国内利用水生生物治理废水技术及其发展_毕晓伊

收稿日期:2002-11-14基金项目:昆明市“十五”科技重点攻关项目国内利用水生生物治理废水技术及其发展毕晓伊1,许晓毅1,孙佩石1,侯长定2(1.昆明理工大学环境工程学院云南昆明650093;2.玉溪市环境科学研究所云南玉溪653100)摘要:详细地论述了利用水生生物治理废水技术在环境污染治理方面的应用和发展趋势,以及该技术在国内的研究成果。关键词:人工湿地;水生生物;污水处理中国分内号:X703.1文献标识码:A文章编号:1006-947X(2003)04-0031-04近年来,作为一项行之有效的技术,水生生物(包括藻类、有效生物群、各种高等水生植物[1])在治理废水和防治湖泊富营养化中得到了广泛重视,并在应用中得以逐步完善。本文在资料调研的基础上,详细论述了国内在利用水生生物治理废水领域中的研究、应用及发展趋势。1利用藻类治理废水技术1.1技术原理藻类是水体环境中一类比较重要的生物,对污染具有一定的适应能力。藻类最初应用于废水处理是在1957年提出来的[2],并在此后逐渐得到了国内外学者的广泛关注。藻类净化废水的机理就是污水中有机物经耗氧菌氧化分解后,藻类通过光合作用利用可以被微生物分解的物质,如氨、磷酸盐和CO2等合成自身的细胞物质,不断形成新的藻体。与此同时,藻类在进行光合作用的同时释放出O2,供细菌继续氧化水体中的有机物。如此往复,使进入水体中的污染物质得到无害化处理。1.2应用及进展(1)以藻治藻,控制水体的富营养化。陈汉辉[3]利用水网藻繁殖能力比形成水华的蓝绿藻强,生长过程中可大量吸收水中的氮、磷,而使蓝绿藻失去赖以生长的高营养条件的原理,达到以藻治藻的目的。中试结果表明,水网藻在冬季仍能正常生长,只是生长速度下降,这与气候有密切关系。与对照测点比较,网袋内氨、氮、生化需氧量和总磷的浓度分别下降了15.6%、28.6%和7.5%,水网藻在冬季仍可作为净化水质的一项生态工程措施。(2)利用藻类、真菌、细菌以及代谢产物制成生物吸附剂,可以吸附水溶液中的重金属。马卫东等[4]就丰产廉价的海洋巨藻所制成的生物吸附剂进行了研究,研究表明,其对Hg2+的去除率可达99%以上,可以有效地去除工业废水中的Hg2+。在后处理时,用一般的化学方法如调节pH、加入较强络合能力的解析剂,就可以解析生物吸附剂上的重金属离子,回收吸附剂以循环利用[5]。(3)藻类固定化技术可用于氮、磷等营养物质的吸收去除、吸收和富集污水中的重金属,以及去除水中难降解有机物。孙红文等[2]利用固定化小球藻降解三丁基锡及其降解产物二、一丁基锡,处理12h,去除率分别为86.5%、79.0%、78.3%。(4)用藻菌共生系统,因地制宜地开发出许多高效的净化系统,如常用的氧化塘和藻类转盘法[6]。目前,用藻类氧化塘作为二级处理,在去除N、P效率上还达不到80%-90%的水平[6]。山西大学与山西针织厂合作试验用布质扁袋插片式菌藻转盘处理印染废水,在转盘上接种镰头颤藻、阿氏颤藻、两栖颤藻,氨氮去除率达100%,磷酸盐去除率达79.55%[6]。2利用水生动物治理废水技术2.1技术原理河流中的废悬浮颗粒物因其具有巨大的表面积,在水体中可吸附大量重金属,从而降低水中重金属的游离态浓度。吸附态重金属生物有效性的研究常常是针对碎屑或浮游植物食性生物的研究,如蓝贻贝、牡蛎、蛤以及海洋多毛类等。最近发现,这些颗粒物对鱼也具有生物有效性[7,9],从而可以—31—国内利用水生生物治理废水技术及其发展毕晓伊DOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2003.04.011导致水体中污染物的降低。2.2应用及进展利用水生动物治理废水技术在国内报道不多,目前还处于实验研究阶段:(1)徐建玲等[7]进行的体外试验表明,鲤鱼肠系微生物对2,4—二硝基甲苯具代谢作用,2,4—二硝基甲苯适宜的代谢浓度为10.92mg/L,代谢温度为20℃,肠系微生物量以10mg/mL为佳。(2)刘长发等研究了金鱼对水中游离态铅[8]、颗粒态镉[9]的鳃吸收。结果表明金鱼因铅暴露导致鳃粘液增加,使结合至鳃部的铅随粘液的脱落得以去除,从而减缓鳃上皮吸收。另外,金鱼鳃中镉含量均随颗粒态镉暴露浓度增加而增加,且镉/铝含量明显高于水相,从而证实了颗粒态镉的鱼鳃吸收的有效性。3利用水生植物治理废水技术3.1利用高等水生植物治理废水技术3.1.1技术原理利用高等水生植物防治水体富营养化、治理废水的方法是利用水生植物密布于水中的发达根系,形成巨大的截污能力,使水中悬浮的有机物迅速分解,同时水生植物又能吸收富集水体中的有害物质,靠根系周围繁殖好氧细菌,形成生物过滤体系净化污水[10]。特别是有些水生植物在生长繁茂期可以大量吸收废水中毒性很大的重金属、农药、化学试剂等有机物和吸收氮、磷等无机物做营养物,实现污水净化[