環(huán)境生物技術(shù)在水污染治理的應(yīng)用

時間:2022-08-13 11:13:26

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環(huán)境生物技術(shù)在水污染治理的應(yīng)用

摘要:傳統(tǒng)的水污染治理方法存在水體凈化效果不佳的問題,為了進(jìn)一步實現(xiàn)對污水的治理,有必要引進(jìn)環(huán)境生物技術(shù),對水污染治理方法展開設(shè)計和研究。通過設(shè)置污水處理器,生物膜結(jié)構(gòu)與水體中的有機物交融,生物好氧層中的鏈球菌與有機物發(fā)生生命交互反應(yīng),水體中部分有機物被分解。靜置水體20.0~40.0min,并將底層的沉淀物過濾,便可以達(dá)到水體初步凈化的目的。基于生物體活動設(shè)計污水無機物分解流程,將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)溶于水體中,同時能量釋放到細(xì)胞外部,以此實現(xiàn)對污水的有效治理。對比試驗證明,相比傳統(tǒng)方法,設(shè)計方法在實際應(yīng)用中對水體的凈化效果更佳。

關(guān)鍵詞:環(huán)境生物技術(shù);水污染;污水處理器;無機物

水環(huán)境保護與水環(huán)境污染治理是我國生態(tài)環(huán)保學(xué)長期關(guān)注的重點方向之一,隨著大型水利基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè),水環(huán)境保護和治理已然成為我國經(jīng)濟建設(shè)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的焦點話題[1]。近年來,國家和地方政府出臺了多項水污染治理政策和標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)不同地區(qū)水源的質(zhì)量與被污染情況,投入了大量人力與物力開展凈水工程。但調(diào)查顯示,與之相關(guān)工作的實施并未取得顯著的成果,甚至一些化學(xué)試劑違規(guī)在地表水體中的投放加劇了區(qū)域水環(huán)境污染。環(huán)境生物技術(shù)作為一種高效率、可循環(huán)的水污染治理技術(shù),可利用水環(huán)境中生物體與微生物體的生命活動,將其中含有的污染物分解為對人體無害的物質(zhì)。應(yīng)用此種技術(shù)進(jìn)行水污染治理,可以利用環(huán)境中生物的吸附力,對水體雜質(zhì)進(jìn)行凈化處理[2]。水體中的部分微生物對有機物具有較強的降解能力,可自動分解部分污染水環(huán)境的有機物。現(xiàn)如今,大量理論研究證明此種技術(shù)真實有效。本文將在相關(guān)成果的基礎(chǔ)上,對水環(huán)境污染治理方法展開設(shè)計與研究,希望從源頭解決水環(huán)境污染源頭問題。

1基于環(huán)境生物技術(shù)的水污染治理方法

1.1基于環(huán)境生物技術(shù)設(shè)計污水處理器

為了解決水污染問題,本文基于環(huán)境生物技術(shù)的應(yīng)用,對污水處理器進(jìn)行設(shè)計。首先,應(yīng)當(dāng)明確生物膜處理作為污水治理的核心,可以有效過濾附著在水體中的微生物。微生物大多以群居的方式附著在水體中固體物質(zhì)表層,這些微生物的構(gòu)成較為復(fù)雜,不同生命體間的活動可構(gòu)成一個與生物催化裝置原理相似的反應(yīng)環(huán)境。相比人工營造的微生物處理環(huán)境,由水體中原有生物構(gòu)成的凈化環(huán)境適應(yīng)性更強,穩(wěn)定性更好,不會因微生物生存環(huán)境不適應(yīng)而發(fā)生淤泥膨脹問題,也十分有利于后期對環(huán)境的管理[3]。當(dāng)生物體與水體污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時,生物膜結(jié)構(gòu)與水體中的有機物質(zhì)交融,生物好氧層中的鏈球菌與有機物發(fā)生生命交互反應(yīng),水體中部分有機物被分解。分解完成后,水體中將出現(xiàn)大量的小分子有機物,此種物質(zhì)體積較小,因此可以進(jìn)入生物體的厭氧層,在完成有機物的厭氧分解處理后,流動的水體將持續(xù)沖洗生物膜。在沖洗過程中,生物膜上的污染物被沖掉,靜置水體20.0~40.0min,并將底層的沉淀物過濾,便可以達(dá)到水體初步凈化的目的。值得一提的是,生物膜是生物體,在生命活動中可以反復(fù)生長的,因此此種方式凈化水體,并不會影響水體整體的生態(tài)環(huán)境[4]。按照此種方式反復(fù)處理,便可以實現(xiàn)對水污染物的有效處理。按照上述原理,設(shè)計基于環(huán)境生物技術(shù)的污水處理器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。1.污水進(jìn)水管;2.污水過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu);3.裝置空氣網(wǎng);4.污水過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu);5.裝置空氣網(wǎng);6.污水過濾網(wǎng)結(jié)構(gòu);7.污水連接網(wǎng);8.污水出水管;9.微孔曝氣膜;10.微孔曝氣膜;11.生物體缺氧區(qū);12.生物體好氧區(qū);13.生物體好氧區(qū);14.

1.2基于生物體活動設(shè)計污水無機物分解流程

污水中含有大量污泥,部分活性污泥含有大量有機物,而有機物是導(dǎo)致水體渾濁的主要原因。要想解決這一問題,必須基于生物體活動情況,設(shè)計污水中有機物的分解流程[5]。在此過程中,要利用污水處理裝置中的沉淀池,在其中放入大量活性混合液,并利用污泥自身的吸附性,對水體中含有的少量金屬元素與有機物質(zhì)進(jìn)行分解,此過程需要持續(xù)1.0~30.0min。有機物分解原理如圖2所示。當(dāng)污水中活性有機物質(zhì)被分解處理后,要持續(xù)分解污水中的無機物。對于污水中含有的大分子無機物,可利用細(xì)菌分解的細(xì)胞外酶,將大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,小分子物質(zhì)便可以通過細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等結(jié)構(gòu),達(dá)到細(xì)菌結(jié)構(gòu)的內(nèi)部,在內(nèi)酶的作用下,部分小分子物質(zhì)被吸收,成為細(xì)胞質(zhì),另一部分物質(zhì)被霉菌分解,轉(zhuǎn)化成為水分子、二氧化碳、氮氫結(jié)合物。此種物質(zhì)在污水處理中被稱為簡單有機物,可以隨著能量一同釋放到細(xì)胞外部。在水體無機物分解的過程中,細(xì)菌與生物可以攝取生命體能量或營養(yǎng)物質(zhì),以此進(jìn)一步促進(jìn)自身細(xì)胞組織的生成,并在完成對其的分解后,形成簡單的無機物質(zhì)溶于水體中。此種方式可以實現(xiàn)對污水的凈化,達(dá)到水污染治理的最終目的。

2試驗論證分析

上文基于理論層面,完成了對水污染治理方法的設(shè)計。為了證明設(shè)計方法對于污水具有真實的凈化作用,下文將通過對比試驗的方式,對設(shè)計方法進(jìn)行實踐論證。在此過程中,選擇某水域內(nèi)污水作為此次研究的對象,分別使用本文設(shè)計的水污染治理方法與傳統(tǒng)的水污染治理方法,對選定的水域進(jìn)行污水治理。為了確保試驗結(jié)果具有可比性,本研究選擇基于生物膜技術(shù)的水污染治理方法作為參照的傳統(tǒng)方法,并定義BOD(生化需氧量)作為此次試驗的評價指標(biāo)。在試驗過程中,分別使用兩種方法進(jìn)行污水治理,完成治理后,對其進(jìn)行BOD測定。BOD測定結(jié)果越高,水體生化需氧量越高,表明被凈化的水體中污染物含量越多;BOD測定結(jié)果越低,水體生化需氧量越低,表明被凈化的水體中污染物含量越少。按照上述指標(biāo),實施此次對比試驗,將BOD的統(tǒng)計值繪制成折線圖,如圖3所示。圖3試驗結(jié)果顯示,初始階段,水體受到初始化值的影響,BOD相對較高,在檢測試劑投入一段時間后,設(shè)計方法凈化的污水BOD持續(xù)降低,控制在10.0mL/s,傳統(tǒng)方法凈化的污水BOD在反應(yīng)一段時間后,也趨于持平,但保持在30.0mL/s。對比試驗結(jié)果表明,相比傳統(tǒng)的污水治理方法,設(shè)計方法可實現(xiàn)對水體的有效凈化,凈化效果更佳。

3結(jié)語

污水治理方法一直是我國社會和生態(tài)環(huán)境研究領(lǐng)域關(guān)注的重點。為了有效治理水環(huán)境污染,本文從污水處理器設(shè)計、污水無機物分解流程兩個方面對基于生物體活動的水污染治理方法進(jìn)行設(shè)計。對比試驗證明,本文設(shè)計方法相比傳統(tǒng)方法對污水的凈化效果更佳。

參考文獻(xiàn)

1朱小亮,李蒙,施寧,等.以宿遷市古黃河為例探討河道水污染原因及治理措施[J].山東化工,2020(23):249-250.

2陳穎,張明,胡韜.基于虛擬治理成本法在水污染環(huán)境損害量化評估的案例研究與分析[J].廣東化工,2021(2):101-102.

3柳檢,勞昌玲,袁靜,等.X射線光譜技術(shù)在生物與生態(tài)環(huán)境中的應(yīng)用進(jìn)展[J].光譜學(xué)與光譜分析,2021(3):675-685.

4遲明慧,秦延文,時瑤,等.三峽庫區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)水污染治理設(shè)施主要問題及控制對策研究[J].環(huán)境保護,2021(6):52-57.

5徐念,熊美華,邵科,等.長江中下游環(huán)境DNA宏條形碼生物多樣性檢測技術(shù)初步研究[J].環(huán)境科學(xué)研究,2020(5):1187-1196.

作者:劉銀潔 單位:中國冶金地質(zhì)總局地球物理勘查院