生物技术在水质检测与污水处理中的应用研究

摘 要 近年来，虽然国家科技、经济等方面发展都非常迅猛，但各类环境污染问题也随之而来，其中，最堪忧的就是水质污染问题。基于此，本文就生物技术在水质检测与污水处理中的应用展开相关研究，供参考。

关键词 生物技术;水质检测;污水处理

1生物技术在水质检测中的应用

生物技术应用已成为了当今水质检测领域中的重要内容。生物技术在水质检测中的应用，简单来说就是以被检测水体中的微生物为观察指标来对水质污染情况进行评定。以下两点都是对目前水质检测方面比较热门的生物技术的简单说明。

1.1 PCR技术

PCR技术具有极高的灵敏度和特异性，能在极短的时间内迅速完成对水体中病原体的检测，最主要的是其操作步骤很简单、得到的检测结果准确度也很高，所以，PCR技术的发展前景一片光明。以实际应用为例进行说明，张崇淼先生就曾采用PCR技术对西安的地表水质和湖泊水质进行过检测，并以水体中存在的肠道病原体作为检测指标，一年后得出了肠道病原体在该地区水体中的正态分布规律和分布浓度。

1.2 生物传感器技术

现阶段，国内大多数生物传感器都是由生物敏感元件和信号传导器这两部分构成，其中，元件又是由各类微生物、细胞成分和细胞代谢物等成分组成。一般情况下，生物传感器的检测流程是先利用传导器对信号进行转换翻译，再使用生物敏感元件对转译的信号进行放大处理，由此实现对被检测水体的水质检测。与过去传统传感器相比，现代生物传感器的检测灵敏度更高、投入成本更少，并且还减少了预处理工作、增加了连续在线检测项目，真正实現了水质检测领域的拓展[1]。

2生物技术在污水处理中的应用

生物技术不仅可以作为物理化学水质检测的辅助技术，还可以对检测出污染的水体进行后续的处理净化，并且在污水治理方面效果显著。生物技术在污水处理方面的应用主要是依靠微生物及其代谢物来进行的，这种技术应用的优势就在于其净化速度和工作效率非常高，并且污水处理也非常彻底，基本不会给环境带来任何负担，很值得推广和普遍应用。

2.1 微生物絮凝剂处理技术

一般来说，微生物絮凝剂主要指的是环境中的某些微生物分泌合成的代谢产物，该类产物共同的特点就是具有沉降性。虽然微生物絮凝剂听起来非常高端，但其实在生活中非常常见，类似蛋白质、多糖、纤维素等都属于微生物絮凝剂的范畴，这些高分子可以提高污泥的沉降性，从而将污水中的大颗粒、有机物等去除，进而起到污水处理的作用。与过去的无机絮凝剂相比，新兴的微生物絮凝剂在净化污水方面有很多的优势，比如，分离性强、污染度低等，在实际应用中，我们可以用杨艳超学者的实例来具体说明，杨先生在处理高灰细泥含量高的煤泥水时偶然发现如果将1.6ml的多糖复合微生物絮凝剂应用其中，可以极大程度地提高煤泥的沉降速率和浓缩效果，从而大大减少了煤泥水的处理成本。

2.2 生物吸附剂处理技术

生物吸附剂是一种新型的污水处理材料，该材料的实质就是将微生物放在疏松、多孔、吸附性好的载体上不断繁殖，使之兼具吸附能力和分解能力，从而达到全面净化水质的作用。有资料证明，有相关学者在使用生物活性炭净化轻度污染的饮用水时，对水中的TOC、氨氮及细菌微生物的含量进行了检测计算，并且通过比对各项指标的具体数值后发现，生物活性炭优于普通活性炭的地方就是其表面的微生物生长繁殖非常稳定，因而其净化处理污水的能力就很持久、高效。而生物沸石处理技术则是用孔隙更疏松、比表面积更大、吸附性能更好的沸石作为微生物生长繁殖的载体，污水处理效果非常让人满意。

2.3 生物强化处理技术

该技术就是将经过筛选择出的各类微生物放在特定环境下进行培养，并且这些微生物之间会发生相互作用通过协同或直接途径产生更加强力的菌种，进而彻底实现污水的净化和处理。现阶段，污水处理方面常见的生物强化处理技术方法有以下两种：①高浓度活性污泥法。该方法最大的特点就是污泥浓度非常高，对难分解物质的降解速度非常快，可以高效去除水体污染。②生物-铁法。这种方法也是活性污泥的变形应用，活性污泥与无机盐和铁盐相互结合作用后，可以产生絮凝状物质，对含磷污水的去除效果特别好。

2.4 生物反应器处理技术

当前该技术的发展重点是以新型生物膜反应器为依托并对水体污染进行控制，特点是运行成本小、管理便捷。生物反应器其实也相当于微生物载体，因为其表面有微生物附着且能提供生长所必需的营养物质，此外，较大的比表面积也使得微生物能充分接触并去除水体污染物。但根据相关数据资料显示，虽然有关生物反应器已经研发推出，但污水处理效率却并不是很高，而且前期投入成本也非常巨大，难以进行全面普及运用。

2.5 生物修复处理技术

生物修复处理技术最初的研发目的主要是为了环境生态恢复和污染治理，但现在更多的是应用于土壤和水质的改善，应用原理是利用微生物的生化反应将污染物转换为无污染无毒害的物质，污染治理效果非常显著。现代城市的快速发展带来了许多环境问题，其中，含有大量有毒有机物和重金属的生活污水问题尤其突出，将生物修复处理技术应用于生活污水的治理不仅可以对污染物进行降解和转化，还可以降低水体毒性。与传统的物理化学处理方法相比，该技术的投入成本非常低、污染度也很小，并且转化降解速度非常快，操作也很便捷。总而言之，生物修复处理技术优势非常多，很有发展潜力。

2.6 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。

3结束语

可以预见，生物技术在未来有着极大的发展前途，其推广和应用甚至会拓展到其他方面，或者会与新型物理、化学技术相结合，充分发挥其作用为人类的美好生活服务。

参考文献

[1] 施小玲.水质检测与污水处理中生物技术的应用分析[J].化工管理，2019，（21）：42-43.

作者简介

张乾虎（1972-），男，甘肃天水人;职称：工程师，现就职单位：甘肃省天水市自来水公司，研究方向：自来水的水质检测。