Page 150 - 水资源保护技术与方法

第五章 生物性水资源保护技术

层。在缺氧层中，溶解氧浓度较低，适合兼性厌氧微生物和部分厌氧微生物生长。
这些微生物利用硝酸盐、亚硝酸盐等作为电子受体，进行反硝化作用，将氮素转
化为氮气排放到大气中，实现脱氮。生物膜的最内层为厌氧层，这里几乎没有溶

解氧，厌氧微生物占据主导地位。厌氧微生物通过发酵、厌氧呼吸等方式分解有
机物，产生甲烷、氢气、二氧化碳等气体和有机酸。生物膜中还存在丰富的孔隙
和通道结构，这些孔隙和通道的大小和分布不均匀，它们为营养物质、溶解氧和
代谢产物的传输提供了通道。较大的孔隙有利于水流的通过和营养物质的扩散，

较小的孔隙则为微生物提供了相对稳定的生存环境。此外，生物膜表面的粗糙度
和孔隙率也会影响其对污染物的吸附和降解能力。一般来说，表面粗糙度高、孔
隙率大的生物膜具有更大的比表面积，能够吸附更多的污染物，同时也有利于微
生物与污染物的充分接触，提高降解效率。生物膜中微生物的组成具有多样性，

包含细菌、真菌、藻类、原生动物等多种微生物。不同种类的微生物在生物膜中
相互协作，形成一个复杂的生态系统。细菌是生物膜中的主要微生物类群，它们
承担着大部分有机物降解和氮磷转化的功能。真菌能够分泌胞外酶，分解大分子
有机物，如纤维素、木质素等。藻类在光照条件下进行光合作用，产生氧气，为

好氧微生物提供溶解氧。原生动物则以细菌、藻类等为食，起到调节微生物群落
结构和净化水质的作用。

三、典型工程应用案例

（一）某石油污染河流原位微生物修复工程
某石油运输管道泄漏，导致周边河流受到严重污染，水体中苯系物、石油烃
浓度严重超标，河流水质发黑发臭，水生生物大量死亡，生态系统遭到严重破坏。
为恢复河流生态，采用原位微生物修复技术进行治理。首先对污染河段的土著微

生物进行分析，筛选出具有石油烃降解能力的优势菌株，主要包括假单胞菌和芽
孢杆菌。同时，向河流中添加氮、磷营养物质，按照 C ∶ N ∶ P=100 ∶ 5 ∶ 1
的比例调节水体营养结构，并通过曝气设备增加水体溶解氧含量，使其维持在
4~6mg/L。此外，定期投放复合微生物菌剂，补充和强化微生物群落。经过 6 个

月的修复，监测数据显示，河流水体中苯系物浓度从初始的 80mg/L 降至 5mg/L
以下，石油烃浓度从 500mg/L 降至 50mg/L 以下，COD 从 200mg/L 降至 60mg/L
以下。河流的黑臭现象消失，水体透明度显著提高，溶解氧恢复到正常水平，水

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