谈谈处理重金属污染物的微生物方法和原理有哪些

谈谈处理重金属污染物的微生物方法和原理有哪些

2.1 生物化学法

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法,该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,重金属离子和H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO2-4转化为S2-而使废水的pH值升高,从而形成重金属的氢氧化物而沉淀。中国科学院成都生物研究所从电镀污泥、废水及下水道铁管内分离筛选出35株菌株,从中获得高效净化Cr(VI)复合功能菌[3]。

袁建军等[4]利用构建的高选择型基因工程菌生物富集模拟电解废水中的汞离子,发现电解废水中其他组分的存在可以增大重组菌富集汞离子的作用速率,且该基因工程菌能在很宽的pH范围内有效地富集汞。但高浓度的重金属废水对微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不过,可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株,微生物处理重金属废水一定具有十分良好的应用前景。 2.2 生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的具有絮凝能力的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。生物絮凝剂又称第三代絮凝剂，是带电荷的生物大分子，主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核糖等。目前普遍接受的絮凝机理是离子键、氢键结合学说。目前对于硅酸盐细菌絮凝法的应用研究已有很多[5-6]，有些已取得显著成果[7]。运用基因工程技术，在菌体中表达金属结合蛋白分离后，再固定到某些惰性载体表面，可获得高富集容量絮凝剂。

Masaaki Terashima 等[8]利用转基因技术使 E.coli表达麦芽糖结合蛋白（pmal）与人金属硫蛋白（MT）的融合蛋白pmal-Ml并将纯化的 pmal-MT 固定在Chitopeara 树脂上，研究其对 Ca2+和 Ga2+的吸附特性，该固定了融合蛋白的树脂具有较强的稳定性，并且其吸附能力较纯树脂提高十倍以上。 2.3生物吸附法

生物吸附是对于经过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的概括理解, 这些作用包括络合,螯合,离子交换,吸附等。活的微生物和死的微生物对重金属离子都有较大的吸附能力,藻类中的某些种属对于重金属的吸附容量可达400Hg/kg(生物干重),例如甲囊马尾藻(Sargassummatans)。

吸附法分为物理吸附法和离子吸附法两种,前者使用具有高度吸附能力的硅胶、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纤维素等,吸附剂将生物细胞吸附到表面上使之固定化。这是一种最古老的方法,操作简单,反应条件温和,载体可反复利用,但结合不牢固,细胞易脱落。后者根据细胞在离解状态下可因静电引力(即离子键合作用)而固着于带有异相电荷的离子交换剂上,如DEAE2纤维素、DEAE2Sephadex,CM2纤维素等。

Green使用藻类去除水的金,Tsezos,Mara2no使用真菌吸附水中的铀,Ferguson和Breuer等利用泥炭藓去除水中的Fe,Al,Pb,Cu,Cd,Zn等金属离子。Barkley利用藻类吸附有机废水中的Cd,Cu等金属离子。MarkSpinti等把泥炭藓固定在多孔的聚合砜基质中成功地应用于去除含Zn,Cd,Mg等金属离子的酸性矿井水中,用聚合砜固定泥炭藓制成的球状小粒机械强度大,化学性能稳定,容易再生,不膨胀不收缩。生物吸附法以其独特的优点近年来在含重金属废水处理领域引起了人们普遍的关注,进行了广泛的研究,取得了可喜的成果。但生物吸附技术还只是处于经验、实验室阶段,在实用化和工业化应用中还存在着诸多问题有待研究解决,还需通过进一步的研究和开发工作完善此项技术。

如何合理选择水产养殖给水处理和废水排放处理的总体方案

一，水产养殖给水处理的选择

养殖环境

1．提升池塘水位。针对池塘养殖水位偏低，外河水源较差的状况，采取隔三差五少量多次逐步添加池水的方法，使池塘水位逐步提升到1.2米以上，每次加水时选择在晴好天气的上午10时到下午2时间进行。

2．增加水体溶氧。有增氧设备的可在晴天中午坚持开启增氧机2小时以上，遇到阴雨天或天气突变，要及时开启增氧机。如无增氧机的可采用潜水泵在池内打循环水(时间在下午3时前,切忌在傍晚进行)，增强水体的对流与交换。

3．生物调控水质。各类养殖品种已进入生长的黄金时期，但在摄食旺盛的同时，其排泄物也显著增多，加速了水质的恶化。为此建议选择由多种微生物菌种制成的生物制剂泼洒，调控水质，具体用法用量和注意事项按照说明书正确使用。

4．外河网围养蟹的应捞投水草遮荫，减少强光直射，降低水温，如出现缺氧现象可采取用挂机船螺旋桨推水增氧，增加水体流动。

参考百度百科词条水产养殖

2.养殖给水处理技术

水产养殖水体的处理主要包括几个方面，即：增氧、分离（分离固体物和悬浮物）、生物过滤（降低BOD、氨氮和亚硝酸盐）和暴气（去除二氧化碳等）、消毒、脱氮等处理过程，其中悬浮物和氨氮去除是需要解决的主要技术难点。

2.1增氧技术

    养殖水体的溶解氧是养殖鱼类赖以生存和处理设备中的微生物生长的必备条件。在工厂化养殖系统中，鱼类正常生长的溶解氧应该达到饱和溶解度的60%，或者在5mg/l以上；溶解氧低于2mg/l，用于工厂化养殖水体处理的硝化细菌就失去硝化氨氮的作用。一般情况下，工厂化养殖系统溶解氧消耗主要来自养殖鱼类代谢、代谢物的分解、微生物氨氮处理等，系统所需溶解氧根据所养鱼类的不同而有所变化，并随着养殖密度和投饵的增加而增加。因此，在工厂化水产养殖的工艺设计中，要根据养殖对象、养殖密度、水体循环量等因素来确定增氧方式。

（1） 空气增氧

    由于各种增氧机械设备在工厂化养殖池很难应用，因此，空气增氧多采用风机加充气器的办法，以小气泡的形式增氧。这种办法虽然具有使用方便、投资小的特点，但是增氧效率低，一般在1.3kg O2/kW-h(20℃温度），28 ℃时仅为0.455kg O2/kW-h, 养殖密度也只能达到30-40kg/m3。研究工厂化养殖的增氧专用设备，是降低成本，提高效率的重要途径。

（2）纯氧增氧

纯氧根据选择的方便性可分为氧气瓶纯氧，液体氧罐和纯氧发生器三种。无论采用那种纯氧增氧，象空气增氧中利用充气器的办法都是非常浪费的，最高只有40%的纯氧可以利用，其余没有溶解的氧气逸出水面而浪费。因此，必须有专门的设备充分利用氧气。常用的

（3） 微气泡增氧

在利用空气和氧气增氧的研究中，为了提高增氧效率和氧气的利用率，各项研究集中在产生微气泡的技术上，有些学者研究了氧气气泡在水中的形成与溶解变化过程，以确定适宜氧气气泡大小。日本东京大学研究了利用超声波击碎小气泡的办法，可产生平均直径小于20μm的微气泡，增加了增氧处理的效率 。

2. 2悬浮物及其处理技术

工厂化水产养殖中的悬浮物主要由于饵料的投喂而引起。在一次性过流高密度养殖水体试验中，根据饵料投喂量的不同，其含量在5～50mg/l左右。在饲料系数0.9～1.0情况下,鱼体每增重1kg就会产生150～200g悬浮物。因此，作为循环使用的养殖水体，悬浮物在水中的积累是非常迅速的。

    养殖水体中鱼类的固体排泄物，在正常代谢的情况下，以悬浮物的形式存在于水体中。在流动的养殖水体中，悬浮物大部分以小于30μm的颗粒存在于水中。悬浮物的比重略大于水，颗粒小、流动性好、有一定的黏附性，在有水流的条件下呈悬浮状态。从养殖水体中去除30μm以下的悬浮物，一直是工厂化水产养殖设计研究的重要方向。

养殖水体中的悬浮物的积累，使水体浑浊，影响养殖鱼类鳃体的过滤和皮肤的呼吸, 增加鱼类环境胁迫压力，恶化水质、消耗水中的溶解氧。工厂化水产养殖过程中及时清除养殖水体中的悬浮物是非常必要的。

2.2 固定式滤床

    固定过滤床一般由粗滤、中滤和细滤三层滤料组成。根据其工作水流的不同可分为喷水式滤床(Trickling filter)和压力式滤床(Pressed filter),是比较普遍的过滤方式。固定式滤床可根据需要调整滤料的粒度和过滤层的厚度，过滤不同大小的悬浮颗，达到理想的过滤效果。其应用难度在于设备庞大、效率低、长时间运转容易堵塞，反冲困难。

（2 ）滤网过滤

    滤网过滤是用细筛网进行悬浮物的过滤，主要有平盘滤网过滤和转鼓滤网过滤。其中转鼓滤网过滤在不断过滤的同时进行反冲洗，过滤效率高、效果好，应用普遍。滤网的网目一般约为30～100μm，可过滤36～67%的悬浮物，网目越小过滤越彻底，但是网目小于60μm就会影响过水性能。为了改善其过滤性能，增加过滤面积，防止堵塞，减少尺寸和反冲用水是进一步研究的重点。

（3）  浮式滤床

浮式滤床应用比水比重小的塑料球作为过滤介质，在过滤过程中悬浮于水中形成过滤层。塑料浮球具有表面积大、吸附性强、过水阻力小的特点，形成过滤层可有效过滤悬浮物。浮球直径为3 mm 左右滤床，可过滤100%的30 μm以上 79% 的30 μm以下的悬浮物颗粒，获得很好过滤效果。由于养殖水体中的悬浮物具有结块的特性，为了防止反冲时堵塞和较好的过流量，浮球生物滤器需要频繁的反冲，增加了用水量和应用成本。为了改善其应用效果，必须进一步研究防止堵塞的结构和方法。

（4） 自然沉淀处理

    自然沉淀技术是应用鱼池特殊结构或沉淀池，使悬浮物沉淀、集聚并不断排出。设计良好的沉淀池可去除59%～90%悬浮物,其中设计的关键是确定悬浮物的沉降流速。有资料表明，应用自然沉淀处理，过流流速应低于4 m/min，适宜流速为1 m/min；单位面积的流量为1.0C2.7 m3 /m2 h 。自然沉淀虽然具有较好的效果，但是限制了水体循环的流量，从而使结构庞大，增加了成本。

(5） 气泡浮选处理

    气泡浮选处理的原理是通过气泡发生器持续不断的在水中释放气泡，使气泡形成象筛网一样的过滤屏幕，并利用气泡表面的张力吸附水中的悬浮物。产生微小气泡（直径为10 ～100 μm ），使气泡均匀持续与水体有效混合,可有效去除水产养殖水体中的悬浮物。气泡越小，效率越高。因此，研究产生微小气泡的发生装置，是该项技术应用的关键。

2.3养殖水体中的氨氮及其处理技术

工厂化养殖水体中的氨氮主要是由于养殖鱼类的代谢、残饵和有机物的分解而引起。一次性过流试验表明，高密度流水养殖排水中的氨氮浓度一般为1.4 mg/l 左右。投喂的饲料中，大约有40%饲料蛋白的氮被鲑鳟鱼类转化成氨氮（NH3 + NH4+），在饵料系数为1.0的情况下，鲑鳟鱼类每增长1kg就会产生33g N 。如不进行处理，氨氮在循环养殖水体中的积累呈快速直线上升的趋势。

    养殖鱼类排泄的氨氮中，大约只有7C32%的总氮是包含在悬浮物中，大部分溶解于养殖水体中，分别以离子铵NH4+和非离子氨NH3的形式存在，并且随着pH值和温度的变化而相互转化。研究物理、化学和生物的氨氮处理先进技术和有效方法，是工厂化水产养殖的重要课题。

  氨氮在养殖水体中的积累会对鱼类产生毒性作用，其中非离子氨对鱼类毒性作用很大。工厂化养殖水体的氨氮总量一般不应超过1mg/l ，非离子氨不应超过0.05mg/l。由于离子铵NH4+和非离子氨NH3在不同pH值和温度条件下相互转换，因此在控制养殖水体氨氮积累的同时，应注意根据温度的变化调节pH值，从而使非离子氨保持在较低水平。

(1) 空气吹脱

    空气吹脱的原理是应用气液相平衡和介质传递亨利定律，在大量充气的条件下，减少了可溶气体的分压，溶解于水体中的氨NH3穿过界面，向空中转移，达到去除氨氮的目的。空气吹脱的效率直接受到pH值的影响，在高pH值的条件下，氨氮大部分以非离子氨的形式存在，形成溶于水的氨气：

HH4+ + OH-    NH4OH     H2O + NH3↑

在pH值为11.5时，水气体积比为1：107的条件下，空气吹脱可去除95%的氨氮，在正常养殖水体也可获得一定的效果。

空气吹脱应用的关键是pH值的调整，使处理过程既能提高处理的效率，又能适应养殖鱼类对水体pH值的要求。同时空气吹脱需要空气的流量大，养殖水体水温易受影响。

(2) 离子交换吸附

     离子交换吸附是应用氟石或交换树脂对水体中的氨氮进行交换和吸附。氟石的吸附能力约为1mg/g，设计适宜可吸附95%的氨氮，在达到吸附容量后，可用10%的盐水喷林24小时进行再生，重复使用。在工厂化养殖中应用氟石有较好的效果，但其再生操作烦琐、时间长。有些研究利用氟石作为生物处理的介质，在氟石上接种硝化细菌，达到提高生物处理效率的目的。

(3) 生物处理

生物处理是利用硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌对水中的氨氮进行转化和去除。亚硝化细菌 (Nitrosomonas europaea and Nitrosococcus mobilis)把氨氮转化为亚硝酸盐、硝化细菌(Nitrobacter winogradski and Genus Nitrospira)把亚硝酸盐转化为硝酸盐。如果进行彻底脱氮处理，可利用反硝化细菌进行处理。由于反硝化过程是在厌氧条件下（溶解氧低于1mg/l）进行，应用于水产养殖有一定的困难。研究表明，硝酸盐对鱼类的影响很小，一些养殖鱼类可抵抗大于 200 mg/l浓度的硝酸盐。因此，水产养殖水体的处理，很少应用反硝化过程。

     生物处理具有投资少，效率高的特点，受到广泛的关注和应用。有资料显示，应用硝化和亚硝化细菌附着浮球进行氨氮处理，氨氮的转化率为380g /（m3・day），饵料负荷能力为32kg/（m3・day）。

但是，硝化细菌的最佳生长温度在30℃以上，温度降低其活性降低，处理能力下降，低于15℃已经很难利用。有些研究涉及了低温下优势细菌的驯化、培养和利用技术，获得低温下生物处理的良好效果，是水产养殖水体处理的重要研究方向。

(4) 臭氧氧化处理   

臭氧作为消毒和去除悬浮物在水产养殖上获得广泛应用，其也有一定的氨氮氧化效果。研究表明臭氧的直接氧化可去除水体中氨氮的25.8%，在加入催化剂的条件下，可大幅度提高其氧化效率。臭氧氧化氨氮的方法在水产养殖上还没有深入研究，利用催化方法提高臭氧氧化氨氮的效率，应用于养殖水体的处理，可为水产养殖的氨氮处理开辟新途径。

(5) 电渗析处理

电渗析处理的原理是水体在电场的两极流动时，水中的带电离子在直流电场的作用下定向移动，阴离子透过阴膜进入阴离子集水槽，阳离子通过阳膜进入阳离子集水槽，从而可把水体中的离子氨去除。由于氨氮在pH值为7的中性条件下，非离子氨仅为氨氮总量的0.55%，99% 以上是离子氨，所以电渗析处理可获得好的处理效果。

电渗析处理具有分离效率高、装置紧凑、自动化容易的特点，已经广泛地应用于化工、食品、冶金和航天领域的水处理工程。结合工厂化水产养殖的实际，研究可用于养殖水体处理的电渗析设备，应是工厂化水产养殖水处理技术研究的新领域。

(6)有害气体处理

工厂化养殖水体中的有害气体主要是鱼类代谢呼吸产生的二氧化碳气体，以微气泡的形式存在于水中。水中的二氧化碳对鱼类健康非常有害，二氧化碳气体含量超过20mg/l时，养殖鱼类就会产生气体压力反应，表现为向水面或增氧设备集中，摄饲明显减少。

在一定条件下二氧化碳气体可与水结合进行可逆反应形成碳酸。碳酸是弱酸，也会降低养殖水体的pH值，从而影响水质。碳酸极不稳定，在空气中很容易分解为水与二氧化碳。因此，采取措施使养殖水体充分与空气接触，就可及时去除养殖水体中的二氧化碳气体。

2.4 机械设备去除

利用增氧机或暴气设备，在养殖水体中形成上下交换的水流，使水体充分与大气接触，达到分解碳酸，去除二氧化碳的目的。

2.5 水力设计去除

在设计过程中，回水管和回水槽间留有一定高度的落差，使水流在回水过程中充分暴露在大气中，分解碳酸，去除二氧化碳。

2.6 充气去除

在水流通过的水道上设置微气泡释放装置，利用气泡相互积累的特性，使散布于水中的二氧化碳与释放的气泡结合，由气泡把二氧化碳带上水面，达到去除的目的。

2.7消毒杀菌

工厂化水产养殖由于养殖密度高、饵料负载量大，鱼类的代谢在水体中富集了大量营养物资，为细菌的繁殖和生长提供了很好的环境条件，如不及时杀菌消毒，很容易发生疾病，在高密度养殖条件下，发生疾病，很快就会蔓延，对养殖生产造成灾难性的后果。因此，在系统设计中设置有效的灭菌消毒设备是十分必要的。消毒杀菌主要有臭氧杀菌消毒和紫外线杀菌消毒。

2.8臭氧杀菌消毒

臭氧是一种极不稳定的强氧化剂，在一定浓度下可破坏细菌、病毒和寄生虫的细胞膜，杀死病原。有资料表明，根据不同需要，养殖水体中含有0.1-0.2mg/l的臭氧，持续1-30分钟就可以达到杀菌消毒的理想效果。 

    臭氧还具有沉淀悬浮物和氧化氨氮的作用，如果能提高其综合利用效率，臭氧将会在工厂化水产养殖中得到广泛的应用。

2.9紫外线杀菌消毒

研究表明，一定波长的紫外线（180-300nm）具有很好的灭菌消毒效果。一般养殖水体中消毒的强度为15,000 - 30,000 μ w sec./cm2,在紫外线强度为 30 000μW/cm 时 ,紫外辐射消毒对几种常见鱼病具有良好的防治效果 ,如100 %杀灭对虾白斑病需 2.67 s;鲤科鱼类的水霉病和病毒性出血性败血症都只需 1.60 s。有些研究进行了紫外线臭氧发生器的试验，在紫外线消毒杀菌的同时，产生一定浓度的臭氧，进行消毒和氨氮的氧化，达到了综合利用目的。

参考《工厂化水产养殖中的水处理技术》原文地址：

二.水产养殖废水处理

3.1物理处理技术

常规物理处理技术主要包括过滤、中和、吸附、沉淀、曝气等处理方法 , 是废水处理工艺的重要组成部分。对于工厂化养殖废水的外排和循环利用处理, 机械过滤和泡沫分离技术处理效果较好。

（1）过滤技术

由于养殖废水中的剩余残饵和养殖生物排泄物等大部分以悬浮态大颗粒形式存在 , 因此采用物理过滤技术去除是最为快捷、经济的方法。常用的过滤设备有机械过滤器、压力过滤器、沙滤器等 [1] 在实际处理工程中 , 机械过滤器 ( 微滤机) 是应用较多、过滤效果较好的方式。沸石过滤器兼有过滤与吸附功能 , 不仅可以去除悬浮物 , 同时又可以通过吸附作用有效去除重金属、氨氮等溶解态污染物 [ 2] 。

（2）泡沫分离技术

自 20 世纪 70 年代 , 泡沫分离技术已在工业废水处理中得到广泛应用 [ 3] 。其原理是向被处理水体中通入空气 , 使水中的表面活性物质被微小气泡吸着 , 并随气泡一起上浮到水面形成泡沫, 然后分离水面泡沫 , 从而达到去除废水中溶解态和悬浮态污染物的目的。由于泡沫分离技术不仅可以将蛋白质等有机物在未被矿化成氨化物和其他有毒物质前就已被去除 , 避免了有毒物质在水体中积累 [4] , 而且可向养殖水体提供所必需的溶解氧 , 对维护养殖水体生态环境有良好作用。

3.2 化学处理技术

海水工厂化养殖废水存在养殖生物排泄物等悬浮物 , 以及氨氮、可生物降解有机物等物质 ,而且也存在难生物降解有机物。因此 , 利用臭氧、过氧化氢、二氧化氯、漂白液等化学氧化剂的氧化作用 , 氧化分解难生物降解溶解态有机物是养殖废水深度处理的主要手段。臭氧氧化技术已在西欧、美国和日本被广泛应用于海水养殖系统的循环水处理 [ 5] 。此外 , 臭氧不仅能快速降低海水COD , 而且还可大大降低水体中氨氮和亚硝酸盐浓度 [ 3] 。但所消耗的臭氧量很大。因此采用O 3 / UV 工艺 , 既能提高处理效率又可减少臭氧的用量。用 O 3 / UV 技术净化湖水可达到水质净化及水体增氧的目的 [6] 。

3.3生物修复技术

生物修复包括生物降解、生物吸收、积累和转化等 , 生物修复可以利用作用生物自身的功能消除污染物或改变污染物的存在形态而降低其毒性, 使退化的或破坏了的生态系统得以恢复或重建。生物修复最大的特点是在系统内不引入大量的外来物质 , 靠作用生物自身的能量而起作用 ; 另一方面, 在适宜的条件下作用生物自行繁衍 , 不需要或极少需要人为施加能量 , 是一个自发过程。生物修复包括微生物作用、植物作用及水生动物作用等。

（1）微生物作用

目前国内外使用最多的微生物净化技术是投菌技术和生物膜技术等。投菌技术是直接向污染水体中接入外源的污染降解菌, 然后利用投加的微生物激活水体中原本存在的可以自净的、但被抑制而不能发挥其功效的微生物, 并通过它们的迅速增殖, 强有力地钳环境与资源制有害微生物的生长和活动, 从而消除水域中的有机污染及水体的富营养化。目前国内外常用的有集中 式生 物系 统 ( central biological system,CBS) 、高效复合微生物菌群( EM) 及固定化细菌等技术。CBS 技术是由美国 CBS 公司的科学家开发研制的一种高科技生物修复技术, 它是由几十种具备各种功能的微生物组成的一个良性循环的微生物系统。重庆桃化溪在 2000 年 3- 4 月间曾使用 CBS 技术净化河水。结果显示, BOD 的去除率为83. 1% ~ 86. 6% , COD 的去除率为 74. 3% ~80. 9%, 氮的去除率为 53% ~ 68. 2%, 磷的去除率为 74. 3% ~ 80. 9% , 净化效果十分明显 [7] 。固定化微生物技术是通过一定的包埋方式将生化处理菌种固定在一个适宜其繁殖、生长的微环境中的技术, 从而达到有效降解养殖废水中某

些特定污染物的目的 [ 8] 。目前一般是经过富集、培养、筛选得到的高密度生化处理混合菌 , 包埋在海藻酸钠、PVA 等凝胶材料中 [ 1] , 结果使天然海水环境中相对贫乏的菌种在包埋体系中形成优势菌种, 并且使包埋体系中的生化处理菌不易随意流失, 从而达到有效处理养殖废水的目的。由于固定化微生物密度高、活性强、反应速度快, 与常规的微生物挂膜生化处理技相比, 对氨氮和某些难生物降解有机物具有显著去除作用 [ 9] , 因此该技术有望成为海水工厂化养殖废水处理的重要生化处理技术。生物膜技术是废水连续流经固体填料( 碎石、塑料填料等) , 在填料上就会生成生物膜, 生物膜繁殖着大量的微生物, 起到净化废水的作用, 生物膜法有多种处理构筑物, 其中有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化和生物流化床等。也可通过共

代谢作用, 利用微生物和植物或动物的共同作用来得到除污效果 [10] 。

（2）植物作用

大型藻类能通过光合作用吸收固定水体的C、N、P 等营养物质来合成自身, 同时增加水体溶解氧。对大型海藻化学成分的分析表明, 大型海藻组织中具有丰富的氮库, 可以高效地吸收储存大量的营养盐。大型海藻组织中的营养库一般包括: 无机氮库、氨基酸氮库和非蛋白可溶性有机氮库( 如叶绿素、藻红素等) 、蛋白质氮库( 如酶类)等 [ 11] 。在小水体的鱼类养殖系中, 利用海藻吸收养殖废水中的无机营养盐, 能减少水体中约50%的 NH 4 - N, 同时海藻的净产量可以提高18%

[ 12], 另外, 大型海藻对污染环境也具有较强的耐受力和清洁作用, 有报道表明在受金属和有机污染的海区种植大型海藻, 可以提高水体 DO,降低 BOD、POC 以及铜、锌、铅和镉等金属含量,促进污染区环境的恢复 [ 13] 。藻类可以有效地富

集和降解农药、烷烃、偶氮染料、淀粉、酚类、邻苯二甲酸酯及金属有机染料物等多种有机化合物( 严国安, 1995) 。

（3） 水生动物作用

近年来, 国内外许多学者和研究人员致力于利用水生动物对水体中有机和无机物质的吸收和利用来净化污水, 通过水生动物直接吸收营养盐类、有机碎屑、细菌和浮游植物, 取得明显的效果。能净化污水的水生动物主要有滤食性鱼类, 双壳

贝类以及水 氵蚤 等小型浮游动物等。

{1}. 鱼类的净化作用 

 遮目鱼在海中生活时以底栖藻类及多细胞植物碎屑为饵, 它是我国台湾省虾池中混养的主要鱼类, 另外, 梭鱼、鲻鱼、莫桑比克罗非鱼等也能利用藻类及有机碎屑, 可与对虾混养, 起净化水质的作用。据对鲻鱼食性分析, 腐败有机物占 38% ~ 50%, 砂粒 28%~ 30%,蓝绿藻 12%~ 16%, 硅藻 15% ~ 18% , 无脊椎动物 0. 2% ~ 2%

{2}双壳贝类的净化作用 ? 双壳贝类多是滤食水中的浮游生物、有机碎屑等饵料的, 通过其滤食活动, 起到净化水质的作用。在对虾养殖池塘中, 可混养缢蛏、牡蛎、文蛤、扇贝等, 来减轻池水的富营养化, 而且其本身也具有较高的经济价值。

据张德玉报道( 1991) 虾池混养适量扇贝会起到净水的作用, 放养扇贝前化学耗氧量在6. 5mg/ L, 放养扇贝后到 8 月 10 日降到2. 70mg/ L, 8 月 15 日降到 2. 24 mg/ L。

{3}.水 氵蚤 等小型浮游动物的净化作用 

 水 氵蚤等小型浮游动物的食物主要是细菌、单细胞藻类和有机碎屑等, 其滤食活动也有净化水质的作用。

{4}. 生物净化存在问题及发展前景

传统的微生物处理技术大多是对自然生长的微生物群体加以选择、繁殖利用, 对污染物的降解水平较低, 必须进行遗传学改造, 定向选育出降解环境与资源能力极高的工程菌种, 才能大幅度提高微生物的降解能力, 以适应废水处理要求 [ 14] 。人工构建的降解污染物的基因工程菌, 一般具有生长迅速, 絮凝性能较好和对难降解污染物及有毒有害污染物具有较高的专一降解能力。已发现抗汞、抗镉、抗铅等具有抗重金属基因的多种菌株。生物的净化功能依靠生物酶的催化作用而实现。为了提高生

物酶活性, 固定化技术是当今十分活跃的研究方向。细胞是多酶系统, 固定化细胞稳定性好, 催化效率高, 其成本低, 因而固定化细胞技术引起了国内外广泛关注, 并取得了大量的成果。

参考河北渔业 2007 年第 2 期( 总第 158 期)水产养殖废水的处理方法（郑佳瑞）

污水处理系统问题汇总

二沉池出现细碎污泥翻滚、浑浊现象的原因？

①好氧池污泥负荷过小，曝气过量，污泥自身氧化，导致污泥絮凝性变差，污泥结构分散（水混浊而悬浮物多）

②好氧池污泥负荷过大，溶解氧不足，污泥吸附性能变差，有机物未能完全分解掉

③二沉池负荷过高，或二沉池配水不均匀出现重力流现象，局部流速过快将污泥带起

④二沉池回流比过大，二沉池泥层过低，水流搅动泥层过大（此原因占少）

⑤好氧池污泥排放量过大导致好氧池污泥龄过短，新合成的污泥絮体难以沉降（水清澈而悬浮物多）

⑥好氧池污泥龄过长，污泥老化

⑦好氧池污泥营养料不足或者营养料比例不均衡（N、P比例过高）

⑧好氧池污泥发生污泥膨胀现象，沉降性差、二沉池泥层高，水流将污泥带出（SVI值过高或过低都会出现此情况）

⑨好氧池污水中氨氮含量过高

二沉池出现浮渣浮泥现象的原因？

$1__VE_ITEM__① 二沉池回流比小，污泥停留时间过长，污泥厌氧反硝化后被气体携带上浮

$1__VE_ITEM__② 好氧池进入大量物化污泥和厌氧污泥，由于部分不能转化为好氧污泥变为浮渣排出系统

$1__VE_ITEM__③ 好氧池污泥腐败变质

$1__VE_ITEM__④ 好氧池泡沫多，与污泥/悬浮物等混合后到二沉池上浮

$1__VE_ITEM__⑤ 好氧池污泥浓度低（污泥负荷高）或者溶解氧过高（有可能）

$1__VE_ITEM__⑥ 好氧池污泥老化或者泥龄过短，絮凝性差，COD去除率和处理效果差

好氧池溶解氧不足的原因？

$1__VE_ITEM__① 好氧池污泥浓度上升较快或者污泥老化导致耗氧量增加

$1__VE_ITEM__② 厌氧池出水悬浮物很多，进入好氧池后消耗大量的溶解氧

$1__VE_ITEM__③ 鼓风机出现故障停止运行或风机压力不够（出现此情况较少）

$1__VE_ITEM__④ 厌氧池出水COD突然升高很多，或进水突然增大，冲击负荷大，导致好氧池负荷变大

$1__VE_ITEM__⑤ 曝气头损坏或堵塞比较严重，好氧池泡沫多

好氧池发生污泥膨胀现象的原因？

$1__VE_ITEM__① 好氧池溶解氧长期偏低或者长期偏高（有可能）

$1__VE_ITEM__② 原水或厌氧出水的硫化物含量过高导致硫细菌大量繁殖

$1__VE_ITEM__③ 好氧池负荷长期偏低或偏高

$1__VE_ITEM__④ 好氧池水温偏高

$1__VE_ITEM__⑤ 营养料不均衡或缺乏营养（N、P偏低）

$1__VE_ITEM__⑥ 进水pH值问题

$1__VE_ITEM__⑦ 好氧池污泥的泥龄过长,耗氧量增加导致溶解氧不足

好氧池出现污泥解体、上清液细碎污泥多现象的原因？

$1__VE_ITEM__① 好氧池污泥负荷小，曝气过量，污泥自身氧化，污泥絮凝性变差，污泥结构松散（清澈，细碎泥多，COD不高）

$1__VE_ITEM__② 好氧池污泥负荷过大，污泥吸附性能变差，有机物未能完全分解掉，镜检污泥结构散（混浊，不透明，COD高）

$1__VE_ITEM__③ 好氧池污泥排放量过大导致好氧池污泥龄过短（SVI值在70~120适宜，在此范围内二沉池细碎污泥少）

$1__VE_ITEM__④ 好氧池进水含有有毒物质或者污泥老化，泥龄长（混浊，有细碎泥，COD偏高，镜检轮虫很多）

$1__VE_ITEM__⑤ 好氧池营养料不足或者营养料比例不均衡（N、P偏低）

好氧池有大量泡沫出现的原因？

$1__VE_ITEM__① 原水中含有大量的表面活性剂成分（生产过程中添加的物质所至，泡沫为白色，气泡细小，轻且不带黏性）

$1__VE_ITEM__② 新安装曝气头后产生的微小气泡所至（短期影响）

$1__VE_ITEM__③ 微生物繁殖中产生大量脂类物质或微生物（微生物自身生长繁殖活动所至，泡沫为泥色，气泡大，带黏性）

$1__VE_ITEM__④ 污泥反硝化泡沫（好氧污泥在二沉池停留时间过长反硝化后产生的泡沫带黏稠，泥色）

好氧池COD去除率低的原因？

$1__VE_ITEM__① 好氧池污泥老化，泥龄长

$1__VE_ITEM__② 好氧池污泥负荷高，泥龄短，回流量大，停留时间短

$1__VE_ITEM__③ 好氧池污泥负荷低，溶解氧长期偏高导致污泥自身氧化（去除率低，溶解氧高），细碎污泥多，活性好的污泥少

$1__VE_ITEM__④ 好氧池溶解氧不足

$1__VE_ITEM__⑤ 营养料不足或者营养料比例不均衡（N、P比例过高）

$1__VE_ITEM__⑥ 厌氧池COD去除率低，厌氧水解效果差，出水COD浓度过高

$1__VE_ITEM__⑦ 原水含有有毒物质，污泥中毒

$1__VE_ITEM__⑧ 无机盐累积值超过规定范围

$1__VE_ITEM__⑨ 好氧池冲击负荷大或者好氧池出现污泥膨胀现象

厌氧池COD去除率低的原因？

$1__VE_ITEM__① 厌氧池污泥浓度不足（向厌氧池回生化泥）

$1__VE_ITEM__② 厌氧池进入大量物化污泥（无机物占多数）

$1__VE_ITEM__③ 厌氧池营养料不足或者营养料比例不均衡

$1__VE_ITEM__④ 水温超过厌氧微生物适应的范围（超过40℃）

$1__VE_ITEM__⑤ 进水pH超过10.5或者低于6.5

$1__VE_ITEM__⑥ 厌氧池停留时间过短难以到达厌氧水解状态（设计问题）

$1__VE_ITEM__⑦ 进入有毒物质

好氧池上清液细碎污泥多，细碎污泥翻滚难沉降的原因？

$1__VE_ITEM__① 好氧池污泥营养料不足或者营养料比例不均衡

$1__VE_ITEM__② 好氧池污泥负荷过高（二沉池出水混浊，COD高，好氧池泥水沉淀后上清液后细碎污泥，混浊）

$1__VE_ITEM__③ 好氧池污泥负荷过低，曝气过度，污泥自身氧化后产生的细碎污泥（好氧池COD去除率低，出水COD高）

$1__VE_ITEM__④ 好氧池污泥负荷过低，污泥停留时间长、曝气过度导致污泥絮凝性差（污泥结构松散但COD去除率高或不低）

厌氧池脉冲出水悬浮物（污泥）多如何解决？

$1__VE_ITEM__① 控制好初沉池物化污泥进入厌氧池（必须）

$1__VE_ITEM__② 在厌氧池顶部增加虹吸排泥管（不建议排厌氧底部污泥）

$1__VE_ITEM__③ 向厌氧池投加聚丙或聚铝

$1__VE_ITEM__④ 减少进水量或者排放厌氧池底部污泥

好氧池发生污泥膨胀现象如何解决？

$1__VE_ITEM__① 先加大排泥解决沉淀效果差问题,改善后再提升污泥浓度,降低污泥负荷

$1__VE_ITEM__② 加大好氧池污泥的排放量，降低污泥龄（严重时要坚持两个月左右）

$1__VE_ITEM__③ 控制水温在合适范围内，稳定进水量,保持好氧池有充足的溶解氧（必须）

$1__VE_ITEM__④ 加大好氧池营养料投加

$1__VE_ITEM__⑤ 如果二沉池泥层高可加大回流量、调节各二沉池进水量或投加聚铝聚丙（临时控制措施）

设计造纸废水处理工程时应注意哪些问题？

$1__VE_ITEM__① 污泥浓缩池一定要够大，物化污泥产生量很大

$1__VE_ITEM__② 压泥机要满足系统产泥量的需求

$1__VE_ITEM__③ 调节池一定要够大，因为造纸排水极不稳定，波动性很大（纸机停机瞬时排水量很大）

$1__VE_ITEM__④ 白水（白/滑石粉）最好能单独处理或小量的掺进原水进行处理

$1__VE_ITEM__⑤ 一定要考虑钙离子进入好氧池造成曝气头结垢的问题（物化处理方法选择或者曝气方式选择问题）

$1__VE_ITEM__⑥ 考虑造纸废水产生大量污泥去向问题（含水率在35%~40%以下可以送锅炉焚烧，同时要处理焚烧后的烟气问题）

$1__VE_ITEM__⑦ 提升泵选型上要考虑造纸废水中悬浮物、杂物多容易堵塞的问题

好氧池污泥老化的表象有哪些？

$1__VE_ITEM__① 初始阶段做沉降比时上清液开始混浊，有细碎污泥悬浮，难沉降，慢慢二沉池会有浮渣和浮泥出现

$1__VE_ITEM__② 污泥老化会导致好氧池污泥耗氧量增加(注意溶解氧突然下降的征兆)

$1__VE_ITEM__③ 镜检污泥结构分散，丝状菌少，轮虫多，原生动物少,污泥颜色变浅变黄

$1__VE_ITEM__④ 回流的二沉池污泥产生的泡沫介于表面活性剂泡沫和生物泡沫之间，感觉有点黏性

$1__VE_ITEM__⑤ 好氧池处理效果变差，耗氧量增加，出水COD和悬浮物增加，浊度上升

好氧池污泥老化的原因？

$1__VE_ITEM__① 营养料不足或不均衡，好氧池中硫化物浓度过高,溶解氧不足

$1__VE_ITEM__② 泥龄过长（镜检污泥中轮虫多，污泥结构分散，出水混浊，掺清水上清液还是混浊，同时有污泥解体迹象）

$1__VE_ITEM__③ 污泥在二沉池停留时间过长，厌氧反硝化后污泥变黏稠，产生脂类物质（严重时二沉池会有臭味出现）

好氧池污泥老化的解决方法？

$1__VE_ITEM__① 增加营养料的投加

$1__VE_ITEM__② 多排放好氧池污泥，加大污泥回流，减少污泥在二沉池的停留时间

$1__VE_ITEM__③ 适当减少好氧池进水量，待污泥活性好转再慢慢提高水量

微孔曝气方式有什么不足之处？

$1__VE_ITEM__① 微孔曝气膜价格昂贵，安装过程复杂麻烦

$1__VE_ITEM__② 维修成本高，维修过程麻烦

$1__VE_ITEM__③ 应用于造纸废水工程时容易堵塞（氧气与钙离子发生反应产生氧化钙）

$1__VE_ITEM__④ 微孔曝气膜易老化，卡箍被腐蚀后容易脱落

不锈钢钢管（或者用耐高压高强度的PVC管）直接开孔方式曝气的优点和缺点是？

$1__VE_ITEM__① 成本低，安装简单容易，基本没有维修成本（可根据需要来计算开孔孔径大小）

$1__VE_ITEM__② 不老化，不容易结垢堵塞，耐腐蚀

$1__VE_ITEM__③ 产生的气泡大，氧利用率低，需供气量大（应用于接触氧化法时悬挂的填料有剪切气泡的作用，气泡会变小）

好氧池改造安装完毕后如何恢复处理能力？

$1__VE_ITEM__① 首先让进水没过曝气头，再开风机让曝气头通气检查是否出现曝气头接缝漏气、断裂或者有不出气的情况

$1__VE_ITEM__② 然后边进水边回流污泥，进水量在设计的1/2或者1/3左右，等出水及格后再慢慢提高负荷

$1__VE_ITEM__③ 营养料按平常投加即可

两万方/天的造纸废水A/O工艺运行参数控制以及效果

$1__VE_ITEM__① 稳定进水量，物化要达到效果

$1__VE_ITEM__② 提高厌氧COD去除率，经常回流好氧污泥到厌氧池（东莞建晖工地厌氧池去除率在20%~30%，偏低）

$1__VE_ITEM__③ 好氧池水温在38℃以下，污泥浓度控制在3.0~3.5g/L,溶解氧控制在正常范围内，泥龄控制在5~7天

$1__VE_ITEM__④ 二沉池回流比控制在60%~75%（确保刮泥机吸泥口通畅）

$1__VE_ITEM__⑤ 营养料投加量（厌氧+好氧）面粉450Kg/天,尿素450 Kg/天,三纳225 Kg/天

$1__VE_ITEM__⑥ 二沉池没有浮渣浮泥，外观很好

$1__VE_ITEM__⑦ 二沉池没有（或很少）细碎污泥翻滚（好氧污泥活性好）

$1__VE_ITEM__⑧ 好氧污泥结构紧密，污泥沉降比30%~40%，污泥指数在100~120之间，好氧污泥为褐色，饱满

$1__VE_ITEM__⑨ 二沉池出水颜色为淡褐色，COD在80mg/L左右，清澈透明，浊度低

好氧池若停止进水检修时应该什么措施？如何恢复处理效果？

$1__VE_ITEM__① 加大二沉池回流量

$1__VE_ITEM__② 减少风机运行数量

$1__VE_ITEM__③ 增加营养料的投加

$1__VE_ITEM__④ 外排少量生化污泥

$1__VE_ITEM__⑤ 逐渐增加进水量，并随水量的增加而增加风机运行数量

$1__VE_ITEM__⑥ 恢复正常的污泥回流量，并逐渐恢复正常的营养料投加

好氧池溶解氧长期过高会出现怎样的情况？

$1__VE_ITEM__① 好氧污泥会自身氧化，污泥颜色变白

$1__VE_ITEM__② 好氧污泥逐渐老化，结构松散，菌胶团瘦小，丝状菌增多，轮虫大量繁殖

$1__VE_ITEM__③ 上清液细碎污泥多，处理效果变差，出水变混浊

$1__VE_ITEM__④ 出水颜色会变深（经过厌氧处理后断开的键在高氧氧化下会重新链接起来）

好氧池溶解氧长期不足会出现怎样的情况？

$1__VE_ITEM__① 污泥颜色变黑，处理效果变差

$1__VE_ITEM__② 污泥负荷增大，丝状菌容易繁殖，会出现污泥膨胀的现象

$1__VE_ITEM__③ 镜检污泥发现轮虫大量繁殖，钟虫纤毛虫等消失，菌胶团不透明

$1__VE_ITEM__④ 二沉池出水混浊，回流污泥反硝化泡沫增多，污泥和泡沫都变得黏稠

好氧池出现污泥膨胀现象的表现有哪些？

$1__VE_ITEM__① 出水颜色变深（有可能是丝状菌所至）

$1__VE_ITEM__② 污泥沉降性变差，污泥指数升高（SV30≥80~100，SVI≥ 150）

$1__VE_ITEM__③ 污泥沉降为整体沉降，上清液清澈，但出水COD会随着污泥膨胀发展而逐步升高，好氧去除率逐渐降低

$1__VE_ITEM__④ 镜检污泥丝状菌大量繁殖，大量伸出菌胶团外（菌胶团逐渐变瘦小，污泥结构变松散）

$1__VE_ITEM__⑤ 污泥沉淀后外观感觉到有松松的膨胀感（摇晃感觉污泥轻飘飘）

$1__VE_ITEM__⑥ 好氧池泡沫增多（有可能是丝状菌所至）

$1__VE_ITEM__⑦ 污泥颜色变浅（褐色变成类黄色）

好氧池会有哪些异常现象出现？

$1__VE_ITEM__① 好氧污泥发黑或者发白（溶解氧低或者过高）

$1__VE_ITEM__② 好氧池上清液混浊（污泥吸附性能变差或者溶解氧过高导致污泥解体、溶解氧过低有机物未能氧化掉）

$1__VE_ITEM__③ 从二沉池回流的污泥泡沫变黏稠（污泥在二沉池停留时间过长，污泥反硝化后活性变差）

$1__VE_ITEM__④ 好氧池泡沫增多（通过泡沫颜色、黏稠情况来判断是污泥本身发生变化造成的还是生产中添加的物质造成的）

$1__VE_ITEM__⑤ 好氧池去除率下降（具体分析原因：污泥活性情况、污泥负荷、溶解氧、污泥浓度、水温等）

$1__VE_ITEM__⑥ 好氧池污泥膨胀（通过加大排泥和调整营养料投加来控制，稳定进水量，保证溶解氧的充足和适合的水温）

$1__VE_ITEM__⑦ 好氧污泥做沉降比时上清液混浊细碎泥多（污泥负荷过高或者污泥解体，镜检污泥结构松散，菌胶团瘦小）

$1__VE_ITEM__⑧ 好氧微生物变少，结构松散，菌胶团瘦少（负荷过低或者过高、溶解氧不足、发生污泥膨胀、营养料不足）

$1__VE_ITEM__⑨ 好氧池溶解氧长期偏高而出水混浊且COD高（污泥负荷长期偏低，污泥解体、菌胶团被氧化，不消耗氧气）

$1__VE_ITEM__⑩ 污泥老化（导致污泥老化原因有泥龄长、负荷低等，污泥老化使出水变差，细碎泥、轮虫多，耗氧量增加）

二沉池会有哪些异常现象出现？

$1__VE_ITEM__① 出现浮渣浮泥（污泥老化或者污泥龄短，污泥在二沉池停留时间过长）

$1__VE_ITEM__② 出水混浊，COD高，发臭（好氧池溶解氧不足，好氧池停留时间短）

$1__VE_ITEM__③ 出水混浊，COD不是很高，细碎污泥多（好氧池溶解氧充足，污泥负荷小，污泥老化）

$1__VE_ITEM__④ 出水混浊，COD高，细碎污泥多（好氧池溶解氧不足，污泥老化，污泥负荷大）

$1__VE_ITEM__⑤ 出水清澈，COD高（好氧池污泥发生污泥膨胀现象）

$1__VE_ITEM__⑥ 细碎污泥翻滚（好氧池污泥出现问题，建议增加营养料，调整合适的污泥龄）

$1__VE_ITEM__⑦ 二沉池泥层过高（好氧池出现污泥膨胀现象或者回流比小）

$1__VE_ITEM__⑧ 二沉池水面冒气泡（污泥在二沉池停留时间过长）

$1__VE_ITEM__⑨ 回流污泥发黑发臭带黏稠状（污泥停留时间过长，回流比小）

$1__VE_ITEM__⑩ 出水色度变深（物化效果变差、厌氧池效果变差或者好氧池污泥发生污泥膨胀现象）

好氧池污泥发生污泥膨胀时为什么会出现上清液清澈但是COD高的现象？

$1__VE_ITEM__① 丝状菌有很强的吸附作用，大量的丝状菌有网捕作用，所以上清液清澈

$1__VE_ITEM__② 丝状菌大量伸出菌胶团外，阻隔了菌胶团得到充足的氧气，未能将有机物氧化转化成无机物

$1__VE_ITEM__③ 菌胶团得不到充足的氧气，繁殖活动减少，菌胶团变得瘦小，活性下降

厌氧池出水混浊是什么原因?

$1__VE_ITEM__① 厌氧池污泥负荷过高

$1__VE_ITEM__② 初沉池出水悬浮物多

$1__VE_ITEM__③ 厌氧池污泥浓度过高

$1__VE_ITEM__④ 厌氧池营养料不均衡

$1__VE_ITEM__⑤ 厌氧池进水水温过高

用惠菌聚EM活性菌处理污水的好处：

1、节约水资源、降低能耗和成本。

2、利用惠菌聚EM活性菌比一般净化槽处理污水，大大缩短曝气时间，提高工效。

3、治污效果显著，如：有机氮、金属离子、混浊度、COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（浮游生物）等均下降至国标以下，而DO（溶解氧）上升，水质得到改善。

4．处理污水中的重金属等，消除毒害。

5．抑制病原菌，消除异味，改善空气质量。

惠菌聚水产EM菌液在养鱼等水产养殖上的作用：

1、有效改良水质、促进残饵及其它飘浮有机物的分解、降解氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有害有毒物质、增加水中溶解氧，促进水体中有益浮游生物的生长，调控养殖池微生物生态结构；

2、增强水产动物免疫功能，预防病害，增进健康，降低发病率及死亡率；

3、迅速净化池底淤泥，平衡PH值，减少水产动物的应激现象，创造健康养殖水环境；

4、迅速稳定水色、培育有益菌与有益藻类。特别对因有机质富余而引起的黑水、浑浊水、红水等的改善有明显的效果；