生物強化技術(shù)用于水污染治理的實踐研究

韓晶晶

摘??要：水污染問題已經(jīng)是后工業(yè)時代不得不重視問題，關(guān)系著當(dāng)前人們的生活與社會經(jīng)濟發(fā)展。隨著技術(shù)進步，水污染治理手段也逐步革新，生物強化技術(shù)開始得到應(yīng)用。開展對生物強化技術(shù)在水污染治理的實踐研究，從生物強化技術(shù)等相關(guān)概念入手，總結(jié)生物強化技術(shù)發(fā)揮的重要作用。分析影響生物強化技術(shù)在水污染治理中應(yīng)用效果因素，探索生物強化技術(shù)在水污染治理中的不同實踐。希望以此提升該技術(shù)在水污染治理中的運用實踐效果，改善水質(zhì)，促進水資源環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生物強化技術(shù)??水污染治理??影響因素??實踐分析

中圖分類號：X71????????文獻標(biāo)識碼：A

Practical?Research?on?the?Application?of?Bioaugmentation?Technology?in?Water?Pollution?Control

HAN?Jingjing

（Shanxi?Conservancy?Technical?Institute，?Yuncheng，?Shanxi?Province，044000?China）

Abstract：?The?problem?of?water?pollution?has?become?a?problem?that?has?to?be?paid?attention?to?in?the?post-industrial?era，?which?is?related?to?the?current?people's?life?and?social?and?economic?development.?With?the?progress?of?technology，?the?means?of?water?pollution?control?have?been?gradually?innovated，?and?bioaugmentation?technology?has?begun?to?be?applied.?This?paper?carries?out?practical?research?on?bioaugmentation?technology?in?water?pollution?control，?summarize?the?important?role?of?bioaugmentation?technology?in?water?pollution?control?from?the?related?concepts?such?as?bioaugmentation?technology，?analyzes?the?factors?that?affect?the?application?effect?of?bioaugmentation?technology?in?water?pollution?control，?and?explores?the?different?practices?of?bioaugmentation?technology?in?water?pollution?control，?hoping?to?improve?the?practical?effect?of?the?application?of?the?technology?in?water?pollution?control，?improve?water?quality?and?promote?the?sustainable?development?of?water?resource?environment.

Key?Words：?Bioaugmentation?technology;?Water?pollution?control;?Influence?factor;?Practical?analysis

社會經(jīng)濟高速發(fā)展中工業(yè)釋放了釋放大量污染物，而且大部分的污染物被排放到水環(huán)境中，對水質(zhì)造成嚴(yán)重污染，不僅僅破壞生態(tài)環(huán)境也影響了該區(qū)域居民的生活質(zhì)量。隨著現(xiàn)代工業(yè)化進程，工業(yè)發(fā)展多樣化造成的污染物也多樣化、復(fù)雜化、濃度越來越高，常規(guī)的生物處理技術(shù)很難解決現(xiàn)在的污染問題。對此創(chuàng)新生物處理技術(shù)、降解方式、提升生物性能成為提升水污染治理效果的重要路徑，當(dāng)前生物強化技術(shù)已經(jīng)在水污染治理中應(yīng)用，取得一定成果，在傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中引入特定功能微生物，提升了污染治理效果，也降低治理成本。將生物強化技術(shù)用于水污染治理實踐研究，有助于進一步了解生物強化技術(shù)，發(fā)揮其積極價值。這對確保水質(zhì)安全，促進社會生態(tài)環(huán)境改變，對人類社會可持續(xù)發(fā)展具有重要價值。

1??生物強化技術(shù)概述

1.1??生物強化技術(shù)概念

生物強化技術(shù)在20世紀(jì)90年代就開始出現(xiàn)，隨著社會發(fā)展逐步被重視，這些技術(shù)應(yīng)用投菌法或生物增強技術(shù)確定特殊微生物菌群，達到對污水中污染物降解的目的[1]。生物強化技術(shù)的應(yīng)用形式簡言之，就是在水污染治理過程中將特殊菌種投放在污水治理的區(qū)域，利用在菌群發(fā)育的自然增長數(shù)量提升污水中的菌群濃度，快速處理污染物達到迅速降解水污染凈化水源的目的。

生物強化技術(shù)在水污染治理應(yīng)用過程中包含了不同的作用類型，，具體敘述如下。首先，共代謝作用。這一作用對難以降解的有害物質(zhì)有顯著的功效，通過微生物改變其內(nèi)部生長結(jié)構(gòu)，達到治理效果。例如：采用丙烯、甲烷產(chǎn)生的氧化酶代謝三氯乙烯，達到降解水體有害物質(zhì)的目的[2]。其次，直接作用。采用微生物直接降解水中的有害物質(zhì)。最后三是水平作用。通過生物強化技術(shù)引入特定的微生物菌種，利用這些特定的微生物菌種基因，形成表面代謝與交換，達到降解水體有害物質(zhì)的目的。

1.2?生物強化技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

一方面降低了水污染治理成本。生物強化技術(shù)應(yīng)用不僅能夠防止菌群退化，也可以增加菌群的數(shù)量，提升污水治理的效率，降低污水治理的成本。與此同時新型生物強化技術(shù)在傳統(tǒng)的污水治理中也能增強污泥的活性，提升治理效率。另一方面是生物強化技術(shù)有效地提升治理效率。生物強化技術(shù)在應(yīng)用過程中通過特殊的菌群對水污染的有機物進行降解。這類技術(shù)中應(yīng)用的微生物菌群適應(yīng)能力強，即使在高濃度的污水當(dāng)中依然能夠保持良好的活性，提升污染物的分解效率，降低污水的處理時間。而且在生物強化技術(shù)應(yīng)用的微生物菌群在水污染降解過程中不僅不會轉(zhuǎn)移原來的污染物，也不會對水體造成污染，對比傳統(tǒng)污水處理技術(shù)效果顯著。除此之外，生物強化技術(shù)操作簡單，提高了污染治理效率。且整個過程簡單便捷，極大地減少了污水處理的工作難度，也能保證水污染治理的規(guī)范性與科學(xué)性。

1.3??生物強化技術(shù)中強化菌來源

1.3.1?自然環(huán)境篩選

生物強化技術(shù)水污染治理中應(yīng)用發(fā)揮強化作用的強化菌，從自然環(huán)境中篩選強化菌是一個較為常見的形式。首先是，選擇特定環(huán)境，將菌株與環(huán)境分離，對這些菌株再次篩選，獲得高效且具有降解功能的菌株。其次，加入突變劑讓這些菌株的酶活性增加，效應(yīng)因子分子以及胞外酶的分泌也增加。最后是，發(fā)酵處理，培養(yǎng)出生物強化技術(shù)需要的酶[2]。這樣的方式優(yōu)勢是簡單，容易獲得菌劑，所以目前的技術(shù)較為成熟。

1.3.2?制造基因工程菌

制造工程是充分借助生物強化技術(shù)能引入基因特征，引入繁殖能力好適應(yīng)能力強菌株，進行工業(yè)化處理，提升水體中有害物質(zhì)的降解效率。水污染治理過程中采用這樣的形式制造出的基因工程菌應(yīng)用的時候會與原水質(zhì)有效地融合，或者是通過質(zhì)粒介導(dǎo)進行基因的轉(zhuǎn)移。比如：如三氯乙烯產(chǎn)生的時候需要芳香烴作為化合物，這時候引入Tn5會產(chǎn)生PR1，進而有效地降解水體中的有害物質(zhì)。同時加入TCE鄰甲苯單氧化酶也能夠消除芳香烴在降解過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)[3]。

1.3.3?商業(yè)菌劑

目前市場上存在的商業(yè)菌劑包括液態(tài)形式和干化形式，基本可以分為兼性菌、異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌三種類型。商業(yè)菌也是自然篩選強化菌的形式之一，它通過現(xiàn)代工業(yè)降解方式將菌株加工成制劑或者是干粉，這樣的菌劑形式應(yīng)用更加方便，隨時可以進行污染治理，且在水污染系統(tǒng)治理過程中啟動時間短，迅速溶于水。當(dāng)然是在水污染治理過程中若是要購買商業(yè)菌劑，必須要與實際環(huán)境相結(jié)合，選擇耐高溫、耐低溫，并且具有抗高污染能力與重金屬污染的商業(yè)菌劑品種。

2??生物強化技術(shù)在水污染治理中的功能

2.1?常規(guī)功能

現(xiàn)有水污染治理系統(tǒng)是一個綜合性工程，在生物強化技術(shù)應(yīng)用的過程中發(fā)揮著不同方面的作用。其中常規(guī)功能主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面工作人員接觸微生物降解水中污染物。多數(shù)水污染中都含有有毒有害物質(zhì)，這一過程中采用生物強化技術(shù)的微生物降解，不僅能夠達到去污染物的效果，也滿足了排放標(biāo)準(zhǔn)。在這一過程微生物之所以發(fā)揮有效作用，主要是因為微生物經(jīng)過了前期篩選和誘變，微生物的代謝能力更強，對水中污染物處理有顯著優(yōu)勢，快速加速污染物的分解，達到治理目的。另一方面，工作人員通過前期誘變微生物的方式得到了碳源、氨源，在水污染物降解時候這些可以依附或游離在水體表面，也能夠發(fā)揮降解作用，迅速達到降解效果。

2.2?共同代謝功能

將生物強化技術(shù)用于水污染治理也有其他的作用，共同代謝功能則是較為突出一種作用形式。主要是水污染治理過程中因為有多種污染物共同存在，很難達到全面快速治理的目的，一旦治理效果不如預(yù)期可能會加重水體污染。為此在水污染治理中會添加其他的微生物，達到更好地降解水中污染物的目的。例如：利用微生物中添加一些營養(yǎng)物質(zhì)，可以改變污染的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，促進微生物的成長，實現(xiàn)共同代謝的目的，降解水中污染物，也能提升水污染治理的質(zhì)量與效率[4]。值得注意的是在水污染治理中污染物被治理后也會形成新的物質(zhì)，如氧化酶，這些物質(zhì)長久存在也會成為新的污染物。

2.3??基因轉(zhuǎn)移功能

現(xiàn)代人們生活水平提升，開始關(guān)注生活質(zhì)量、生活環(huán)境等方面，水污染治理問題一直是社會熱點。而想要提升水污染的治理效率，不能離開生物強化技術(shù)的支持，其中基因轉(zhuǎn)移技術(shù)也是生物強化技術(shù)用于水污染治理的重要一點。如在水污染治理中尋找到一種特定的微生物，這種微生物與生物強化技術(shù)相結(jié)合后可以提升水污染治理的工作效率、處理質(zhì)量，并且可以降低水污染的處理成本。

2.4??固定化生物強化功能

固定化生物強化也是生物強化技術(shù)應(yīng)用于污水治理的一個重要功能體現(xiàn)，通常包含吸附法、包埋法、交聯(lián)法這3種方式三個方式。一是吸附法。這種形式是一種物理吸附形式，重點是對污水處理中的雜質(zhì)進行清除。二是包埋法。這樣的形式應(yīng)用中關(guān)鍵是發(fā)揮凝膠的作用，達到將污水中的微生物引入到載體中，這樣可以極大地提升生物強化技術(shù)在污水中的清理速度，提升清理效果。而且操作簡單、高效被廣泛應(yīng)用。三是交聯(lián)法。這一形式可以讓固定化載體與微生物細胞間形成有效互動，進而達到對污水清理的目的。

3??影響生物強化技術(shù)用于水污染治理效果的因素

3.1?菌種投放數(shù)量

通常水污染處理過程中在固定區(qū)域投放菌種，投放的數(shù)量越多，達到的治理效果越明顯。但是有時候即使達到區(qū)域應(yīng)用菌種數(shù)量，也可能因為其他因素影響，導(dǎo)致處理效果不如預(yù)期。如投放數(shù)量足夠，但是投入菌種的活性不高、穩(wěn)定性較差的時候，也會影響實際治理效果，為此要結(jié)合實際科學(xué)選擇投放菌種。

3.2??菌種投放方式

水污染治理中生物強化技術(shù)的應(yīng)用效果也很會因為菌種的投放方式產(chǎn)生不同預(yù)期效果。大部分菌種投放的時候都會采用直接投放形式，但是應(yīng)用中也會出現(xiàn)投放差錯，如在投放微生物的時候被原生物吞噬，這不僅不能達到水污染治理的效果，也會降低效率增加治理成本。同時為防止菌體流失，可以在菌種投放的時候結(jié)合實際情況采用固定化技術(shù)，保證投入的菌種發(fā)揮實際效果，去除污染物。

3.3??營養(yǎng)物的質(zhì)量

在生物強化技術(shù)應(yīng)用污水治理中除了菌種投放方式、投放數(shù)量之外，投放營養(yǎng)物的質(zhì)量也會降低最后的水污染治理效果。微生物的生長與營養(yǎng)物質(zhì)有著密切的關(guān)系，對此技術(shù)人員在應(yīng)用實施中需要確定營養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量符合技術(shù)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，以此保證生物強化技術(shù)在污水處理的中發(fā)揮實際作用，達到降解污染物質(zhì)的目的。同時在生物強化技術(shù)應(yīng)用中也要為微生物提供一個良好的環(huán)境，保證其中的微量元素，如磷蛋白。對營養(yǎng)物質(zhì)要結(jié)合實際進行配比才能達到降解污染物的目的，也能為后續(xù)水污染治理提供良好的基礎(chǔ)[5]。

4??生物強化技術(shù)用于水污染治理的實踐

4.1??利用生物強化技術(shù)開展水污染治理

雖然隨著城市發(fā)展建設(shè)越加迅速，人們得到良好的生活條件，但是水污染的情況也愈加嚴(yán)重，對人們身體健康造成威脅。為此要加速推動高質(zhì)量水污染治理工作的推進，工作人員需要充分利用生物強化技術(shù)，加速對水中污染物的分解速度，達到快速、高效治理的目的。采用生物強化技術(shù)治理水中污染物可以有效降解水中有毒有害物質(zhì)，確保水排放符合標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)應(yīng)用也能一定程度上降低工作人員的壓力，減少時間成本，為社會提供良好的額水文環(huán)境。與此同時在生物強化技術(shù)應(yīng)用水污染治理中的時候也要注意本技術(shù)與其他生物修復(fù)技術(shù)相結(jié)合，這樣的聯(lián)合應(yīng)用形式能夠提升水污染的治理效率。對于水污染治理環(huán)境較為復(fù)雜的環(huán)境，多數(shù)情況下需要不同技術(shù)與之結(jié)合，確保水污染治理的推進速度，更快達到預(yù)期治理效果。

4.2??利用生物強化技術(shù)改善污泥性能

水污染對人們的生活和未來都產(chǎn)生重要的影響，導(dǎo)致水污染的原因多樣化，如工業(yè)污水排放量過高等都容易導(dǎo)致水體污染。為了提高水污染的治理效果，工作人員利用生物強化技術(shù)更快地達到目的。首先，借助生物強化技術(shù)，進一步改變水污染中污泥的性質(zhì)。有水污染治理實踐調(diào)查表明，以往污水的治理效果不如預(yù)期，除了技術(shù)水平落后之外，污泥的性質(zhì)難以改變也是一個重要的原因。在水污染治理中的污泥活性不高，而加入生物強化技術(shù)之后，有效地提升了污泥的活性，能夠增強水中污染物的降解速度。其次，在水污染治理過程中會有多種因素相互影響，因而利用生物強化技術(shù)時候需要工作人員有較強的理論與實踐經(jīng)驗，以此才能達到更好的污水治理目的。對此生物強化技術(shù)在水污染治理應(yīng)用的時候，要注意各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計為以后的水污染治理提供參考。生物強化技術(shù)本身是一種采用微生物選育技術(shù)達到水污染治理目的新型形式，而且費用低、應(yīng)用范圍廣、治理的效率高，所以要達到更好的應(yīng)用效果讓工作人員必須不斷地更新自身的知識，強化對該技術(shù)的認(rèn)知。最后，在現(xiàn)代社會發(fā)展過程當(dāng)中生物強化技術(shù)與水污染的應(yīng)用治理不僅保護了人類用水安全，為社會組織與發(fā)展提供保障。

4.3??利用生物強化技術(shù)提高系統(tǒng)抗負(fù)荷沖擊能力

雖然當(dāng)前生物強化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水污染治理，但是由于水污染治理的難度大，也需要適當(dāng)?shù)厝谌肫渌矫娴目茖W(xué)技術(shù)，達到更好的治理效果。首先，為了保障污水治理功能井然有序地進行，參與治理工作人員必須對生物強化技術(shù)有足夠的了解，這樣才能在應(yīng)用過程中合理投放菌種，選擇與之相適應(yīng)的投放方式，提供必要的營養(yǎng)物質(zhì)，以此提升生物強化技術(shù)應(yīng)用中系統(tǒng)負(fù)荷沖擊能力，最大程度提升水污染治理的效果與效率。其次，生化強化技術(shù)提高微生物的降解能力。例如：活性污泥系統(tǒng)中加入適當(dāng)?shù)谋椒咏到饩昕梢蕴嵘鬯闹卫硇Ч?。最后，在生物強化技術(shù)研發(fā)過程中要重點突破生物強化技術(shù)系統(tǒng)負(fù)荷的沖擊能力，為后續(xù)的水污染治理提供更多的技術(shù)支撐。

4.4??利用生物強化技術(shù)，加快系統(tǒng)的啟動速度

傳統(tǒng)方式在水污染治理過程中效率低是受到多種因素影響的，例如：相關(guān)人員不重視現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用，依舊使用傳統(tǒng)的方式，無法達到預(yù)期的治理效果。對此在水污染治理過程中生物強化技術(shù)作為一個輔助傳統(tǒng)治理形式的新技術(shù)，能夠有效地提升治理效率。實踐研究發(fā)現(xiàn)通過EM菌劑培養(yǎng)生物膜、活性酶處理垃圾滲透液，能夠迅速提升啟動速度達到治理效果[6]。一是生物強化技術(shù)應(yīng)用也縮短了水污染治理的生化啟動的時間，進一步降低了水污染的處理成本，提升工作效率。二是將該技術(shù)應(yīng)用于水污染治理也能夠彌補傳統(tǒng)治理方式中的不足，防止各種不良因素在水污染治理中產(chǎn)生的不利影響。在水污染治理過程中菌株投放形式不當(dāng)、投放形式不規(guī)范等都會增加污水的治理成本，通過生物強化技術(shù)加速的啟動效率，自然降低了不良因素的影響[7]。三是在生物強化技術(shù)應(yīng)用于水污染治理的時候，要對各項不良原因進行分析，尋找解決措施，清晰地認(rèn)識生物強化技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢，能夠發(fā)揮該技術(shù)在水污染治理中的實際作用，更快地達到水污染治理的目標(biāo)。

5??結(jié)語

隨著人們生活觀念變化，低碳、環(huán)保、綠色可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，社會公眾對水污染治理的關(guān)注度越來越高。對生物強化技術(shù)的研發(fā)投入逐步提升，推動該技術(shù)水平的進步，能夠進一步提升污染物的降解效率。生物強化技術(shù)具有成本低、適用范圍廣的優(yōu)勢，又能增強對難降解有機物的降解速度，成為當(dāng)前水污染治理中的重要技術(shù)之一。生物強化技術(shù)治理水污染主要依賴于強化菌劑，主要是自然環(huán)境篩選、制造基因工程菌、商業(yè)菌劑，發(fā)揮其不同的作用達到降解污染物的目的。但是在應(yīng)用中也有不同的因素會影響生物強化技術(shù)的水污染治理效果，這與投放菌種數(shù)量、投放方式、營養(yǎng)物質(zhì)量相關(guān)。為此在生物強化技術(shù)應(yīng)用水污染治理的時候則需要結(jié)合實際綜合分析各種影響因素，科學(xué)選擇，才能更好地發(fā)揮生物強化技術(shù)在水污染治理方面的性能達到治理目的。

參考文獻

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