环境生物技术在水污染治理的应用

　　摘要：传统的水污染治理方法存在水体净化效果不佳的问题，为了进一步实现对污水的治理，有必要引进环境生物技术，对水污染治理方法展开设计和研究。通过设置污水处理器，生物膜结构与水体中的有机物交融，生物好氧层中的链球菌与有机物发生生命交互反应，水体中部分有机物被分解。静置水体20.0～40.0min，并将底层的沉淀物过滤，便可以达到水体初步净化的目的。基于生物体活动设计污水无机物分解流程，将大分子物质转化为小分子物质溶于水体中，同时能量释放到细胞外部，以此实现对污水的有效治理。对比试验证明，相比传统方法，设计方法在实际应用中对水体的净化效果更佳。

　　关键词：环境生物技术；水污染；污水处理器；无机物

　　水环境保护与水环境污染治理是我国生态环保学长期关注的重点方向之一，随着大型水利基础设施的不断建设，水环境保护和治理已然成为我国经济建设与环境可持续发展的焦点话题[1]。近年来，国家和地方政府出台了多项水污染治理政策和标准，并根据不同地区水源的质量与被污染情况，投入了大量人力与物力开展净水工程。但调查显示，与之相关工作的实施并未取得显著的成果，甚至一些化学试剂违规在地表水体中的投放加剧了区域水环境污染。环境生物技术作为一种高效率、可循环的水污染治理技术，可利用水环境中生物体与微生物体的生命活动，将其中含有的污染物分解为对人体无害的物质。应用此种技术进行水污染治理，可以利用环境中生物的吸附力，对水体杂质进行净化处理[2]。水体中的部分微生物对有机物具有较强的降解能力，可自动分解部分污染水环境的有机物。现如今，大量理论研究证明此种技术真实有效。本文将在相关成果的基础上，对水环境污染治理方法展开设计与研究，希望从源头解决水环境污染源头问题。

　　1基于环境生物技术的水污染治理方法

　　1.1基于环境生物技术设计污水处理器

　　为了解决水污染问题，本文基于环境生物技术的应用，对污水处理器进行设计。首先，应当明确生物膜处理作为污水治理的核心，可以有效过滤附着在水体中的微生物。微生物大多以群居的方式附着在水体中固体物质表层，这些微生物的构成较为复杂，不同生命体间的活动可构成一个与生物催化装置原理相似的反应环境。相比人工营造的微生物处理环境，由水体中原有生物构成的净化环境适应性更强，稳定性更好，不会因微生物生存环境不适应而发生淤泥膨胀问题，也十分有利于后期对环境的管理[3]。当生物体与水体污染物发生化学反应时，生物膜结构与水体中的有机物质交融，生物好氧层中的链球菌与有机物发生生命交互反应，水体中部分有机物被分解。分解完成后，水体中将出现大量的小分子有机物，此种物质体积较小，因此可以进入生物体的厌氧层，在完成有机物的厌氧分解处理后，流动的水体将持续冲洗生物膜。在冲洗过程中，生物膜上的污染物被冲掉，静置水体20.0～40.0min，并将底层的沉淀物过滤，便可以达到水体初步净化的目的。值得一提的是，生物膜是生物体，在生命活动中可以反复生长的，因此此种方式净化水体，并不会影响水体整体的生态环境[4]。按照此种方式反复处理，便可以实现对水污染物的有效处理。按照上述原理，设计基于环境生物技术的污水处理器，其结构如图1所示。1.污水进水管；2.污水过滤网结构；3.装置空气网；4.污水过滤网结构；5.装置空气网；6.污水过滤网结构；7.污水连接网；8.污水出水管；9.微孔曝气膜；10.微孔曝气膜；11.生物体缺氧区；12.生物体好氧区；13.生物体好氧区；14.

　　1.2基于生物体活动设计污水无机物分解流程

　　污水中含有大量污泥，部分活性污泥含有大量有机物，而有机物是导致水体浑浊的主要原因。要想解决这一问题，必须基于生物体活动情况，设计污水中有机物的分解流程[5]。在此过程中，要利用污水处理装置中的沉淀池，在其中放入大量活性混合液，并利用污泥自身的吸附性，对水体中含有的少量金属元素与有机物质进行分解，此过程需要持续1.0～30.0min。有机物分解原理如图2所示。当污水中活性有机物质被分解处理后，要持续分解污水中的无机物。对于污水中含有的大分子无机物，可利用细菌分解的细胞外酶，将大分子物质转化为小分子物质。在此基础上，小分子物质便可以通过细胞壁、细胞膜等结构，达到细菌结构的内部，在内酶的作用下，部分小分子物质被吸收，成为细胞质，另一部分物质被霉菌分解，转化成为水分子、二氧化碳、氮氢结合物。此种物质在污水处理中被称为简单有机物，可以随着能量一同释放到细胞外部。在水体无机物分解的过程中，细菌与生物可以摄取生命体能量或营养物质，以此进一步促进自身细胞组织的生成，并在完成对其的分解后，形成简单的无机物质溶于水体中。此种方式可以实现对污水的净化，达到水污染治理的最终目的。

　　2试验论证分析

　　上文基于理论层面，完成了对水污染治理方法的设计。为了证明设计方法对于污水具有真实的净化作用，下文将通过对比试验的方式，对设计方法进行实践论证。在此过程中，选择某水域内污水作为此次研究的对象，分别使用本文设计的水污染治理方法与传统的水污染治理方法，对选定的水域进行污水治理。为了确保试验结果具有可比性，本研究选择基于生物膜技术的水污染治理方法作为参照的传统方法，并定义BOD（生化需氧量）作为此次试验的评价指标。在试验过程中，分别使用两种方法进行污水治理，完成治理后，对其进行BOD测定。BOD测定结果越高，水体生化需氧量越高，表明被净化的水体中污染物含量越多；BOD测定结果越低，水体生化需氧量越低，表明被净化的水体中污染物含量越少。按照上述指标，实施此次对比试验，将BOD的统计值绘制成折线图，如图3所示。图3试验结果显示，初始阶段，水体受到初始化值的影响，BOD相对较高，在检测试剂投入一段时间后，设计方法净化的污水BOD持续降低，控制在10.0mL/s，传统方法净化的污水BOD在反应一段时间后，也趋于持平，但保持在30.0mL/s。对比试验结果表明，相比传统的污水治理方法，设计方法可实现对水体的有效净化，净化效果更佳。

　　3结语

　　污水治理方法一直是我国社会和生态环境研究领域关注的重点。为了有效治理水环境污染，本文从污水处理器设计、污水无机物分解流程两个方面对基于生物体活动的水污染治理方法进行设计。对比试验证明，本文设计方法相比传统方法对污水的净化效果更佳。

　　参考文献

　　1朱小亮，李蒙，施宁，等.以宿迁市古黄河为例探讨河道水污染原因及治理措施[J].山东化工，2020（23）：249-250.

　　2陈颖，张明，胡韬.基于虚拟治理成本法在水污染环境损害量化评估的案例研究与分析[J].广东化工，2021（2）：101-102.

　　3柳检，劳昌玲，袁静，等.X射线光谱技术在生物与生态环境中的应用进展[J].光谱学与光谱分析，2021（3）：675-685.

　　4迟明慧，秦延文，时瑶，等.三峡库区乡镇水污染治理设施主要问题及控制对策研究[J].环境保护，2021（6）：52-57.

　　5徐念，熊美华，邵科，等.长江中下游环境DNA宏条形码生物多样性检测技术初步研究[J].环境科学研究，2020（5）：1187-1196.

　　作者：刘银洁 单位：中国冶金地质总局地球物理勘查院