探討水污染治理中生物強(qiáng)化方式的應(yīng)用

河北慕田峪環(huán)保建設(shè)集團(tuán)有限公司 張嫚

工業(yè)生產(chǎn)中排放的水存在較多的有害物質(zhì)，需要經(jīng)過(guò)有效處理后進(jìn)行合理排放，以減少對(duì)周圍水體以及環(huán)境質(zhì)量的影響，避免威脅當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ钆c健康。尤其是隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，使得在日益多樣化的工業(yè)生產(chǎn)影響下，所產(chǎn)生的污染物質(zhì)及其復(fù)雜性、危害性越來(lái)越突出。在這種情況下，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的水污染及其治理技術(shù)的研究，以促進(jìn)水污染治理的成效提升，從而減少水污染對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們健康的危害，具有十分突出的必要性和積極意義。其中，生物強(qiáng)化技術(shù)作為水污染治理應(yīng)用的一種主要技術(shù)類型，是在傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新與提升發(fā)展形成的一種新型技術(shù)，在水污染治理中具有較好的作用和成效。

一、水污染治理中生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）生物強(qiáng)化技術(shù)的概述

生物強(qiáng)化技術(shù)作為一種新型的水污染治理技術(shù)，主要是指在傳統(tǒng)的生物技術(shù)中融入一種特殊的微生物，這種微生物具有降解和清潔的特殊功能，能夠發(fā)揮有機(jī)物的降解能力，并且加快降解速度，從而對(duì)傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)起到改善的作用，彌補(bǔ)生物處理系統(tǒng)作業(yè)中的不足。將生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用到水污染的治理中，能夠改變傳統(tǒng)的治理模式，運(yùn)用微生物獨(dú)有的功能，對(duì)污水起到分散降解的作用，同時(shí)能夠在水資源治理的工作中使水源得到循環(huán)利用。生物強(qiáng)化技術(shù)能夠在水污染的治理中發(fā)揮相當(dāng)關(guān)鍵的作用，在作業(yè)時(shí)能夠?qū)λ廴酒鸬街苯犹幚砗徒到獾淖饔茫摷夹g(shù)還能在水污染治理中起到代謝的作用。由于生物強(qiáng)化技術(shù)與傳統(tǒng)生物技術(shù)有所區(qū)別，在進(jìn)行水污染治理時(shí)，更多是利用微生物所具有的特殊功能來(lái)改變水污染情況，有效分解有毒物質(zhì)，從而起對(duì)到水源的保護(hù)作用，最后，生物強(qiáng)化技術(shù)具有基因水平轉(zhuǎn)移技術(shù)，主要也是由于該技術(shù)中的微生物具有將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)移的作用，使水源能夠更好地被利用，從而提升生物強(qiáng)化技術(shù)的降解效率。

（二）生物強(qiáng)化技術(shù)的內(nèi)容實(shí)質(zhì)

生物強(qiáng)化技術(shù)通過(guò)人工培育具有針對(duì)性的微生物族群，再將大量的微生物族群加入污水當(dāng)中，從而通過(guò)微生物進(jìn)行自然分解運(yùn)動(dòng)，來(lái)處理污水中的大顆粒污染物，進(jìn)行深層次的降解工作。在傳統(tǒng)的化學(xué)污染物處理過(guò)程中，往往因?yàn)樗械母鞣N微生物難以被降解，最終造成污染水質(zhì)改善難的問(wèn)題。進(jìn)行污水處理之后，污水處理人員能夠采取更具有針對(duì)性的生物群落培養(yǎng)方式，根據(jù)分析污水的不同污染成分，能夠更加有效地對(duì)污染水中的微生物以及難以降解的有機(jī)物進(jìn)行特殊處理，促使特殊群落可以通過(guò)與相應(yīng)的污染物進(jìn)行有效結(jié)合的方式來(lái)改變整體污染物的分子結(jié)構(gòu)，從而大大提升污水處理的整體效果。

（三）生物強(qiáng)化技術(shù)的時(shí)代背景

在傳統(tǒng)的污水處理過(guò)程中，操作人員通過(guò)使用大量的化學(xué)試劑，用來(lái)去除污水中的主要污染成分，再通過(guò)層層過(guò)濾的方式，達(dá)到最終凈水的效果。但是這樣的化學(xué)凈水方式往往會(huì)造成水質(zhì)單一性的問(wèn)題，對(duì)于水質(zhì)要求較高的行業(yè)而言，仍然需要進(jìn)行水源的二次處理，從而增加了企業(yè)的整體成本。隨著1975年生物強(qiáng)化技術(shù)的首次問(wèn)世，越來(lái)越多的專家和學(xué)者開始研究利用生物技術(shù)進(jìn)行污水處理的高效凈水方式。我國(guó)結(jié)合各行各業(yè)的實(shí)際凈水需求，通過(guò)十幾年的不斷研究和應(yīng)用，將生物強(qiáng)化技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于工業(yè)的污水處理工作中。

二、生物強(qiáng)化技術(shù)中微生物的來(lái)源

上文提到，生物強(qiáng)化技術(shù)中會(huì)存在大量的微生物菌群，人們?cè)趯?duì)水質(zhì)進(jìn)行治理時(shí)，就可以對(duì)這種微生物進(jìn)行篩選，其很大程度是由于生物強(qiáng)化技術(shù)中的微生物存在于不同的自然環(huán)境中，且來(lái)源形式多樣。具體來(lái)源如下：

（一）商業(yè)菌劑

生物強(qiáng)化技術(shù)中微生物的菌群來(lái)源于自然條件下的篩選，在高科技手段的加持下，人們可以將菌種制成一種干粉，進(jìn)行包裝保存，已達(dá)到更強(qiáng)的降解能力。

（二）基因構(gòu)建工程菌

構(gòu)建基因工程菌主要是采用某種特殊的技術(shù)手段，集中整合特定基因中的不同菌群，培養(yǎng)出多種菌種，并借助菌種中的微生物進(jìn)行污水治理，達(dá)到更加顯著的抗重金屬能力。不僅如此，基因構(gòu)建工程能夠培育出多種多樣的活性微生物菌群，對(duì)不同的污水起到更有針對(duì)性的治理作用，水污染治理效果也會(huì)更加顯著。一般來(lái)說(shuō)，在綜合利用多種微生物時(shí)，采取恒華器培育的效果最佳，但要注意對(duì)培育時(shí)間進(jìn)行有效控制，使全新菌種發(fā)揮更強(qiáng)大的治理效果。

（三）生物菌劑注意事項(xiàng)

在生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，對(duì)于微生物活性菌的培育要注意相關(guān)事項(xiàng)，尤其要關(guān)注培育過(guò)程中的溫度，菌群在高溫作用下會(huì)被嚴(yán)重破壞，影響菌群的生長(zhǎng)能力，導(dǎo)致污水處理進(jìn)度受到影響，所以在培育生物菌的時(shí)候，生長(zhǎng)溫度要適宜，以此促進(jìn)生物菌的新陳代謝，提升生物強(qiáng)化技術(shù)降解的速率。

三、生物強(qiáng)化技術(shù)及其特征優(yōu)勢(shì)分析

污水治理作為我國(guó)環(huán)境整治中的一項(xiàng)重要工作，其危害性遠(yuǎn)比我們想象中的更大，如果水源沒(méi)有得到有效的治理，不僅會(huì)造成水資源的二次污染，還會(huì)嚴(yán)重影響人類的生存環(huán)境，威脅人類的生命健康，利用生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)水污染進(jìn)行治理，能夠從源頭上對(duì)水源進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也能提高治理效率。

（一）生物強(qiáng)化技術(shù)及其作用機(jī)理分析

生物強(qiáng)化技術(shù)是在傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)的一種新技術(shù)，它在具體應(yīng)用中是將具有特定功能的微生物應(yīng)用于傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)，從而提升微生物的濃度，并實(shí)現(xiàn)一些難降解微生物的有效降解處理，進(jìn)而達(dá)到更好的生物降解與處理效果。生物強(qiáng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中不僅具有較為快速、高效的微生物降解與處理效果，而且其靈活性與針對(duì)性均比較突出，作用優(yōu)勢(shì)十分顯著。

生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染處理中應(yīng)用，根據(jù)其實(shí)際作用中微生物菌種與污水的污染物進(jìn)行反應(yīng)的具體情況分析，可以將其作用過(guò)程分為直接作用與共代謝作用兩種。其中，直接作用表現(xiàn)為通過(guò)對(duì)基因重組以及馴化、篩選等技術(shù)的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)以污染水體的某種目標(biāo)污染物為主要新陳代謝碳源進(jìn)行作用的過(guò)程，即通過(guò)向污染水體投放上述微生物菌種，從而達(dá)到對(duì)污染水體中的目標(biāo)污染物進(jìn)行有效去除的目的。該作用過(guò)程中，污染水體的目標(biāo)污染物會(huì)直接參與微生物的生長(zhǎng)變化。而通過(guò)共代謝作用實(shí)現(xiàn)的水污染治理，則是指在污染物質(zhì)的降解和處理中，受污染水體中的污染物質(zhì)不被作為碳源，直接在微生物生長(zhǎng)變化中進(jìn)入，而是通過(guò)生物強(qiáng)化技術(shù)處理的微生物，對(duì)其污染物質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，從而達(dá)到污染物質(zhì)的有效降解與處理。

（二）生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中應(yīng)用具有治理效率高、成本低、適用范圍廣泛等特征。其中，應(yīng)用生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理，是通過(guò)對(duì)微生物特性的充分應(yīng)用，并且能夠通過(guò)反復(fù)投加菌群，以達(dá)到較好的治理效果。因此，采用生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理，人們能夠?qū)ζ渲卫沓杀具M(jìn)行有效控制，同時(shí)還可以通過(guò)與傳統(tǒng)的活性污泥法等技術(shù)手段結(jié)合運(yùn)用，在促進(jìn)其治理效果提升的同時(shí)，也能夠提高治理的經(jīng)濟(jì)效益。生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理的效率也比較高，這與微生物菌種本身的較強(qiáng)適應(yīng)能力有著較大的關(guān)系，并且利用微生物菌群進(jìn)行污染水體中有機(jī)物質(zhì)的降解和處理，還能夠避免污染轉(zhuǎn)移而引發(fā)的二次污染，再加上其治理周期較短，因此治理效率較高。生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于水污染治理，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍污染水體的有效降解處理，而且在一些水質(zhì)較差且鹽分較高的污染水體治理中，也具有較好的適應(yīng)性，因此，生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理的適用范圍較為廣泛。

四、污水處理過(guò)程中生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用探究

（一）解析污染水體

生物強(qiáng)化技術(shù)還能夠通過(guò)對(duì)污染水體中的污泥性能進(jìn)行改善，以及通過(guò)基因水平轉(zhuǎn)移、生物修復(fù)、固定化生物強(qiáng)化和直接作用等功能，在水污染治理中有效運(yùn)用。分析如下：

1.污泥性能改善

水污染治理中，生物強(qiáng)化技術(shù)還能夠通過(guò)自身對(duì)污泥性能的改善作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)污染水體的有效治理。其中，在進(jìn)行水污染治理時(shí)，由于污泥上浮會(huì)導(dǎo)致水污染程度加劇，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥性能的合理控制，這也是促進(jìn)水污染治理以及提升其治理效果的關(guān)鍵。實(shí)踐證實(shí)，采用生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理的過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用苯酚降解菌，能夠?qū)崿F(xiàn)污染水體污泥性能的有效改善，從而對(duì)保障其水污染治理效果。

2.基因水平轉(zhuǎn)移

采用生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理時(shí)，通過(guò)對(duì)微生物菌群的合理篩選，促進(jìn)其在污染水體治理中適應(yīng)能力的提升，顯著提升其治理效果。應(yīng)用實(shí)踐顯示，通過(guò)對(duì)微生物的新陳代謝能力進(jìn)行強(qiáng)化，能夠明顯提升微生物菌群在污水處理中的有效作用，從而利用生物強(qiáng)化技術(shù)達(dá)到較好的水污染治理效果。

3.生物修復(fù)技術(shù)

利用生物修復(fù)功能進(jìn)行強(qiáng)化，以實(shí)現(xiàn)水污染治理，在水土的恢復(fù)治理中應(yīng)用較多。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)進(jìn)行有效的處理，促進(jìn)微生物中的有害物質(zhì)向無(wú)害化轉(zhuǎn)變，進(jìn)而達(dá)到污染治理和控制的效果。這種方法在實(shí)際應(yīng)用中不僅能夠避免二次污染，而且其成本較低，應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為突出。

4.固定化生物強(qiáng)化

固定化生物強(qiáng)化技術(shù)在水污染治理中的應(yīng)用，以吸附法和包埋法為主要形式表現(xiàn)，并且兩種方法在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，且具有較好的水污染治理效果。以吸附法為例，該方法是以物理吸附的方式提供微生物代謝或降解過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有效促進(jìn)其生長(zhǎng)，從而充分發(fā)揮其在水污染治理中的功能和作用，達(dá)到較好的治理效果。

5.直接作用

在水污染治理中，可通過(guò)對(duì)基因重組與篩選等方法的應(yīng)用，促進(jìn)微生物代謝能力的提升，并對(duì)其進(jìn)行復(fù)制后投入污染水體中，能夠?qū)ξ廴舅w中的污染物質(zhì)進(jìn)行有效降解和處理，從而達(dá)到較好的水污染處理效果。此外，在實(shí)際應(yīng)用中，還可以利用高效的降解微生物和碳源去除污染水體中污染物質(zhì)。其中，微生物在對(duì)污染水體中的污染物質(zhì)進(jìn)行有效降解與處理時(shí)，是利用依附與游離等方式實(shí)現(xiàn)的。

（二）解決污染物堆積問(wèn)題

在傳統(tǒng)的化學(xué)污水治理過(guò)程中，通過(guò)化學(xué)變化產(chǎn)生的化學(xué)沉積物往往會(huì)造成污水處理的二次污染，污水處理人員也需要定期通過(guò)清理污染處理中堆積的化學(xué)結(jié)合物來(lái)整體污水治理的有效運(yùn)行。這樣的清除工作往往需要大量的人力、物力，同時(shí)也需要暫停反應(yīng)池的工作，從而大大延長(zhǎng)了污水處理周期。而生物強(qiáng)化技術(shù)能夠與不同污染物進(jìn)行結(jié)合，生物強(qiáng)化技術(shù)中的微生物菌群對(duì)污染水體中的有機(jī)物能夠進(jìn)行降解，與水體的其他物質(zhì)化學(xué)有機(jī)結(jié)合，達(dá)到水污染治理與污染物質(zhì)的有效降解。通過(guò)自我降解的方式，幫助解決污染水質(zhì)當(dāng)中的污染物沉積問(wèn)題，從而從根本上減少污染水質(zhì)中沉積的可能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，在污水處理過(guò)程中，污水處理人員通過(guò)在氧化溝中引入生物強(qiáng)化技術(shù)所形成的有效生物群落，投入微生物共代謝基質(zhì)，能夠在數(shù)周時(shí)間內(nèi)完成對(duì)于污水處理沉積物的主動(dòng)降解工作,從而促進(jìn)水體中污染物質(zhì)的有效處理。這樣不僅能夠大大提升污染水源的整體除污效率，也能夠減少污水處理人員的污染物處理次數(shù)，從整體上降低了污水處理的基本運(yùn)營(yíng)成本。

（三）促進(jìn)污水治理體系的穩(wěn)定有效運(yùn)行

傳統(tǒng)化學(xué)試劑在污水治理的實(shí)際應(yīng)用，往往需要針對(duì)不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行周圍環(huán)境的不斷調(diào)整，從而使得在不同階段促使不同的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到更高的反應(yīng)速率。這樣的污水處理體系大多依賴于外部環(huán)境的穩(wěn)定性，每當(dāng)外部環(huán)境出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候，都會(huì)影響污水處理的實(shí)際效率。而采用新型的生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行污水處理工作時(shí)，能夠更好地避免因?yàn)榄h(huán)境因素造成的。眾所周知，生物強(qiáng)化技術(shù)中的微生物菌群具有很多的特殊功能，除了對(duì)污染源起到降解、分散的作用，生物強(qiáng)化技術(shù)中的微生物還具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，在高濃度的污水處理中合理利用生物強(qiáng)化技術(shù)，能夠保證微生物的活性特質(zhì)，快速降解污水中的有機(jī)物質(zhì)，使得有毒物質(zhì)分解，防止污染源轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散，有效避免了二次污染。不僅如此，在對(duì)污染源進(jìn)行降解時(shí)，生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用周期較短，在很大程度上提升了污水治理的效率，能夠在短時(shí)間內(nèi)起到污水治理的作用，減輕了工作人員的工作量和工作難度。同時(shí)，可以引入不同環(huán)境下都能夠順利進(jìn)行自我降解的生物群落進(jìn)行污水處理，保證在不同的環(huán)境中都有相應(yīng)的污水治理菌落進(jìn)行高效的去污工作，從而實(shí)現(xiàn)生物強(qiáng)化技術(shù)在污水治理方面的應(yīng)用，最終提升整體污水治理體系的穩(wěn)定性。

（四）治理的范圍更廣

運(yùn)用生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)水污染進(jìn)行治理，能夠在大范圍內(nèi)對(duì)水環(huán)境起到控制和管理作用，尤其是針對(duì)水質(zhì)差且水中鹽分較高的情況，借助生物強(qiáng)化技術(shù)中的微生物菌群能夠?qū)ξ廴疚锲鸬綐O好的分解作用，防止污染源轉(zhuǎn)移，從而起到更好的防控和治理效果。

五、結(jié)語(yǔ)

總之，隨著環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重，加強(qiáng)水污染治理及有關(guān)技術(shù)研究具有十分突出的必要性和重要意義。其中，采用生物強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行水污染治理，能夠發(fā)揮其成本低與治理成效顯著等作用優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)水污染治理效果與技術(shù)水平的提升，進(jìn)而減少水污染對(duì)環(huán)境質(zhì)量以及人類健康的影響，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與環(huán)境保護(hù)的平衡發(fā)展。

相關(guān)鏈接

水污染是由有害化學(xué)物質(zhì)造成水的使用價(jià)值降低或喪失，污染環(huán)境的水。污水中的酸、堿、氧化劑，以及銅、鎘、汞、砷等化合物，苯、二氯乙烷、乙二醇等有機(jī)毒物，會(huì)毒死水生生物，影響飲用水源、風(fēng)景區(qū)景觀。污水中的有機(jī)物被微生物分解時(shí)消耗水中的氧，影響水生生物的生命，水中溶解氧耗盡后，有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，產(chǎn)生硫化氫、硫醇等難聞氣體，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

廢水從不同角度有不同的分類方法。據(jù)不同來(lái)源分為生活廢水和工業(yè)廢水兩大類；據(jù)污染物的化學(xué)類別又可分無(wú)機(jī)廢水與有機(jī)廢水；也有按工業(yè)部門或產(chǎn)生廢水的生產(chǎn)工藝分類的，如焦化廢水、冶金廢水、制藥廢水、食品廢水等。

污染物主要有：（1）未經(jīng)處理而排放的工業(yè)廢水；（2）未經(jīng)處理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、農(nóng)藥、除草劑而造成的農(nóng)田污水；（4）堆放在河邊的工業(yè)廢棄物和生活垃圾；（5）森林砍伐，水土流失；（6）因過(guò)度開采，產(chǎn)生礦山污水。

對(duì)于水環(huán)境，環(huán)保部稱“質(zhì)量不容樂(lè)觀”，針對(duì)全國(guó)798個(gè)村莊的農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量試點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，農(nóng)村飲用水源和地表水受到不同程度污染。