淺談生物技術在環(huán)保工程中的應用

摘 要：工業(yè)的飛速發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活方式帶來了前所未有的改變，與此同時由于工業(yè)生產(chǎn)帶來的環(huán)境污染問題也越來越嚴重，因此環(huán)保工程得到了良好的發(fā)展機遇。隨著科技的發(fā)展，生物技術在環(huán)保工程中得到了越來越廣泛的應用。文章介紹了生物技術在廢氣處理、廢水處理和固體廢物處理等方面的應用，為環(huán)保工程的應用實踐提供理論參考。

關鍵詞：生物技術；環(huán)保工程；應用

前言

工業(yè)革命以來，工業(yè)的飛速發(fā)展給人們的生產(chǎn)生活帶來了翻天覆地的變化，一方面工業(yè)高度發(fā)達給人們的生產(chǎn)生活帶來了便利，另一方面由此帶來的環(huán)境污染問題也越來越嚴重，人們開始意識到環(huán)境保護的重要性。近幾年環(huán)保工程得到了快速的發(fā)展，而將生物技術用于環(huán)保工程中已經(jīng)成為時下較為熱門的研究課題。

1 生物技術在廢氣處理中的應用

在廢氣處理中得以應用的生物技術有生物膜法、生物過濾法等等，其中生物膜法工藝較簡單，易于實現(xiàn)，因此其應用較為廣泛。

1.1 生物膜法原理

生物膜法就是將相關的微生物附著在多孔填料介質(zhì)的表面，利用其比表面積大的特點，使流過填料的廢氣能夠與填料表面的微生物充分接觸，通過微生物的新陳代謝作用使廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳等無機物，從而實現(xiàn)氣體凈化的過程。由于這樣的原理，使得生物膜法對于臭氣的處理效果極佳，其除臭主要分為三個過程：第一步，氣液擴散過程。氣體流經(jīng)填料時，在生物膜的作用下氣態(tài)中的有害成分可在較短的時間內(nèi)由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。第二步，液固擴散過程。液態(tài)的有害物質(zhì)被吸附固定，逐漸在生物膜中擴散。第三步，生物氧化過程。填料中的微生物通過新陳代謝不斷氧化已經(jīng)被固化下來的有害物質(zhì)，將一些成分作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)吸收，其他成分在風機的作用下被排放出填料塔。

1.2 生物膜法處理廢氣工藝流程

廢氣經(jīng)由風管被送入洗滌塔，在洗滌塔內(nèi)通過水噴淋或被霧化的水增濕處理后轉(zhuǎn)移至生物填料塔，在生物填料塔內(nèi)完成生物氧化反應達到凈化氣體的目的，而后凈化后的氣體被排空。利用洗滌塔進行預處理具有工藝簡單、節(jié)約水資源等優(yōu)勢，在洗滌塔中，水在泵的抽吸作用下被提升至塔頂，在落下的過程中就實現(xiàn)了氣體洗滌的目的，水落下后經(jīng)過預處理后還可再次被提升利用，而且水中的對微生物生長有力的成分有助于微生物膜的形成。除此之外，為確保用于廢氣處理微生物量足夠，即使微生物更好地繁殖和生長，應當定期將微生物必須的營養(yǎng)物質(zhì)投入到蓄水池中，通過泵的作用將其不斷輸送到生物填料中。

2 生物技術在廢水處理中的應用

2.1 活性污泥法的應用

目前，活性污泥法已經(jīng)成為城市污水二級處理最常采用的工藝方法，通過污泥中的微生物對廢水中的有害成分進行處理，達到凈化的目的。活性污泥是由好氧微生物及其代謝產(chǎn)物、吸附在其上的有機物以及無機物形成的絮凝體，其中的微生物可從水體有機物中獲取自身代謝需要的營養(yǎng)物質(zhì)，從而達到微生物生長和繁殖的效果，同時使得水體中的有機廢物被除去，除了可生化降解廢水中有機物之外，活性污泥法還可在一定程度上達到脫氮除磷的效果，因此得到廣泛應用。在應用活性污泥法時，一方面要保證在曝氣池內(nèi)活性污泥的量充足，另一方面還要盡量防止污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 生物膜法的應用

與活性污泥法不同的是，在廢水處理中生物膜法主要是借助于在特定的生物反應器濾料表面附著的微生物膜來實現(xiàn)污水處理的目的。生物膜的成分包括厭氧菌、好氧菌、真菌、兼性菌、原生動物等等，其結構包括運動水層、附著水層、好氣層、厭氣層等，某種程度上來說，生物膜構成了一個微型的生態(tài)系統(tǒng)。廢水生物膜法的原理為：廢水中的有機物被生物膜吸附，使其附著在膜表面，然后經(jīng)過生物膜的好氣層，被好氣菌分解，然后進入?yún)挌鈱颖粎挌夥纸?，在此過程中完成微生物的新陳代謝，新的生物膜生長出來，而老化的生物膜被流動水層沖刷掉，同時污水被凈化。生物膜法對于水質(zhì)、水量和水溫的沖擊具有較好的適應性，產(chǎn)生污泥量少，易于固液分離，且運行成本低。

2.3 生物-生態(tài)修復技術

生物-生態(tài)修復技術是利用植物、微生物等生命體的生命活動達到轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和講解水中污染物的目的，進而實現(xiàn)水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復和重建。生物-生態(tài)修復技術主要包括根區(qū)法、沼澤塘法以及自然的植物系統(tǒng)等，其中根區(qū)法在實際工作中表現(xiàn)的效果最為理想，根區(qū)法是利用蘆葦?shù)戎参锏母鶇^(qū)特點來達到凈化水體的目的，根區(qū)法對于氮、磷等元素含量較高的富營養(yǎng)化水體有著特殊的功效。總體上來說，生物-生態(tài)修復技術具有運行成本低廉、低能耗、無需向水體中額外投放藥劑等優(yōu)點，且可將廢水處理與當?shù)氐木坝^和綠化有效結合起來，因此被認為是水污染治理環(huán)保工程的發(fā)展方向之一。

3 生物技術在固體廢物處理中的應用

3.1 好氧堆肥法

好氧堆肥法是通過人工干預的方式將自然界中的微生物的種類和數(shù)量進行控制，使其與固體廢物中的易于生物降解的有機物在微生物的作用下不斷被分解，轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)的過程。在實際工作中，將待處理的有機廢物與填料按照計算好的比例充分混合，然后置于利于生物化學反應的溫度和濕度環(huán)境下，通過微生物的不斷生長和繁殖，達到降解有機物的目的，實踐證明，通過好氧堆肥處理并結合高溫、紫外等殺菌過程可實現(xiàn)有機固體廢物的穩(wěn)定化、減量化和無害化。

3.2 厭氧發(fā)酵法

所謂厭氧發(fā)酵法就是在厭氧的環(huán)境中利用厭氧微生物將有機物分解成為水和二氧化碳等無機物的生物化學過程，與好氧堆肥相比，厭氧發(fā)酵法的能耗更低，且資源化的特點更為明顯，主要表現(xiàn)在通過厭氧發(fā)酵不但可以高效處理有機固體廢物，而且在厭氧過程中還可產(chǎn)生大量的沼氣和堆肥產(chǎn)品，其中沼氣可用作燃料，而堆肥產(chǎn)品可作為農(nóng)家肥進行資源化利用等。雖然厭氧發(fā)酵法的優(yōu)點很多，但在實際應用過程中由于工藝水平較低，與工藝相配套的設備不夠先進等原因限制了厭氧發(fā)酵法的應用規(guī)模。

4 結束語

綜上所述，在環(huán)境污染問題日益嚴峻的今天，環(huán)保工程的發(fā)展已經(jīng)成為一個世界性的課題，其對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。實踐證明，在對工業(yè)“三廢”的處理中，生物技術在環(huán)保工程中具有很好的應用效果，而且還有很大的潛力等待挖掘，應用前景十分廣闊。

參考文獻

[1]陸天才.生物技術在環(huán)保工程中的應用研究[J].江西建材，2015（4）.

[2]楊榮，顏淼.探討生物技術在環(huán)保工程中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2013（9）.

[3]袁應娜.淺談環(huán)保生物技術對我國環(huán)境治理的影響[J].文理導航，2011（6）.