王亞軍，蔡文娟，王惠

1. 蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；2. 蘭州興蓉環(huán)境發(fā)展有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730070

生物處理法在污水處理系統(tǒng)中處于主導(dǎo)地位，微生物對(duì)生物處理效果優(yōu)劣起著至關(guān)重要的作用，如果污水中存在難降解有毒物質(zhì)則可能抑制微生物的生長代謝，外界環(huán)境變化也可能會(huì)使微生物活性受到抑制，最終導(dǎo)致處理效果不佳、出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，因此生物處理方法在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也存在著自身的局限性，而生物強(qiáng)化技術(shù)便是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。

生物強(qiáng)化技術(shù)是指在傳統(tǒng)的生物處理系統(tǒng)中，通過引入具備特定功能的微生物，使系統(tǒng)對(duì)于特定污染物的降解能力和降解效率都有所提高，且達(dá)到有效處理含難降解有機(jī)污染物污水目的（郭靜波，2010）。具有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：對(duì)難降解污染物質(zhì)的去除效果良好，生物強(qiáng)化技術(shù)中所采用的微生物是經(jīng)過一定條件的馴化選擇培養(yǎng)而得到的，因此對(duì)于特定污染物具有很強(qiáng)的專一性；減少系統(tǒng)剩余污泥量；維持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性；增強(qiáng)抵抗外界環(huán)境和污染物質(zhì)濃度變化帶來的沖擊負(fù)荷；縮短系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間。

近年來通過生物強(qiáng)化技術(shù)處理各類污染物的應(yīng)用已經(jīng)屢見不鮮，通常用于工業(yè)廢水處理中，主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)對(duì)于工業(yè)廢水中的某種特定的難降解污染物具有較好的降解效果，而且成本較之原有工藝的改造更加低廉有效，從而使得生物強(qiáng)化技術(shù)的研究更加普遍。生物強(qiáng)化技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用并不廣泛，主要是由于早期城市污水水質(zhì)組分簡單，污染物質(zhì)的構(gòu)成并不是復(fù)雜且難于降解，所以只需應(yīng)用傳統(tǒng)生物法進(jìn)行處理便可以使得尾水達(dá)標(biāo)。但是，隨著社會(huì)發(fā)展和人們對(duì)水質(zhì)要求提高，城市生活污水成分中已經(jīng)常含有大量油脂、表面活性劑和重金屬離子等，若僅僅依靠傳統(tǒng)的土著微生物進(jìn)行生物處理，已無法保證尾水達(dá)標(biāo)，因此，具有多種優(yōu)勢(shì)的生物強(qiáng)化技術(shù)理所當(dāng)然地拓展到城市生活污水處理領(lǐng)域。

1 生物強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì) 90年代生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的案例就已經(jīng)出現(xiàn)，Goulding et al.（1988）研究了在垃圾處理的系統(tǒng)中引入對(duì)芳香族化合物具有高效降解功能的微生物可以使各類芳香族化合物得到降解，文中也提到由于自然界中的土著微生物不具備降解人工合成化合物的能力。Mikesell et al.（1988）通過向受五氯苯酚污染的土壤中投入具有脫氯酚能力的厭氧污泥，發(fā)現(xiàn)土壤中的五氯苯酚得到了更好的去除。在1992年Stephenson et al.（1992）闡述了強(qiáng)化菌劑的制作方法、應(yīng)用手段以及效果評(píng)價(jià)。

進(jìn)入 21世紀(jì)，基因工程菌和質(zhì)粒接合研究推動(dòng)了生物強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展，Jin et al.（2009）采用一株基因工程菌對(duì)印染廢水進(jìn)行脫色，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過生物強(qiáng)化可以增強(qiáng)廢水中的生物活性，其反應(yīng)器在適宜的環(huán)境下對(duì)廢水的脫色效果更加良好。Mohan et al.（2009）將假單胞菌中具有降解甲苯和苯甲醇能力的質(zhì)粒接合到受體菌株中，以此獲得的優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)上述的兩種污染物都具有很好的降解效果。劉春等（2008）考察了一株對(duì)降解阿特拉津具備降解功能的基因工程菌分別在MBR和CAS中的流失情況以及流失后在模擬自然環(huán)境中的生存狀況，結(jié)果表明當(dāng)基因工程菌流入適宜生存的土壤環(huán)境中時(shí)，會(huì)增加潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。郭靜波等（2011）闡述了生物強(qiáng)化技術(shù)在污水處理中的作用機(jī)制、作用效果和研究狀況，系統(tǒng)總結(jié)出生物強(qiáng)化的作用機(jī)制是通過一定的生物技術(shù)手段如篩選、馴化和基因重組等將得到的可以降解目標(biāo)污染物的高效降解菌直接投入到污水中，菌種以游離或者附著在載體上以生物膜的形式對(duì)污水目標(biāo)污染物起到降解作用，同時(shí)在復(fù)雜的生物處理系統(tǒng)中可能存在微生物的共代謝作用。

2 生物強(qiáng)化技術(shù)的概述

2.1 生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)理

2.1.1 高效菌的直接作用

自然界中某些微生物細(xì)胞中攜帶特殊性質(zhì)的質(zhì)粒，如攜帶抗藥性質(zhì)粒的微生物細(xì)胞具有耐或抗或分解或失活某種抗生素或藥物的作用，還有些微生物攜帶抗重金屬、紫外線等的質(zhì)粒；或者攜帶降解質(zhì)粒，可以降解某種化合物。而這些特殊功能都為生物強(qiáng)化技術(shù)的誕生、應(yīng)用與發(fā)展提供了有利的基礎(chǔ)條件。多種研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)酶、蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)等微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)使生物強(qiáng)化技術(shù)的原動(dòng)力。

Shi et al.（2012）將嗜鹽微生物接入到高鹽度廢水中對(duì)廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行去除，處理效果要比未接入嗜鹽微生物的對(duì)照反應(yīng)器要好，而對(duì)于生物濾池反沖洗后的恢復(fù)時(shí)間也相應(yīng)得到了縮短。Cui et al.（2014）運(yùn)用生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)低溫環(huán)境下中高濃度城市污水進(jìn)行處理，對(duì)于COD、氨氮等物質(zhì)的去除效果都要比非生物強(qiáng)化反應(yīng)器的好，且微生物種群更加多樣，反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間也得到大大縮減。低溫菌細(xì)胞內(nèi)的酶蛋白在低溫環(huán)境下也可以正常發(fā)揮其自身的作用，并且還具有很高的活性（辛明秀等，2000）。低溫酶在低溫環(huán)境中的比活力較高，而由于酶蛋白分子具有很好的柔性，可以形成相對(duì)松散且具有彈性的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了對(duì)底物的作用，加快了酶促反應(yīng)的進(jìn)行，使得低溫酶具有很高的催化活性（Marx et al.，2007）。也有研究者發(fā)現(xiàn)嗜冷菌在低溫環(huán)境下生長時(shí)，可以產(chǎn)生這種冷適應(yīng)蛋白（CAP）來適應(yīng)外界環(huán)境溫度的波動(dòng)（韓曉云，2006）。抗凍蛋白（AFP）表面與冰晶結(jié)合可以產(chǎn)生“熱滯后”的現(xiàn)象，可以使得適冷微生物在低溫環(huán)境中生長（邱天等，2012）。嗜冷微生物具有較高含量的不飽和脂肪酸，降低脂肪酸的碳鏈長度，增加甲基支鏈脂肪酸都是有利于低溫菌在低溫環(huán)境下的生存（Chattopadhyay et al.，2001）。嗜冷微生物可以產(chǎn)生冷凍保護(hù)劑對(duì)細(xì)胞起到保護(hù)作用，可維持細(xì)胞正常的滲透壓（林學(xué)政等，2003）。Bhattacharya et al.（2013）研究一株耐鉻菌株對(duì)六價(jià)鉻的耐受能力發(fā)現(xiàn)耐鉻菌株對(duì)金屬 Cr(VI)、Zn(II)、Pb(II)、Ni(II)、Cd(II)都具有耐受性，通過使用酶將Cr(VI)轉(zhuǎn)化成毒性較低的Cr(Ⅲ)、吸附和細(xì)胞內(nèi)的積累作用。Tsutsui et al.（2013）運(yùn)用水平基因轉(zhuǎn)移的技術(shù)將具有可以降解 2, 4-二氯苯氧乙酸的質(zhì)粒 pJP4接合到兩株受體菌株的細(xì)胞中，生物強(qiáng)化的兩個(gè)反應(yīng)器對(duì)目標(biāo)污染物的降解能力要比對(duì)照組的效果好而且可以承受高負(fù)荷目標(biāo)污染物的沖擊，質(zhì)粒對(duì)于受體細(xì)胞的選擇會(huì)影響反應(yīng)器的性能。水平基因轉(zhuǎn)移技術(shù)是通過能夠在DNA分子內(nèi)部或之間移動(dòng)的可移動(dòng)遺傳元件的協(xié)同活動(dòng)來完成的，這些可移動(dòng)遺傳元件包括質(zhì)粒、轉(zhuǎn)座子、整合子、插入序列共同區(qū)等（Partridge et al.，2018）。降解質(zhì)?？梢酝ㄟ^接合作用進(jìn)行轉(zhuǎn)移而發(fā)生重組，從而使得微生物具備對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難降解和穩(wěn)定化合物的降解能力（Top et al.，2002）。

上述內(nèi)容詳細(xì)地介紹了耐鹽微生物、耐冷微生物、耐鉻微生物以及可降解2, 4-二氯苯氧乙酸微生物的分子機(jī)理，表1列舉了幾種難降解有機(jī)污染物高效降解菌。

生物強(qiáng)化過程中的微生物主要是依據(jù)污染物特定的物理化學(xué)性質(zhì)所篩選出來的，這些微生物要比普通微生物對(duì)于目標(biāo)污染物的降解效果更好，而且通過固定化技術(shù)將選定的微生物固定到生物膜中以防止微生物被沖洗掉，能達(dá)到更高的效果。而具備生物強(qiáng)化作用的微生物一般需要滿足 3個(gè)條件：（1）可以在特定環(huán)境中生存；（2）具備很強(qiáng)的競(jìng)爭能力；（3）可以和其他土著微生物共存（Wang et al.，2009）。從上述例子中可以看出不同微生物對(duì)于不同目標(biāo)污染物質(zhì)的降解機(jī)制也是不同的，這主要取決于微生物細(xì)胞分子對(duì)環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制。生物強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用最為普遍的方式是針對(duì)目標(biāo)污染物質(zhì)或者環(huán)境條件等因素篩選出高效菌種，并直接進(jìn)行投加，利用微生物本身所具備的作用機(jī)制對(duì)污染物達(dá)到高效的處理效果。

表1 難降解有機(jī)污染物高效降解菌Table 1 The highly degradable bacteria for refractory organic pollutants

2.1.2 共代謝作用

共代謝作用是大多數(shù)微生物降解環(huán)境中有機(jī)污染物的一種重要方式，它是微生物為適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境條件而長期進(jìn)化形成的一種特性，也是微生物的一種重要的代謝機(jī)制。共代謝是指微生物在利用易降解的物質(zhì)作為碳源或能源的同時(shí)，對(duì)目標(biāo)污染物進(jìn)行降解的過程（張慶云等，2017a）。Lu et al.（2016）在利用光合細(xì)菌降解淀粉的過程中發(fā)現(xiàn)光合細(xì)菌不能直接降解高分子多糖，從而使得淀粉降解過程受阻，但是當(dāng)加入蘋果酸作為初級(jí)基質(zhì)，由于共代謝作用使淀粉得到高效的降解。對(duì)于共代謝的作用機(jī)制，主要包括以下 3種情況：（1）微生物在代謝生長基質(zhì)的過程中對(duì)非生長基質(zhì)的轉(zhuǎn)化；（2）微生物的種間協(xié)同作用降解有機(jī)污染物；（3）生長基質(zhì)不存在時(shí)休眠細(xì)胞對(duì)非生長基質(zhì)的代謝（羅瑋，2012）。

影響共代謝過程的關(guān)鍵因素有關(guān)鍵酶活性的維持、生長基質(zhì)與目標(biāo)污染物的競(jìng)爭與抑制、目標(biāo)污染物濃度及其對(duì)微生物的毒性作用（Zhou et al.，2011）。表2總結(jié)了一些具有共代謝功能的微生物。

2.1.3 群體感應(yīng)作用

群體感應(yīng)是微生物為方便它們之間的信息交流而自發(fā)產(chǎn)生和釋放的一些被稱為自誘導(dǎo)物質(zhì)的信號(hào)分子，這些自誘導(dǎo)物質(zhì)可以調(diào)控微生物的群體行為并且有利于生物膜的形成，從而使得微生物群落增加，在生物強(qiáng)化過程中，整個(gè)微生物群落結(jié)構(gòu)的變化也可能是由高效菌株的群體感應(yīng)能力所引起的（Zhang et al.，2017）。生物膜形成的其中一種機(jī)制是群體感應(yīng)，微生物通過信號(hào)分子來調(diào)節(jié)種群附著和遷移，以此形成生物膜（溫東輝等，2014），前文已經(jīng)論述了水平基因轉(zhuǎn)移主要是依靠某些微生物自身攜帶有可降解目標(biāo)污染物的可移動(dòng)遺傳元件起作用，S?ren et al.（2003）提出基因轉(zhuǎn)移可能加速微生物群落自身的生理性能和分解代謝性能，而生物膜中密實(shí)的種群結(jié)構(gòu)通過接合可以提高質(zhì)粒的擴(kuò)散和基因的釋放。同時(shí)生物膜的形成也有利于微生物在生物處理系統(tǒng)中的固定化作用，從而有助于改善生物強(qiáng)化處理廢水的效果。因此，微生物群體感應(yīng)可以通過刺激生物膜的生長達(dá)到污染物的降解作用（Alexis et al.，2016；Chen et al.，2018）。雍陽春（2010）通過篩選得到一株具有AHL群體感應(yīng)系統(tǒng)且有較強(qiáng)芳香族污染物降解能力的銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）CGMCC 1.860，對(duì)其降解特性進(jìn)行研究分析得出外源添加的短鏈 AHL能夠提高銅綠假單胞菌的苯酚降解能力并且群體感應(yīng)系統(tǒng)在該過程中對(duì)生物降解具有調(diào)控作用。

表2 具有共代謝功能的微生物Table 2 The microorganisms with co-metabolic function

2.2 高效菌株的獲取方式

生物強(qiáng)化技術(shù)的實(shí)施步驟關(guān)鍵是獲得具有特定降解功效的微生物，這些微生物主要來源以下 3方面：

2.2.1 從自然界中直接進(jìn)行篩選

現(xiàn)階段從自然界中通過選擇培養(yǎng)是獲取高效菌株最普遍的方法，即在受污染環(huán)境或者在自然環(huán)境下對(duì)功能性不同的微生物進(jìn)行分離篩選以獲得高效降解功能的菌株。近些年來，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)于優(yōu)勢(shì)菌株高效快速的篩選技術(shù)也進(jìn)行了深入的研究，高通量篩選技術(shù)是目前較為先進(jìn)的優(yōu)勢(shì)菌株篩選方法，應(yīng)用高通量篩選技術(shù)可以快速獲得理想的實(shí)用菌株，有效降低菌株篩選的時(shí)間和成本。

2.2.2 基因工程菌的構(gòu)造

通過把對(duì)特定污染物具有降解功能的目的基因?qū)氲绞荏w菌株的細(xì)胞內(nèi)并使其表達(dá)，從而構(gòu)建出人類所需要的菌株，以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境中難降解污染物質(zhì)的高效降解作用。應(yīng)用基因工程技術(shù)構(gòu)建高效菌的途徑主要有質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移過程、原生質(zhì)的融合過程、基因重組過程和改變胞內(nèi)關(guān)鍵酶系統(tǒng)的過程。

2.2.3 水平基因轉(zhuǎn)移

在不同菌種之間，遺傳物質(zhì)也可以通過水平基因轉(zhuǎn)移技術(shù)進(jìn)行傳遞，楊懿寧等（2015）闡述這 3種高效菌株的獲取方式，運(yùn)用常規(guī)手段分離出的高效降解菌種可能存在對(duì)各種環(huán)境、有毒物質(zhì)耐受力不足的問題，但是其技術(shù)成熟、應(yīng)用范圍廣。應(yīng)用基因工程技術(shù)構(gòu)造出的菌株對(duì)目標(biāo)污染物降解效率穩(wěn)定，并且針對(duì)性較好。水平基因轉(zhuǎn)移技術(shù)獲取的菌株在處理系統(tǒng)中處于優(yōu)勢(shì)地位，可以保持高數(shù)量和高活性。而目前基因工程菌的構(gòu)造和水平基因轉(zhuǎn)移技術(shù)都存在生物安全性方面的爭議。

2.3 生物強(qiáng)化技術(shù)的作用形式

2.3.1 直接投加優(yōu)勢(shì)菌種

直接投加所篩選出來的高效菌種是目前最為常見的作用形式，生物反應(yīng)池內(nèi)含有龐大微生物群體，在它們的協(xié)同作用下可以對(duì)污水達(dá)到處理效果（Herrero et al.，2015），因此盡管純種菌對(duì)特定的污染物質(zhì)有很好的降解效果，但是實(shí)際中混合菌種對(duì)于污染物質(zhì)降解的應(yīng)用更加廣泛和有效。Yao et al.（2013）提出生物增強(qiáng)技術(shù)成功的關(guān)鍵因素在于新引入的高效菌株是否可以在原生物處理系統(tǒng)中存活并融入。而采用混合菌種投加方法是使生物強(qiáng)化技術(shù)成功的有效策略，即使在這些混合微生物中并不是所有的都可以起到降解目標(biāo)污染物的效能。對(duì)四氫呋喃的生物強(qiáng)化降解實(shí)驗(yàn)中，在只接種降解菌Rhodococcussp. YYL的反應(yīng)器中，發(fā)現(xiàn)在接種初期，該菌株起到了一定的降解作用，但是經(jīng)過一段時(shí)間后，該菌株并未成功在反應(yīng)器中存活，而在接種混合菌株的反應(yīng)器中，Rhodococcussp. YYL能迅速定植并成為優(yōu)勢(shì)菌株，對(duì)四氫呋喃起到降解效果。Kumar et al.（2018）通過分析指出混合菌種在對(duì)紡織染料的降解過程中表現(xiàn)出比純種菌更好的效果，主要是由于混合菌種之間的協(xié)同作用更有利于紡織染料的降解。在污水生物降解過程中使用單一微生物可能達(dá)不到降解效果，使用混合菌種可能提高生物降解過程中的微生物量、生長效率及其產(chǎn)酶量，而且由于一種微生物的產(chǎn)物可能成為另一種微生物的底物，所以混合培養(yǎng)可以克服微生物之間的反饋調(diào)節(jié)機(jī)制和代謝抑制情況（Dhall et al.，2012）。Mazzucotelli et al.（2014）采用混合優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)乳品廢水進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其對(duì)脂肪和蛋白質(zhì)的降解效率可以達(dá)到80%以上，顯著改善了乳品廢水的降解效果。

2.3.2 微生物固定化技術(shù)

微生物固定化技術(shù)主要是采用物理或化學(xué)的方法將游離的菌種固定在限定的空間區(qū)域內(nèi)，使微生物保持活性的一種方法（劉紫君，2018）。固定化技術(shù)可以使微生物在反應(yīng)器中不易流失，從而達(dá)到降解效果（Li et al.，2013）。同時(shí)，可以減小與土著微生物之間的競(jìng)爭；控制營養(yǎng)物質(zhì)的流失；有效降低有毒化合物的濃度；防止高效菌株被系統(tǒng)中的原生動(dòng)物所捕食等（Sanjeevkumar et al.，2013）。Wang et al.（2015）采用固定化技術(shù)進(jìn)行高效菌株降解喹啉實(shí)驗(yàn)，去除效果比接種游離高效菌株的反應(yīng)器更好。處理技術(shù)組合也是常使用手段來進(jìn)一步提升處理效能，Zhou et al.（2015）研究了用氧化石墨烯改性聚乙烯醇固定化微生物從而提高了鹽堿微生物的數(shù)量和活性，對(duì)目標(biāo)污染物具有更好的降解效率。相較于各種不同材料的固定化載體，細(xì)菌生物膜作為天然載體的自固定化技術(shù)由于其自身所具有的成本低廉、簡單可行等優(yōu)點(diǎn)而在水處理中有著潛在的應(yīng)用前景（Cheng et al.，2015a）。Cheng et al.（2015b）利用多種微生物具有自絮凝產(chǎn)生共聚體的特性，可以使其形成生物膜載體，從而達(dá)到對(duì)3, 5-二硝基苯甲酸很好的降解效果。

2.3.3 生物強(qiáng)化菌劑

從自然界中篩選出來具有特定降解功能的微生物菌群，經(jīng)發(fā)酵擴(kuò)大培養(yǎng)而制成的菌液制劑或干粉制劑被稱為生物強(qiáng)化菌劑（徐軍祥，2007）。代鵬飛等（2015）將生物強(qiáng)化菌劑投加到 SBR中，COD去除和抗沖擊負(fù)荷能力均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)照組。王越興等（2016）研究了微生物菌劑對(duì)污泥中微生物群落的影響，結(jié)果顯示在投加生物菌劑后，系統(tǒng)中的物種組成更復(fù)雜，物種豐度更高，有利于脫氫酶的分泌，繼而使得有機(jī)質(zhì)能更好的分解，最終有利于污泥減量。

3 生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用

生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛，劉書宇等（2008）通過向景觀水體投加功能微生物菌群來提高復(fù)合生態(tài)床對(duì)景觀水體污染物的去除率。Cycoń et al.（2017）闡述了生物強(qiáng)化技術(shù)在土壤修復(fù)應(yīng)用，通過引入特定的微生物對(duì)受不同類農(nóng)藥污染土壤都具有很好的修復(fù)效果。生物強(qiáng)化產(chǎn)能方面也逐漸受到關(guān)注，Lin et al.（2018）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在接種重組的銅綠假單胞菌株的強(qiáng)化反應(yīng)器中，N2O的產(chǎn)量會(huì)有顯著的提升。Wang et al.（2018b）通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)用生物強(qiáng)化技術(shù)既降解了苯酚，又提高了 H2的產(chǎn)量。Lebiocka et al.（2018）對(duì)污泥的處理采用生物強(qiáng)化技術(shù)，能有效地改善污泥厭氧消化性能，從而提高產(chǎn)甲烷效率。表3和表4總結(jié)了近幾年來生物強(qiáng)化技術(shù)分別在工業(yè)廢水和城市污水處理方面的應(yīng)用。

4 生物強(qiáng)化技術(shù)研究存在問題和新路徑

如前所述，污水含有眾多復(fù)雜且難降解污染物，致使僅采用土著微生物難以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，但是，生物強(qiáng)化技術(shù)盡管很早開展研究且部分在實(shí)際中有很好的應(yīng)用效果，還是不能否認(rèn)生物強(qiáng)化技術(shù)現(xiàn)階段仍然存在很多問題，例如，（1）生物反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)存在原生動(dòng)物捕食優(yōu)勢(shì)菌，導(dǎo)致優(yōu)勢(shì)菌可能接種率降低，這點(diǎn)可以通過固定化微生物技術(shù)提高接種率；（2）外加強(qiáng)化菌群與土著微生物可能存在競(jìng)爭/拮抗關(guān)系，可能會(huì)使優(yōu)勢(shì)菌很難攝取足夠的營養(yǎng)以維持生長，這點(diǎn)可以通過直接采取原水或污泥作菌源進(jìn)行富集馴化篩路徑解決；（3）投菌量不足再加上菌種在水體中的流失可能會(huì)使優(yōu)勢(shì)菌種難以在系統(tǒng)中大量增殖，這點(diǎn)可以通過優(yōu)化工藝操作參數(shù)路徑解決；（4）優(yōu)勢(shì)菌株進(jìn)入系統(tǒng)后，優(yōu)先利用的是容易利用的底物，這樣會(huì)導(dǎo)致菌株對(duì)目標(biāo)污染物的降解速率緩慢，這點(diǎn)可以通過實(shí)驗(yàn)篩選快速高效選擇目標(biāo)污染物性能的菌株路徑解決；（5）復(fù)合污染物存在，導(dǎo)致單一優(yōu)勢(shì)菌可能達(dá)不到降解效果，這點(diǎn)可以基于群體感應(yīng)的篩選多種不同功能菌株組合成一個(gè)混合菌群組合路徑解決。

表3 生物強(qiáng)化技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用Table 3 The application of bioaugmentation technology in industrial wastewater treatment

表4 生物強(qiáng)化技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用Table 4 The application of bioaugmentation technology in municipal wastewater treatment