生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用初探

梁玲燕

[摘 要]隨著人們對水資源需求量的提高以及水資源急劇惡化的矛盾日益加劇，我國逐漸重視對污水的處理及水資源的保護(hù)。在污水處理過程中衍生了許多生物處理方法，這些生物處理方法在其中發(fā)揮了重要的作用。毋庸置疑，處理污水的傳統(tǒng)生物方法使得大量的污水得以再利用，大大節(jié)省了我國的水資源，但是，立足今天，放眼未來，傳統(tǒng)生物處理方法在處理難降解、有毒廢水等方面存在較大的局限。本文淺要探析了生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用情況。

[關(guān)鍵詞]生物強(qiáng)化技術(shù) 污水處理 應(yīng)用探索

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0323-01

前言：我國生產(chǎn)和生活用水量巨大，水資源在人們的生活和生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。但是，目前我國的水資源非常的緊缺，這也成為了我國亟待解決的環(huán)境問題。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)的背景下，如何實(shí)現(xiàn)我國水資源的最大化利用是國家管理以及技術(shù)開發(fā)部門應(yīng)該探討的問題。運(yùn)用生物強(qiáng)化技術(shù)對污水進(jìn)行處理能夠很好地讓我國的污水處理現(xiàn)狀得到改善，也將是污水處理的重要發(fā)展趨勢。相關(guān)部門都應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行研究，讓生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理方面發(fā)揮更大的價(jià)值。

一、生物強(qiáng)化技術(shù)作用原理

1.直接作用

要想成功地去除水中的各類污染物，使生物強(qiáng)化技術(shù)發(fā)揮其功能，離不開生物強(qiáng)化技術(shù)作用機(jī)制。生物強(qiáng)化技術(shù)作用機(jī)制是生物強(qiáng)化技術(shù)作用原理之一，降解菌在分離、篩選的過程中得到降解特定污染物的菌株，發(fā)揮降解污染物的功效。質(zhì)粒育種是直接作用所使用的菌株的常用方法之一，多種微生物借助細(xì)胞融合的方式，得以培育出多種功能的新菌種；其次，基因工程構(gòu)建也能夠直接作用所使用的菌株，利用人工手段提取供體DNA，然后再導(dǎo)入受體細(xì)胞之中。

2.共同代謝作用

生物強(qiáng)化技術(shù)中的菌株能夠?qū)U水中的有害物質(zhì)降解，并且降低其有害性，這就是共同代謝作用的過程。共代謝的類型主要有三種：一是菌株在新陳代謝中發(fā)生氧化，產(chǎn)生的酶補(bǔ)充微生物需要的碳源；二是不同微生物之間作用互相補(bǔ)充，協(xié)同合作。有時(shí)微生物在降解有害物質(zhì)過程中發(fā)揮的功能十分單一，微生物功能互補(bǔ)徹底地完成了污染物的降解；三是處于休眠狀態(tài)的微生物其細(xì)胞會(huì)對污染物繼續(xù)降解。[1]

二、生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用研究

1.生物強(qiáng)化技術(shù)在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

生物強(qiáng)化技術(shù)是建立在原有的生物污水處理系統(tǒng)之中，通過將帶有特殊以及特定功能的微生物等近似物投入其中，生物處理系統(tǒng)在這些物質(zhì)的催化下其降解速率以及吸附有毒物質(zhì)等化學(xué)生物能力極大增強(qiáng)，達(dá)到處理難降解、有毒廢水等特定水污染物的目的。生物強(qiáng)化技術(shù)率先應(yīng)用到對工業(yè)廢水的處理中，并且取得了良好的效果，才推廣應(yīng)用到城市污水處理以及其他方面。工業(yè)廢水是一個(gè)籠統(tǒng)的概念，針對不同的廢水類型要采取特定的處理工藝和手段，以下即是筆者結(jié)合相關(guān)的文獻(xiàn)資料以及實(shí)地調(diào)查對于生物強(qiáng)化技術(shù)在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用現(xiàn)狀的具體列舉。

石化廢水，一般采用SBR亦或者是UASB工藝來處理，效果較為明顯，提高了COD的去除率，污泥沉降性能得到了大大的改善，加快系統(tǒng)啟動(dòng)速度；焦化廢水，采用A/O明顯提高了對喹啉的去除效果；造紙廢水，采用SBR氧化塘水工藝會(huì)發(fā)現(xiàn)樹脂酸的去除效果明顯提高了，而且會(huì)發(fā)現(xiàn)生物處理系統(tǒng)的PH波動(dòng)能力得到了大大的增強(qiáng)；還有較常見的印染廢水，則需要結(jié)合SBR和A/O工藝，達(dá)到提高溴氨酸的降解效果，提高廢水的脫色效果；針對制藥廢水，則需要采用厭氧流動(dòng)床傳統(tǒng)活性污泥法，這一技術(shù)的運(yùn)用，不僅有效地提高了COD的去除速率，而且改善了處理效果、提高抗沖擊負(fù)荷能力。[2]

2.生物強(qiáng)化技術(shù)在城市污水處理方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

相比化學(xué)物質(zhì)、有毒物質(zhì)較難以處理的工業(yè)廢水處理而言，城市污水處理難度較低，可實(shí)現(xiàn)污水處理再利用的數(shù)量較大，是我國污水處理部門應(yīng)該加大力度開展生物強(qiáng)化技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。但是，近年來，由于居民化妝品、洗潔精、潔廁靈以及洗衣粉等富含重金屬以及有毒化學(xué)物質(zhì)的物品使用頻率增加，直接造成城市下水道的污水越來越難以降解，甚至含有有毒化學(xué)物質(zhì)的城市污水污染了城市地面，更嚴(yán)重的是，根據(jù)相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國城市污水排放總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)廢水排放總量。

生物強(qiáng)化技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了將活性污泥技術(shù)改造為EBPR（強(qiáng)化生物除磷反應(yīng)器的簡稱），而且生物強(qiáng)化技術(shù)能夠在短短的十四秒內(nèi)可以將活性污泥系統(tǒng)中的污泥轉(zhuǎn)換為特定的EBPR污泥，而且這種污泥在去除COD、氮的過程中不會(huì)受到純菌的影響。另外，生物強(qiáng)化技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用，大大增強(qiáng)了傳統(tǒng)生物系統(tǒng)中某些難以降解物質(zhì)的降解速率，改善了降解效果。除此之外，生物強(qiáng)化技術(shù)可以節(jié)省城市用地面積，新工藝新手段提高了城市居民用水的質(zhì)量。

3.低溫環(huán)境下生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的生物處理方法對污水溫度有一定的要求，因?yàn)樵诘蜏丨h(huán)境下活性污泥的活力降低難以保證污水處理的效果，而生物強(qiáng)化技術(shù)即使在低溫環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)功能。大量實(shí)驗(yàn)證明：生物強(qiáng)化技術(shù)在低溫環(huán)境下，能夠分離、篩選具有高效降解能力的菌株，增強(qiáng)了對COD、氮等的去除率，強(qiáng)化了生物處理系統(tǒng)，無論是對城市污水還是工業(yè)廢水等污水處理等具有極為顯著的效果，克服了溫度因子對生物處理方法對污水處理的缺陷。

三、生物強(qiáng)化技術(shù)的未來發(fā)展

1.針對生物降解菌的研究

筆者在上述簡要介紹了高效降解菌直接作用，那么該如何獲取生物高效降解菌？目前獲取的方法主要有以下幾種：（1）基因工程構(gòu)造，該方法針對性較好，高效且穩(wěn)定，并可以針對污染物類型、環(huán)境條件構(gòu)造所需菌株；但是其仍存在一些缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用，如目前對構(gòu)造工程研究尚且不足，缺少可靠的資料庫，存在生物安全性方面的爭議等；（2）水平基因轉(zhuǎn)移，該方法在處理系統(tǒng)中處于優(yōu)勢地位，可以保持高數(shù)量和高活性，但是也存在生物安全性問題；（3）常規(guī)微生物手段分離菌株，技術(shù)成熟，運(yùn)用范圍廣，但是其在低溫、含毒性組分等不利條件下的耐受力不足。

2.對生物安全問題的關(guān)注

一直以來，生物強(qiáng)化技術(shù)的安全問題一直是該領(lǐng)域被熱議的話題，尤其基因改造技術(shù)更是備受爭議。基因改造技術(shù)會(huì)對生態(tài)系統(tǒng)以及人類生活健康等產(chǎn)生影響，為了克制基因工程技術(shù)對人類的不利影響，相關(guān)部門要高度關(guān)注一系列生物強(qiáng)化技術(shù)的生物安全問題。為了避免基因改造技術(shù)引發(fā)社會(huì)敏感，相關(guān)部門要降解污染物質(zhì)的同時(shí)，務(wù)必要關(guān)注微生物的安全，同時(shí)在處理系統(tǒng)中，減少高效微生物的流失也至關(guān)重要。

3.高效菌群的停留

現(xiàn)階段，高效菌群的停留經(jīng)常依賴連續(xù)或間歇性投加、細(xì)胞固定化、生物自固定化等方式來實(shí)現(xiàn)，在實(shí)際運(yùn)行過程中，其處理效果通常會(huì)受到溫度、濕度、PH值以及營養(yǎng)物質(zhì)的毒性、水利條件等實(shí)際因素的影響。如何利用生物強(qiáng)化技術(shù)在生物處理系統(tǒng)中分離篩選出優(yōu)質(zhì)、高效的菌落，增強(qiáng)處理系統(tǒng)的活性。目前促使高效菌落停留的有效方法，一是結(jié)合生物刺激方法和生物強(qiáng)化方法在處理系統(tǒng)中發(fā)揮活性，二是通過細(xì)胞固定化技術(shù)抵御水環(huán)境的沖刷。

結(jié)語：

生物強(qiáng)化技術(shù)在未來必然會(huì)對污水處理工作做出更大的貢獻(xiàn)，而這需要相關(guān)部門以及工作人員要不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進(jìn)理論，堅(jiān)持實(shí)踐第一，牢牢把握生物強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向。相信不久的將來，生物強(qiáng)化技術(shù)必然會(huì)發(fā)揮其更為重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳瑛. 論生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用[J]. 北方環(huán)境，2011，11：185.

[2] 郭靜波，崔鳳國，楊世東，呂淑清，王偉卓，喬楠，李俊文. 生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J]. 東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，Z1：1-8.