現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)用研究

周智來李 凌陳 輝

（1深圳市中企怡華環(huán)保科技有限公司 廣東深圳 518101 2深圳市環(huán)境工程科學(xué)技術(shù)中心有限公司 廣東深圳 518101）

引言

人類掠奪式的發(fā)展使得環(huán)境問題日益突出，尤其是水污染問題成為了威脅人類的生存和發(fā)展的重要因素。所以控制污染、治理水環(huán)境成了迫在眉睫的事，受到了廣泛的關(guān)注。在眾多的污水處理技術(shù)中，由于生物降解技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，使得它成為了人們爭(zhēng)相研究的重點(diǎn)，也成為了水污染控制的首先方法。

1 現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn)

現(xiàn)代生物技術(shù)依托DNA技術(shù)，它涵蓋了微生物工程、細(xì)胞工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程以及生物修復(fù)等領(lǐng)域，是生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱。以上的每個(gè)領(lǐng)域都有著自己獨(dú)特的理論基礎(chǔ)和不同應(yīng)用范疇，但它們又相互促進(jìn)、相互影響、相互補(bǔ)充，從而形成了一個(gè)完成的、科學(xué)的體系。

現(xiàn)在我們常常談及的現(xiàn)代生物技術(shù)一般包含了以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)，第一，這些技術(shù)的研究對(duì)象是生物或微生物，它的目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能減排，并減輕人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響；第二，該技術(shù)可在常溫、常壓下進(jìn)行，其過程簡(jiǎn)單、操作連續(xù)化；第三，現(xiàn)代生物技術(shù)開辟了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、安全可靠的生物制品方法的新途徑。

2 現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

隨著人們對(duì)水污染控制的重視，各種污水處理技術(shù)相繼得到研究。如今，現(xiàn)代生物技術(shù)逐漸成為了研究的重點(diǎn)，它也成為了水污染控制領(lǐng)域中的一個(gè)新課題。現(xiàn)代生物技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用主要指利用微生物以有機(jī)物為“食”的特點(diǎn)，并對(duì)這一特點(diǎn)加以改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)污水和污染物的轉(zhuǎn)化和處理，從而達(dá)到凈化污水的目的。20世紀(jì)90年代以來，最常見的生物處理技術(shù)有固定化微生物技術(shù)、生物強(qiáng)化處理技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)等，本節(jié)將對(duì)以上技術(shù)做出詳細(xì)的介紹。

2.1 固定化微生物技術(shù)

該技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域仍屬于尚需完善的難題，從上世紀(jì)80年代開始，這一技術(shù)就得到了國(guó)內(nèi)外專家的大力研究，至今為止，這一技術(shù)才在污水處理中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了令人滿意的效果。固定化微生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域形成了以高效專性菌如假單胞菌等為主的處理方式，處理流程也逐步系統(tǒng)化。

2.2 生物強(qiáng)化處理技術(shù)

生物強(qiáng)化技術(shù)是通過向污水中投入自然界中篩選出的各種微生物，并在一定條件下培養(yǎng)這些微生物，使之相互協(xié)同或產(chǎn)生出更高效的菌種，從而達(dá)到去除水中各種有害物質(zhì)的技術(shù)。其中，最常見的有以下三種：①高濃度活性污泥法，通過提高污泥濃度、增加污泥齡來促進(jìn)難降解有機(jī)物的分解，并使反應(yīng)速度加快。②生物-鐵法，通過無機(jī)鹽和多用鐵鹽與活性污泥的作用，生成絮凝體活性污泥，其主要特點(diǎn)是除磷效果好。③生物-活性炭法，使微生物的氧化能力與活性炭的吸附能力相結(jié)合，提高降解有毒物質(zhì)的能力，并增強(qiáng)脫氮能力，研究顯示每半克活性污泥能去除有機(jī)污染物。

2.3 生物反應(yīng)器技術(shù)

生物反應(yīng)器技術(shù)是未來水污染控制一個(gè)發(fā)展方向，它依托新型的生物膜反應(yīng)器，具有管理方便、運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)。這類反應(yīng)器通常具有較大的比表面積，利于微生物附著生長(zhǎng)，便于提供微生物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)，也能使微生物與污染物質(zhì)充分接觸。資料顯示，容積的生物膜反應(yīng)器已經(jīng)問世。但該技術(shù)的污水處理能力不高，造價(jià)較高，影響了該技術(shù)的推廣。

2.4 生物修復(fù)技術(shù)

該技術(shù)是通過生物技術(shù)手段對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)和治理的技術(shù)。目前，人們常把該技術(shù)應(yīng)用于土壤和水體的修復(fù)，通過微生物把污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，取得了良好的處理效果。城市生活污水中，一般含有大量有機(jī)物和有毒物質(zhì)，微生物的轉(zhuǎn)化、降解可以減少污染。即使遇到水中含有重金屬污染物時(shí)，生物修復(fù)技術(shù)也能很大程度上降低水體毒性，減輕污染水體的危害。較之一般的物化處理方式，該技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，首先其成本較低，沒有二次污染；其次可以將污染物濃度降到最低，同時(shí)用時(shí)較短、操作簡(jiǎn)便易行，大大降低了應(yīng)用成本。

雖然現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景，但相關(guān)技術(shù)和研究必須繼續(xù)推進(jìn)，以保證現(xiàn)代生物技術(shù)更高效地應(yīng)用于水污染控制領(lǐng)域。相關(guān)研究應(yīng)該從以下幾個(gè)方面深入：①高效降解菌的分離、篩選和培養(yǎng)，合理利用微生物的種間關(guān)系培養(yǎng)出更高效、更專一的降解微生物；②研發(fā)更高效的反應(yīng)器，采用自動(dòng)化控制手段升級(jí)現(xiàn)有處理流程；③開發(fā)高效、廉價(jià)的水處理微生物制劑；④打造綜合性、示范性的微生物降解處理廠。

結(jié)語(yǔ)

隨著水污染問題的日益嚴(yán)重，我們?cè)谥匾曀Y源保護(hù)的同時(shí)，也應(yīng)該重視水污染控制技術(shù)的發(fā)展。在現(xiàn)代生物技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步的今天，依托基因工程、細(xì)胞工程和酶工程等一列生物高技術(shù)，使污水處理更加便捷高效，是我們的研究重點(diǎn)；同時(shí)，還要依托現(xiàn)代生物技術(shù)研發(fā)出成本更低、專一性更好的水處理微生物，完善水污染控制技術(shù)。