水污染治理中生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用

李宗碩 李宗范

1.新疆新能源集團(tuán)環(huán)境發(fā)展有限公司2.甘肅省古浪縣黑松驛初級(jí)中學(xué)

水污染治理中生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用

李宗碩1李宗范2

1.新疆新能源集團(tuán)環(huán)境發(fā)展有限公司2.甘肅省古浪縣黑松驛初級(jí)中學(xué)

本文首先從含義和應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)兩個(gè)方面，概述生物強(qiáng)化技術(shù)；接著介紹實(shí)現(xiàn)生物強(qiáng)化技術(shù)的途徑，也就是生物強(qiáng)化工藝有哪些，并說明其具體的應(yīng)用方法和應(yīng)用優(yōu)劣；最后指出影響生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用效率的因素。

水污染；治理；生物強(qiáng)化技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

我國(guó)工業(yè)，特別是化學(xué)合成工業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)生了更多更難降解的污染物，并將這些污染物排入水中，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，并污染了周邊地區(qū)的正常用水。由于這些污染物的成分更加復(fù)雜、濃度更高、量更大，傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)或者生物菌劑已經(jīng)不能夠適應(yīng)水污染處理的需求，必須要借助于新型生物技術(shù)和降解方法。生物強(qiáng)化技術(shù)不同于傳統(tǒng)生物處理技術(shù)，它具有更好的污染物處理效率，還能夠改善污泥的性能，并增強(qiáng)生物處理系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此在水污染治理工作中得到了日益廣泛的應(yīng)用。

2 生物強(qiáng)化技術(shù)概述

2.1 含義

生物強(qiáng)化技術(shù)也被稱作生物增強(qiáng)技術(shù)，或者投菌法，它是一種預(yù)處理技術(shù)，出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代中期，80年代后被廣泛應(yīng)用于污水處理中。

指的是利用一定的渠道，將某些具有特定功能的微生物引到傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中，使微生物的濃度升高，當(dāng)微生物的濃度達(dá)到一定程度后時(shí)，其分解作用能夠得到充分得發(fā)揮，以降解某些難以降解的有機(jī)物。

當(dāng)期被應(yīng)用于水污染治理中時(shí)，指的就是：把特殊菌種投入被污染的水中，升高自然菌群的濃度、增強(qiáng)自然菌群的生物力量后，借助其強(qiáng)大的新陳代謝能力分解和吸收水里的污染物，達(dá)到清潔水污染，凈化水質(zhì)的目的。

2.2 優(yōu)點(diǎn)

（1）成本低，具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)：使用的微生物選育技術(shù)，不僅能夠有效防止菌群的退化，還無需進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)和菌群投加，大大降低了水污染的治理成本；如果再結(jié)合傳統(tǒng)活性污泥法，還能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化污染物降解的過程，降低治理成本。

（2）適用范圍更廣，處理效率更高：生物強(qiáng)化技術(shù)保證了微生物在高濃度或者高鹽等惡劣的污水中，也能夠維持較大的活性，可以被應(yīng)用于處理污染物濃度高、毒性大的污水；利用微生物降解水中的污染物，整個(gè)處理過程不會(huì)發(fā)生污染物轉(zhuǎn)移，也就不會(huì)對(duì)水源造成二次污染，同時(shí)，生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用時(shí)的啟動(dòng)周期短，并且該系統(tǒng)模式的參數(shù)要達(dá)到傳統(tǒng)模式的幾倍，處理時(shí)間消耗的時(shí)間更少，處理效率更高。

3 生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用工藝

3.1 直接作用

通過對(duì)微生物進(jìn)行篩選、馴化、誘變、基因重組等一系列手段獲取具有較強(qiáng)新陳代謝能力的微生物，對(duì)這部分微生物進(jìn)行一定數(shù)量的復(fù)制，并將其投入受污染的水中，利用這部分微生物去分解污染物。

這是最普遍的一種做法，工作人員將得到的以目標(biāo)物為唯一碳源，和能源的高效降解微生物直接投入水中，這些微生物以游離或者依附的狀態(tài)存在于水中，降解污染物。

3.2 共代謝作用

有些污染物不能被微生物完全降解，但是在水中有其他底物的情況下，可以在水中加入微生物，借助微生物改變這些污染物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，比如微生物協(xié)同、二級(jí)基質(zhì)共同氧化、休眠細(xì)胞降解等，從而將水里的有害物質(zhì)降解，達(dá)到處理水污染的目的。

工作人員向水中投放微生物共代謝基質(zhì)類物，以及一些輔助營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，這些微生物會(huì)降解一些原始底物，比如酚、氨、甲烷、乙烷、二氯苯及氧乙酸等，以獲得自身生長(zhǎng)所需要的能量。微生物降解后還能夠產(chǎn)生氧化酶，從而改變水中目標(biāo)污染物的結(jié)構(gòu)，以完成對(duì)污染物的降解。

3.3 基因水平轉(zhuǎn)移作用

對(duì)微生物進(jìn)行篩選，找到具有較強(qiáng)代謝功能，和具有特定代謝基因的微生物，并將生物強(qiáng)化技術(shù)引入這些微生物中，加速微生物構(gòu)建與自然基因進(jìn)行交換和代謝途徑的速度，增強(qiáng)微生物降解污染物的能力，提高降解效率。

3.4 固定化生物強(qiáng)化

主要分為三種，包埋法、交聯(lián)法和吸附法，第一種指的是借助凝膠作用，把微生物包埋入載體材料的內(nèi)部。這種方法操作較簡(jiǎn)單，且對(duì)微生物細(xì)胞活性的影響不大，是一種較廣泛的使用方法；第二種指的是利用交聯(lián)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)微生物細(xì)胞和固定化載體之間的互聯(lián)，并形成較密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以對(duì)微生物進(jìn)行固定化；第三種指的則是借助離子結(jié)合或者物理吸附的方法，把微生物固定到那些具有吸附特性的載體的表面或者內(nèi)部，為微生物的成長(zhǎng)繁殖提供場(chǎng)所和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

增強(qiáng)微生物對(duì)載體的依附性，以及自身的抗毒性，避免微生物輕易脫落，并保證菌種的活性，以此提高菌種的存活度，也就不容易流失。菌種的數(shù)量不斷增加，并逐漸成為污水中的主要菌種，不僅降低了其被水中原生動(dòng)物捕食干凈的幾率，還延長(zhǎng)了其在水中的存留時(shí)間和降解時(shí)間，提高水污染處理效率。

4 影響應(yīng)用效果的因素

4.1 菌種的投放量

在一定的范圍內(nèi)，投放的菌種量越大，水污染治理的效率越高，但由于菌種，特別是高活性菌種的穩(wěn)定和活性都不好測(cè)定，因此需要結(jié)合水污染的程度、污染物的實(shí)際含量，以及生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用階段來判斷菌種的投放量。

4.2 菌種的投放方式

如果使用直接投放高效降解菌或者共代謝物質(zhì)的方式，雖然操作簡(jiǎn)單，但是容易出現(xiàn)微生物被水中其他原生動(dòng)物或者微生物吞噬，微生物流失等現(xiàn)象，水污染處理效果不是很理想。如果使用固定化技術(shù)則能夠很好地解決前種方法中存在的弊端，避免菌體流失，提高菌體的存活時(shí)間和處理效率。

4.3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的多少

微生物的成長(zhǎng)離不開營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，向水中投放微生物時(shí)，除了要保證微生物的碳源，還要為微生物的生長(zhǎng)提供磷、氮等微量元素，并及時(shí)調(diào)整污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例，為微生物成長(zhǎng)提供更有力的環(huán)境。

5 結(jié)語

了解生物強(qiáng)化技術(shù)的內(nèi)容和優(yōu)勢(shì)，把握其應(yīng)用工藝和應(yīng)用方法，掌握影響其應(yīng)用效果的因素，改善應(yīng)用工藝，提高應(yīng)用措施，以更好地治理水污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人們的用水安全。

[1]金寧通.淺析生物強(qiáng)化技術(shù)及其在水污染治理中的應(yīng)用[J].《經(jīng)濟(jì)管理:全文版》,2016(7):146.

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[3]姜閱,孫石,鄒平等.生物法污染治理的生物強(qiáng)化技術(shù)研究進(jìn)展[J].《環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊》,2015,34(2):1～10.