生物強(qiáng)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(xué)技術(shù)中心有限公司，廣東 深圳 518000）

生物強(qiáng)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(xué)技術(shù)中心有限公司，廣東 深圳 518000）

文章首先簡(jiǎn)要分析了生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)理及其效果，在此基礎(chǔ)上對(duì)生物強(qiáng)化技術(shù)在廢水治理領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行論述，期望能夠?qū)Υ龠M(jìn)生物強(qiáng)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(qiáng)化技術(shù)；廢水；處理

1　生物強(qiáng)化技術(shù)的作用機(jī)理及其效果分析

所謂的生物強(qiáng)化技術(shù)，具體是指在生物處理系統(tǒng)當(dāng)中，通過特定物質(zhì)的投加，如微生物、基質(zhì)類似物、營(yíng)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(jī)物的廢水得到有效處理。

1.1作用機(jī)理

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

（1）直接作用。這是生物強(qiáng)化技術(shù)最為顯著一種機(jī)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(biāo)物為主要能源及碳源的微生物，當(dāng)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(qiáng)。

（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(dāng)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(zhǎng)的，而其它的基質(zhì)條件可以使這種有害的化學(xué)結(jié)構(gòu)得到改變，并使其達(dá)到可降解的效果。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子說明一下，在芳香烴為基質(zhì)生長(zhǎng)的菌，能夠產(chǎn)生出氧合酶，它能夠?qū)CE進(jìn)行代謝。

1.2效果

通過生物強(qiáng)化技術(shù)能夠達(dá)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(qiáng)化技術(shù)能夠顯著提升處理系統(tǒng)對(duì)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(duì)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(duì)造紙廢水的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，前者對(duì)廢水中COD的去除率可以達(dá)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(qiáng)化技術(shù)能夠使污泥的產(chǎn)量有所減少，實(shí)踐表明，采用生物強(qiáng)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(huì)隨之獲得有效改善，排放污泥時(shí)所需的能耗也會(huì)降低，達(dá)到了一舉多得的目的。如，在對(duì)焦化廢水進(jìn)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(jì)效益明顯。近年來，在國(guó)家大力提倡發(fā)展工業(yè)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下，工業(yè)企業(yè)的規(guī)模較之以往不斷擴(kuò)大，其在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生出來的廢水中的有機(jī)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(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，企業(yè)不得不購(gòu)入價(jià)格昂貴的廢水處理設(shè)備，或是對(duì)現(xiàn)有的廢水處理工藝進(jìn)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(jì)損失。通過生物強(qiáng)化技術(shù)，可以使處理系統(tǒng)的處理能力獲得進(jìn)一步提升，由此系統(tǒng)不需要額外增添其它設(shè)備，也能達(dá)到廢水處理標(biāo)準(zhǔn)，從而給企業(yè)節(jié)省了大量資金，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

2　生物強(qiáng)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(qiáng)化技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)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(jìn)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(duì)高效菌群進(jìn)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(qiáng)化。現(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(duì)環(huán)境因素進(jìn)行控制。

（2）構(gòu)建。這里所指的構(gòu)建，是對(duì)基因工程菌進(jìn)行構(gòu)建，具體是通過微生物遺傳學(xué)對(duì)微生物本身的遺傳性狀進(jìn)行改進(jìn)，從而使其生物活性得以增強(qiáng)，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(jìn)行降解之外，還能使處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷性能獲得顯著提高。

（3）購(gòu)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(gòu)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(jìn)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(duì)此類菌劑進(jìn)行選擇時(shí)，需要重點(diǎn)注意如下事項(xiàng)：選擇的菌劑應(yīng)當(dāng)能夠在低溫或高溫環(huán)境下正常生長(zhǎng)，并且還要具備抵抗高濃度污染物的能力，同時(shí)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(qiáng)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(qiáng)化技術(shù)獲得了一定的應(yīng)用，并達(dá)到了預(yù)期中的處理效果，如表1所示。

表1　生物強(qiáng)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(guó)重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè)，其廢水排放量相對(duì)較大。在對(duì)液化氣、汽油和柴油進(jìn)行堿洗的過程中，會(huì)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(huì)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(qiáng)化技術(shù)，可以對(duì)石化生產(chǎn)中的堿渣廢水進(jìn)行有效處理，首先采用酸化工藝對(duì)堿渣中的環(huán)丙酸進(jìn)行提取，并將剩余的堿渣放入反應(yīng)器中進(jìn)行生物強(qiáng)化處理，然后對(duì)處理后的污水進(jìn)行無害化處理，便可使堿渣廢水達(dá)到國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。

（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(duì)較小一些，這部分廢水中所含的有機(jī)質(zhì)大多都可以通過生物技術(shù)進(jìn)行降解。然而，隨著近年來生活水平的不斷提升，人們對(duì)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、表面活性劑以及難以降解的有機(jī)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(qiáng)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(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。如：通過生物強(qiáng)化技術(shù)對(duì)活性污泥系統(tǒng)進(jìn)行改造后，可以使原系統(tǒng)變?yōu)閺?qiáng)化生物除磷反應(yīng)器，由此所產(chǎn)生的污泥對(duì)進(jìn)水中磷的波動(dòng)具有良好的抵抗能力。

3　結(jié)束語

綜上所述，廢水對(duì)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(duì)其進(jìn)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(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，如果對(duì)技術(shù)工藝進(jìn)行改造，則需要投入較大的資金。通過生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用，則可在不改變?cè)屑夹g(shù)工藝的前提下，達(dá)到有效處理廢水的目的，其經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果非常顯著，具有良好的推廣使用價(jià)值。

［1］呂寧超，張淑俠，張曉剛，等.物化-生物強(qiáng)化技術(shù)在鉆井廢水處理中的應(yīng)用［J］.水處理技術(shù)，2014，（9）：76-77.

［2］葉姜瑜，石玉竹，劉磊，等.生物強(qiáng)化技術(shù)處理某合成制藥廠廢水工程實(shí)例［J］.環(huán)境工程，2015，（8）：87-89.

［3］王毅.生物強(qiáng)化法處理廢水技術(shù)研究進(jìn)展［A］.《河北環(huán)境科學(xué)》華北五省市環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)第十七屆年會(huì)論文集［C］.2011，（10）：145-147.

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