谈生物技术在水质检测与污水处理中的应用
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作者:陈朋利
摘要：随着我国经济的发展，水污染问题日益严重，水质检测与污水处理工艺的选择在解决水污染问题中尤为重要。本文着重介绍了生物技术在水质检测及污水处理中的应用，并在分析生物技术在水质检测与污水处理应用问题的基础上提出相应策略，期望为今后生物技术在水质检测与污水处理中的应用提供一些参考。
关键词：生物技术;水质监测;污水处理;应用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）09-00-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.048
Application of biotechnology in water quality detection and wastewater treatment
Chen Pengli
（Jiangsu Environmental Protection Industry and Technology Research Institute Co.，Ltd.，Nanjing Jiangsu 210000，China）
Abstract：Water pollution has become more serious with the development of economy of China，and water quality detection and selection of wastewater treatment technology are more important in solving water pollution.This paper mainly introduces several kinds of biotechnology commonly used in water quality detection and wastewater treatment，and puts forward the corresponding strategies on the basis of analyzing the application of biotechnology in water quality detection and wastewater treatment.It is expected to provide some references for the future application of biotechnology in water quality detection and sewage treatment.
Key words：Biotechnology;Water quality monitoring;Sewage treatment;Application
目前，应用于水质检测与污水处理的技术主要分为物理技术、化学技术和生物技术，其中物理技术难以对废水进行深度处理，而化学技术可能会造成二次污染，相比较，利用生物技术进行水质检测与污水处理更为环保、高效，因而也得到了较为广泛的研究和应用。一般常用于水质检测的生物技术包括生物传感器技术、聚合酶式反应检测技术、酶免疫检测技术等;常用于污水处理的生物技术包括生物絮凝剂、生物吸附剂、生物膜法等。随着我国对环境保护的重视以及对用水质量要求的提高，生物技术促进了水质检测的发展，丰富了污水处理技术，推动了水处理行业的绿色环保发展，对水质检测与污水处理具有重要的现实意义与价值。
1 水质检测中常用的生物技术
生物检測技术是将水中的环境生物及其反应信号作为检测指标，并依据相应的标准来对检测指标进行评价，从而判断出水质情况。以往，生物检测技术仅仅是水质检测中的辅助手段，但随着如今生态环保理念的提出，生物检测技术在水质检测中已占据着不可替代的重要位置。本文主要对聚合酶式反应检测技术及生物传感器进行具体介绍。
1.1 聚合酶式反应检测技术
聚合酶式反应检测技术也称作PCR检测技术，它主要是利用DNA的热变性原理，通过控制温度的方式扩增检测水体所需的病原体DNA序列，从而完成对水体的检测。与传统微生物检测技术相比，聚合酶式反应检测技术极大地提高了对影响水质病原体的检测速度，同时整个过程操作简单、时间短，所观察到的数据完整，也正因如此，聚合酶式反应检测技术被常用于进行水质检测。
1.2 生物传感器
生物传感器主要由两部分构成：一是生物敏感元件，该元件主要是利用微生物及其细胞组、代谢物制作而成;二是信号传导器，其功能是对接收到的信号进行转译。生物传感器主要就是通过信号传导器对接收到的信号进行转译和放大，而信号的组成主要是生物敏感元件对环境所产生的反应，通过对信号进行解读从而实现对水环境中特定物质的检测。与传统物理传感器相比较，生物传感器无需进行预处理，可以实现连续性的在线检测，且整个过程灵敏度高，检测成本也较传统物理传感器低，而生物传感器也因其优势在重金属、BOD、氨氮、亚硝酸盐等检验中得到较为广泛的应用。
2 污水处理中常用的生物技术
2.1 生物修复技术
生物修复技术是当前污水处理中常用的一种技术，它主要是通过微生物对水中的污染物质进行降解，使之变成水、二氧化碳等，整个处理过程绿色环保，且该技术具有处理效率高、用时短的特点，常被用于地下水处理。此外生物修复技术还被用于修复石油污染的土壤。我国人均石油占有量虽然较低，但总体开采量大，在开采、提炼、运输过程中受各种不可控因素的影响，容易发生石油污染土壤的问题，实践证明生物修复技术能够有效降解被污染土壤中的石油，从而更好帮助土壤恢复生命力。
2.2 微生物吸附技术
微生物吸附技术主要是通过有效聚合水中的微生物及其分泌物、悬浮物等物质，形成一种表层具有粘黏性的活性污泥絮凝体，从而对水中的杂质进行吸附，以达到净化水质、改善水体的作用。微生物吸附技术不仅具有使用效率高、成本低的优势，而且该技术可以利用污水中的物质进行取材，整个过程操作简单，在污水处理市场中受到了一致认可和应用。 2.3 微生物絮凝技术
微生物絮凝技术主要是将微生物的细胞作为絮凝剂，利用微生物细胞的絮凝功能来对污水中的臭味、雜质进行去除，而絮凝剂本身具有可降解功能，将有机物降解为无机物，不会对环境造成二次污染。微生物絮凝剂的环保性能好、处理效果好、成本较低且适应能力强，可被广泛应用于各种不同水质情况的水处理工程。其中，微生物絮凝技术在城市废水和畜产废水的处理中使用最为普遍，如畜产废水中的BOD成分是水质处理的最大阻碍，利用微生物絮凝技术不仅可以有效去除BOD，而且在脱色、沉淀方面也效果显著，可以大大地改善出水质量。
2.4 固定化微生物技术
该技术主要是对废水中的游离微生物细胞进行聚合和固化，同时由于微生物细胞的活性较高，能够在污水处理中进行反复使用，所以固定化微生物技术不仅对水处理的效果好，而且绿色环保。固定化微生物技术在一定程度上能够合理控制污水中污泥的产量，并对水中的杂质进行有效降解，从而达到改善水质的效果。目前，固定化微生物技术被常用于洗涤废水和制药废水的处理中，结合厌氧技术，能够有效去除制药废水中95%的有机污染物。
2.5 膜生物反应器
膜生物反应器是一种新型的污水处理工艺，较其他生物处理技术而言，膜生物反应器的出水水质好，且整个处理过程不涉及后续处理段，如设置二沉池等，所以膜生物反应器的占地面积小、建设成本低。同时，由于膜生物反应器是新出现的技术工艺，所以在技术成熟度方面仍具有进步的空间，这也为研究者们提供了更多可研究的空间。
2.6 生物强化处理技术
生物强化处理技术也是污水中常用的一种，而强化的方法一般有两种：第一种是高浓度活性污泥法，其借助长泥龄和高污泥浓度来处理难分解物质;第二种是生物活性炭法，其主要是利用生物的氧化功能和活性炭的吸附功能来实现对污水的处理。生物强化处理技术常被用于难处理的污水处理中，且效果十分显著。
3 水质检测与污水处理中生物技术应用存在的问题及改进策略
3.1 生物技术应用的问题分析
利用生物技术进行水质检测和污水处理对促进环保产业发展具有重要意义，但在实际应用过程中也存在一些弊端：其一，生物技术操作存在技术难度，部分技术人员对生物技术的操作不娴熟、原理不清晰，以至于出现监测不准确、数据上报有误的问题;其二，技术设备缺少维护，现代生物技术的运行也需要一定设备作为支撑，但部分地区缺少对设备维护、监管的意识，以至于在污水处理中出现设备故障问题却难以进行排查;其三，生物技术的依赖性，在国内生物技术的研究还处于初级阶段，虽然能够对其中的基础问题进行解决，但面对复杂问题情况时，仍需要依靠国外的技术、设备、人员;其四，管理人员知识储备少，部分污水处理厂的管理工作者并不是本专业人员，且缺少相关的管理经验，对水质检测、污水处理技术缺乏了解，出现技术问题时不能有效排查故障原因。
3.2 生物技术应用的改进策略
为了更好地提高生物技术在水质检测与污水处理中的效率，针对以上出现的问题，笔者在此提出以下改进建议：第一，优化生物技术操作方案，完善生物技术监控系统，提高生物技术在水质检测与污水处理中的自动化水平;第二，建立健全设备管理与维护制度，结合实际情况制定并执行相应的行业管理标准及制度，加强对物质检测、污水处理设备的管理与维护;第三，对管理人员进行专业培训，增强生物技术在水质检测、污水处理中的基本理论及操作规范，提高管理者决策的准确度。
参考文献
[1]张腾飞.膜生物反应技术在环境工程污水处理中应用[J].化工管理，2019（03）：147-148.
[2]李良.油田污水生物化学处理技术研究[J].化学工程与装备，2018（12）：296-297.
[3]吴睿钰.生物强化技术在污水处理中的作用机理及应用探究[J].居舍，2018（26）：249.
收稿日期：2019-04-11
作者简介：陈朋利（1989-），男，汉族，博士，中级，研究方向为水处理工程、膜分离、水处理药剂。
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