(jie)或轉(zhuan)(zhuan)化(hua)。④對(dui)環(huan)(huan)境影響(xiang)小(xiao)，不(bu)產生二次污(wu)(wu)染，遺留問題少(shao)。⑤直接暴露在(zai)污(wu)(wu)染物(wu)下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)會減少(shao)。⑥就(jiu)地處(chu)理(li)(li)，操作簡(jian)便，可以(yi)避(bi)免鋪設(she)不(bu)雅觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)械設(she)備，減少(shao)占地面(mian)積，基建費、運(yun)行(xing)費，能(neng)(neng)(neng)(neng)耗(hao)，管理(li)(li)等(deng)，且能(neng)(neng)(neng)(neng)滿足(zu)高(gao)(gao)(gao)效(xiao)低耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)。

　　人(ren)們利用(yong)這(zhe)些(xie)微小的生物(wu)群體，加(jia)之人(ren)為(wei)作用(yong)就(jiu)可以解決其他物(wu)理化學(xue)方法無法解決的難題。為(wei)今后(hou)的污水處理提(ti)供了一項高效、節能、環保的綠色途(tu)徑。

　　轉自(zi)環境零距離(li)