蒙志良

（深圳市環(huán)境工程科學技術(shù)中心有限公司，廣東 深圳 518000）

生物強化技術(shù)用于廢水治理領(lǐng)域的分析

蒙志良

（深圳市環(huán)境工程科學技術(shù)中心有限公司，廣東 深圳 518000）

文章首先簡要分析了生物強化技術(shù)的作用機理及其效果，在此基礎(chǔ)上對生物強化技術(shù)在廢水治理領(lǐng)域中的應(yīng)用進行論述，期望能夠?qū)Υ龠M生物強化技術(shù)在廢水治理領(lǐng)域中的推廣應(yīng)用有所幫助。

生物強化技術(shù)；廢水；處理

1　生物強化技術(shù)的作用機理及其效果分析

所謂的生物強化技術(shù)，具體是指在生物處理系統(tǒng)當中，通過特定物質(zhì)的投加，如微生物、基質(zhì)類似物、營養(yǎng)物等，使處理系統(tǒng)本身的污染物降解能力獲得大幅度提升，在此基礎(chǔ)上加快降解速率，從而使含有難降解有機物的廢水得到有效處理。

1.1作用機理

由于生物強化技術(shù)是通過投加具有特殊作用的微生物，來達到增強自然菌群生物量的效果，從而使菌群對污染物的反應(yīng)得到強化。投加到自然菌群當中的微生物與菌群之間的相關(guān)作用，就是生物強化技術(shù)的作用機理，具體體現(xiàn)在如下兩個方面：

（1）直接作用。這是生物強化技術(shù)最為顯著一種機理，其借助如下幾種技術(shù)手段，如馴化、誘變、篩選、基因重組等，能夠獲得以待降解目標物為主要能源及碳源的微生物，當微生物投加到生物處理系統(tǒng)后，可以使系統(tǒng)的污染物去除效果獲得顯著增強。

（2）共同代謝。在一些具有毒害性的物質(zhì)中，微生物不能將之當成能源和碳源。換言之，在這樣的物質(zhì)中，微生物是無法持續(xù)生長的，而其它的基質(zhì)條件可以使這種有害的化學結(jié)構(gòu)得到改變，并使其達到可降解的效果。舉個簡單的例子說明一下，在芳香烴為基質(zhì)生長的菌，能夠產(chǎn)生出氧合酶，它能夠?qū)CE進行代謝。

1.2效果

通過生物強化技術(shù)能夠達到如下效果：

（1）可以使污染物的去除率獲得大幅度提升。與常規(guī)的廢水處理技術(shù)相比，生物強化技術(shù)能夠顯著提升處理系統(tǒng)對廢水中BOD、TOC和COD的去除率。相關(guān)研究人員在條件相同的前提下，對比了添加高效混合菌群的SBR廢水處理系統(tǒng)與常規(guī)SBR廢水處理系統(tǒng)對造紙廢水的處理效果。實驗結(jié)果表明，前者對廢水中COD的去除率可以達到91%左右，而后者僅為79%左右。

（2）有助于污泥產(chǎn)量的減少。通過生物強化技術(shù)能夠使污泥的產(chǎn)量有所減少，實踐表明，采用生物強化技術(shù)后，可以使污泥的容積降低17%～30%左右。隨著污泥產(chǎn)量的減少，出水水質(zhì)會隨之獲得有效改善，排放污泥時所需的能耗也會降低，達到了一舉多得的目的。如，在對焦化廢水進行處理的過程中，投加酚氰高效降解菌，可以使污泥的沉降比從原本的45%左右降低到20%，污泥總量則可降低50%左右。

（3）經(jīng)濟效益明顯。近年來，在國家大力提倡發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)的推動下，工業(yè)企業(yè)的規(guī)模較之以往不斷擴大，其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生出來的廢水中的有機污染物成分隨之增加，濃度也有所提高。企業(yè)最初建設(shè)的廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足使用要求，為了確保處理后的廢水能夠達到相關(guān)標準的要求，企業(yè)不得不購入價格昂貴的廢水處理設(shè)備，或是對現(xiàn)有的廢水處理工藝進行技術(shù)改造，從而導(dǎo)致了原有的處理系統(tǒng)和裝置作廢，這給企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失。通過生物強化技術(shù)，可以使處理系統(tǒng)的處理能力獲得進一步提升，由此系統(tǒng)不需要額外增添其它設(shè)備，也能達到廢水處理標準，從而給企業(yè)節(jié)省了大量資金，經(jīng)濟效益十分顯著。

2　生物強化技術(shù)在廢水治理領(lǐng)域中的應(yīng)用

2.1菌群的培植

在應(yīng)用生物強化技術(shù)對廢水進行處理的過程中，菌群的培育是重要環(huán)節(jié)，目前較為常用的高效培育方式有以下幾種：

（1）篩選。由于能夠?qū)U水中污染物進行處理的菌群，一般都是與其它的微生物相混雜。為此，需要從混合體中，將能夠用于廢水處理的菌群分離出來，通過發(fā)酵培養(yǎng)之后，加以利用。在對高效菌群進行篩選的過程中，可以借助選擇性培養(yǎng)基，將具有降解功能的微生物分離出來，通過多次分離純化后獲得高效的微生物，這部分微生物可用于生物強化?，F(xiàn)階段，篩選是獲取高效菌群的主要方式，但由于其效果取決于自然生態(tài)環(huán)境，所以在獲取的過程中，需要采取有效的方法和措施對環(huán)境因素進行控制。

（2）構(gòu)建。這里所指的構(gòu)建，是對基因工程菌進行構(gòu)建，具體是通過微生物遺傳學對微生物本身的遺傳性狀進行改進，從而使其生物活性得以增強，這樣便可以適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，如高毒性、高濃度等等，有助于廢水處理效率的提升。通過構(gòu)建獲得的基因工程菌，除了能夠?qū)舛群投拘暂^高的污染物進行降解之外，還能使處理系統(tǒng)的抗沖擊負荷性能獲得顯著提高。

（3）購買。通常情況下，大部分微生物制劑，都是由人工培育或是自然篩選獲得的，然后將之附著在某些特定的載體上，制作成干粉狀后，便形成了制劑。購買是獲取商業(yè)菌劑的一種重要途徑，此類菌劑中含有能夠?qū)U水進行有效處理的微生物群落，主要由自養(yǎng)和異養(yǎng)構(gòu)成。在對此類菌劑進行選擇時，需要重點注意如下事項：選擇的菌劑應(yīng)當能夠在低溫或高溫環(huán)境下正常生長，并且還要具備抵抗高濃度污染物的能力，同時可以在較為寬泛的介質(zhì)中生存，能產(chǎn)生出生物表面活性劑。

2.2生物強化技術(shù)在廢水處理中的具體應(yīng)用

（1）工業(yè)廢水。在各種工業(yè)廢水的處理中，生物強化技術(shù)獲得了一定的應(yīng)用，并達到了預(yù)期中的處理效果，如表1所示。

表1　生物強化技術(shù)在工業(yè)廢水中的應(yīng)用效果

石油化工作為我國重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，其廢水排放量相對較大。在對液化氣、汽油和柴油進行堿洗的過程中，會產(chǎn)生出大量的堿渣廢水，這部分廢水中含有S、N、O等物質(zhì)會發(fā)生相互反應(yīng)，其CODcr的含量非常之高，且含有大量有毒有害的污染物。通過生物強化技術(shù)，可以對石化生產(chǎn)中的堿渣廢水進行有效處理，首先采用酸化工藝對堿渣中的環(huán)丙酸進行提取，并將剩余的堿渣放入反應(yīng)器中進行生物強化處理，然后對處理后的污水進行無害化處理，便可使堿渣廢水達到國家要求的排放標準。

（2）城市污廢水。與工業(yè)廢水相比，城市污廢水的處理難度相對較小一些，這部分廢水中所含的有機質(zhì)大多都可以通過生物技術(shù)進行降解。然而，隨著近年來生活水平的不斷提升，人們對化妝品、洗滌劑等產(chǎn)品的使用越來越多，由此導(dǎo)致污廢水中油脂、氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、表面活性劑以及難以降解的有機質(zhì)含量增多。不僅如此，城市污廢水的排放量也比工業(yè)廢水大很多，這也在一定程度上增大了處理難度。生物強化技術(shù)在城市污廢水處理中的應(yīng)用，可以使處理系統(tǒng)的降解效果顯著提升，出水水質(zhì)也能達到國家標準要求。如：通過生物強化技術(shù)對活性污泥系統(tǒng)進行改造后，可以使原系統(tǒng)變?yōu)閺娀锍追磻?yīng)器，由此所產(chǎn)生的污泥對進水中磷的波動具有良好的抵抗能力。

3　結(jié)束語

綜上所述，廢水對水生態(tài)環(huán)境具有一定程度的影響，為使這種影響降至最低，需要對其進行有效地處理。隨著廢水中污染物含量的增多，常規(guī)的處理技術(shù)很難達到相關(guān)標準的要求，如果對技術(shù)工藝進行改造，則需要投入較大的資金。通過生物強化技術(shù)的應(yīng)用，則可在不改變原有技術(shù)工藝的前提下，達到有效處理廢水的目的，其經(jīng)濟效益和環(huán)保效果非常顯著，具有良好的推廣使用價值。

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