生物強化技術用于廢水治理領域的分析

蒙志良

（深圳市環境工程科學技術中心有限公司，廣東 深圳 518000）

生物強化技術用于廢水治理領域的分析

蒙志良

（深圳市環境工程科學技術中心有限公司，廣東 深圳 518000）

文章首先簡要分析了生物強化技術的作用機理及其效果，在此基礎上對生物強化技術在廢水治理領域中的應用進行論述，期望能夠對促進生物強化技術在廢水治理領域中的推廣應用有所幫助。

生物強化技術；廢水；處理

1　生物強化技術的作用機理及其效果分析

所謂的生物強化技術，具體是指在生物處理系統當中，通過特定物質的投加，如微生物、基質類似物、營養物等，使處理系統本身的污染物降解能力獲得大幅度提升，在此基礎上加快降解速率，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作用，就是生物強化技術的作用機理，具體體現在如下兩個方面：

（1）直接作用。這是生物強化技術最為顯著一種機理，其借助如下幾種技術手段，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后，可以使系統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中，微生物不能將之當成能源和碳源。換言之，在這樣的物質中，微生物是無法持續生長的，而其它的基質條件可以使這種有害的化學結構得到改變，并使其達到可降解的效果。舉個簡單的例子說明一下，在芳香烴為基質生長的菌，能夠產生出氧合酶，它能夠對TCE進行代謝。

1.2效果

通過生物強化技術能夠達到如下效果：

（1）可以使污染物的去除率獲得大幅度提升。與常規的廢水處理技術相比，生物強化技術能夠顯著提升處理系統對廢水中BOD、TOC和COD的去除率。相關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廢水處理系統與常規SBR廢水處理系統對造紙廢水的處理效果。實驗結果表明，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）有助于污泥產量的減少。通過生物強化技術能夠使污泥的產量有所減少，實踐表明，采用生物強化技術后，可以使污泥的容積降低17%～30%左右。隨著污泥產量的減少，出水水質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）經濟效益明顯。近年來，在國家大力提倡發展工業產業的推動下，工業企業的規模較之以往不斷擴大，其在生產過程中產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。企業最初建設的廢水處理系統已經很難滿足使用要求，為了確保處理后的廢水能夠達到相關標準的要求，企業不得不購入價格昂貴的廢水處理設備，或是對現有的廢水處理工藝進行技術改造，從而導致了原有的處理系統和裝置作廢，這給企業造成了巨大的經濟損失。通過生物強化技術，可以使處理系統的處理能力獲得進一步提升，由此系統不需要額外增添其它設備，也能達到廢水處理標準，從而給企業節省了大量資金，經濟效益十分顯著。

2　生物強化技術在廢水治理領域中的應用

2.1菌群的培植

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

（1）篩選。由于能夠對廢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，通過發酵培養之后，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環境，所以在獲取的過程中，需要采取有效的方法和措施對環境因素進行控制。

（2）構建。這里所指的構建，是對基因工程菌進行構建，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，這樣便可以適應各種應用環境，如高毒性、高濃度等等，有助于廢水處理效率的提升。通過構建獲得的基因工程菌，除了能夠對濃度和毒性較高的污染物進行降解之外，還能使處理系統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。購買是獲取商業菌劑的一種重要途徑，此類菌劑中含有能夠對廢水進行有效處理的微生物群落，主要由自養和異養構成。在對此類菌劑進行選擇時，需要重點注意如下事項：選擇的菌劑應當能夠在低溫或高溫環境下正常生長，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中生存，能產生出生物表面活性劑。

2.2生物強化技術在廢水處理中的具體應用

（1）工業廢水。在各種工業廢水的處理中，生物強化技術獲得了一定的應用，并達到了預期中的處理效果，如表1所示。

表1　生物強化技術在工業廢水中的應用效果

石油化工作為我國重要的工業產業，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，會產生出大量的堿渣廢水，這部分廢水中含有S、N、O等物質會發生相互反應，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，可以對石化生產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丙酸進行提取，并將剩余的堿渣放入反應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大多都可以通過生物技術進行降解。然而，隨著近年來生活水平的不斷提升，人們對化妝品、洗滌劑等產品的使用越來越多，由此導致污廢水中油脂、氮磷營養物質、表面活性劑以及難以降解的有機質含量增多。不僅如此，城市污廢水的排放量也比工業廢水大很多，這也在一定程度上增大了處理難度。生物強化技術在城市污廢水處理中的應用，可以使處理系統的降解效果顯著提升，出水水質也能達到國家標準要求。如：通過生物強化技術對活性污泥系統進行改造后，可以使原系統變為強化生物除磷反應器，由此所產生的污泥對進水中磷的波動具有良好的抵抗能力。

3　結束語

綜上所述，廢水對水生態環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，常規的處理技術很難達到相關標準的要求，如果對技術工藝進行改造，則需要投入較大的資金。通過生物強化技術的應用，則可在不改變原有技術工藝的前提下，達到有效處理廢水的目的，其經濟效益和環保效果非常顯著，具有良好的推廣使用價值。

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1671-3818（2016）09-0052-02