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重污染地表水的固定化微生物处理
摘要
随着经济和工业的快速发展，水污染已成为全球范围内的重要环境问题。表面水体中存在的有机物，如污水，化肥和农药等，对人类健康和环境造成了严重的危害。因此，为了治理水污染问题，一项新的技术——固定化微生物处理技术——被广泛应用于水污染治理中。本论文将介绍固定化微生物处理技术的原理、分类、工作机理以及在重污染地表水治理中的应用。
1.概述
表面水体是地球上最重要的水资源之一。但是，由于人类活动和工业化进程的不断加速，表面水体受到了严重污染。表面水体污染的严重程度取决于污染源的性质、污染物输入量和水体自净能力等因素。重金属、有机物和微生物等各种污染物已成为过去几十年来表面水体污染的主要来源。
治理重污染地表水的关键在于找到一种可行的处理方法。为了使污染物从水体中除去，传统方法包括物理、化学和生物处理。物理方法包括筛选、沉淀和过滤等；化学方法包括氧化还原、中和和沉淀等；生物处理是利用微生物活动将有机物降解和去除的一种处理方法。生物处理分为拆分、转化和蓄积三个阶段，各阶段都是由大量的微生物参与完成的。
但是，传统的生物处理方法也存在一些局限性。例如，微生物种类比较单一，微生物的浓度和活性难以控制，微生物在处理污染物的过程中容易死亡和冻结等。为了克服这些问题，一种新的技术——固定化微生物处理技术——被广泛应用于水污染治理中。
2.固定化微生物处理技术的原理和分类
固定化微生物处理技术是指将微生物固定在某种载体上，使得微生物可以粘在某种固体介质的表面或内部，从而保证微生物在处理过程中的存活率和平均寿命。这种技术有多种形式，如固定化膜技术、固定化颗粒技术、固定化增殖技术等。
固定化微生物处理技术的载体是基于吸附或交联机制，可包括天然材料（如藻类、菌丝体、酚醛树脂和石墨）和人工材料（如多孔聚合物、纤维素、玻璃、聚乙烯醇等）。而不同的载体在固定化微生物处理的过程中会对它们有所影响。
3.固定化微生物处理技术的工作机理
固定化微生物处理技术的工作机理基于微生物生物反应（如降解、转化和吸收）和传质过程（如气体和溶液中污染物的扩散和传输），还包括微生物内部分子传输和代谢、载体的吸附和转化能力、微生物的附着力和生存能力等。此外，固定化微生物处理技术还具有比传统处理方法更高的效率和更短的处理时间。
4.在重污染地表水治理中的应用
在治理重污染地表水的过程中，固定化微生物处理技术被广泛运用。例如，用固定化微生物处理技术来处理印染废水、医院污水、含有金属离子的水和手术室废水等。这种技术具有以下优点：
（1）大幅度减少能源消耗；
（2）克服污染物的剧烈波动引起的处理不稳定性；
（3）提高了微生物的作用效率；
（4）减少了传统处理方法中产生的化学废弃物；
（5）可与其他处理技术（如化学和物理处理）结合使用。
5.总结
固定化微生物处理技术被认为是一种新型、高效、可控的处理污染物的方法，可以解决传统的生物处理方法所遇到的问题。该技术具有较高的生物降解效率、较短的处理时间和更好的稳定性。扩大固定化微生物处理技术在重污染地表水治理中的应用范围，将对缓解现有水环境污染问题和保护人类健康都将产生积极的作用。