環(huán)保工程中生物技術(shù)的應用策略分析

徐麗敏　田開艷　秦翠翠

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，對環(huán)境保護也越來越重視。為了減少工業(yè)快速發(fā)展對自然生態(tài)系統(tǒng)的破壞，我國出臺了很多環(huán)境保護政策。生物技術(shù)已被廣泛應用于環(huán)保工程中，該技術(shù)可以有效處理自然環(huán)境中的廢氣、廢水和其他污染物。主要介紹了利用生物技術(shù)處理廢氣、廢水和固體廢棄物的方法，詳細分析了生物膜技術(shù)的原理和工藝等，希望能促進該技術(shù)的推廣，使其在環(huán)保工程中發(fā)揮更大作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)保工程；生物技術(shù)；微生物；可持續(xù)

隨著霧霾、沙塵暴等氣象災害的頻發(fā)，人們對環(huán)境保護越來越重視，固體、液體、氣體污染成為環(huán)保工程中需要解決的重要問題。因此，人們對生物技術(shù)進行了深入研究，并將其廣泛應用于環(huán)保工程中。生物技術(shù)具有很多優(yōu)勢，在推進環(huán)保工程方面發(fā)揮了重要作用。環(huán)境保護經(jīng)營者應加強生物技術(shù)在環(huán)境保護中的應用，提高知識水平和操作能力，為人們提供良好的生存環(huán)境。生物技術(shù)憑借其顯著的治理效果和較高的經(jīng)濟效益在環(huán)保領(lǐng)域得到推廣，具體包括廢氣處理、水處理、有機固體廢物處理等，應用前景廣闊[1]。

1?廢氣處理

1.1? 生物膜法

1.1.1? 原理

生物膜法處理尾氣的原理較為簡單，該技術(shù)可以改變氣體的形態(tài)，從而進行統(tǒng)一收集。當包含污染物的惡臭氣體擴散到液體中時，液體可以某種方式改變存在的形式。換言之，氣體污染物可逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃朴谒囊后w形態(tài)，這有利于技術(shù)人員收集氣體。當惡臭氣體和固體污染擴散到液體中時，生物膜技術(shù)將這兩種不規(guī)則的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特殊的液相物質(zhì)呈現(xiàn)在填充材料表面，肉眼可以清楚地看到，這種材料也是利用生物膜技術(shù)處理污染物后形成的生物膜。在氣體中的所有微生物完全分解之前，剩余氣體不能進行其他化學反應。廢氣污染問題由多孔介質(zhì)（包括微生物）處理，將其轉(zhuǎn)化為中性鹽或水實現(xiàn)無害化處理，達到除臭的目的。

1.1.2? 工藝流程

生物膜技術(shù)在廢氣處理過程中的應用是標準化的操作流程。工程師通過管道向未經(jīng)處理的氣味施加恒定壓力，以促進清潔劑的清潔過程。其主要功能是在清潔和濕潤后，將干燥氣體逐漸轉(zhuǎn)化為具有適當溫度和濕度的物質(zhì)。這種材料的形態(tài)有利于液相和氣相的操作[2]。如果氣體濕度高，必須將其排入生物過濾塔。這種類型的生物動力裝置是一種結(jié)合微生物和水分完成一系列氣體雜質(zhì)凈化過程的介質(zhì)。該操作之后，生物過濾器柱氣體中的有害物質(zhì)被逐漸去除，剩余氣體被再次排放到風扇中。為了在使用微生物的硝化反應中促進微生物的大面積增殖，在第一步，相關(guān)技術(shù)人員必須向容器中加入洗滌水，以混合水和污染物。流入洗滌器的洗滌水從容器頂部噴出，產(chǎn)生巨大的沖擊力。清洗污染物后，污染物直接流入儲層，并進入一系列循環(huán)。噴淋泵是向生物過濾塔供水的設(shè)施，塔中的氣體被淋浴泵改變。這種形式是從氣體到液體的循環(huán)往復。在這一系列過程之后，氣體再次進入下一個循環(huán)。此外，相關(guān)工程師必須定期喂養(yǎng)微生物，使其更好地發(fā)育和生長[3]。

1.2? 生物過濾

1.2.1? 原理

技術(shù)工程師使用微生物作為反應介質(zhì)收集擴散氣體。以微生物填料填充氣體，將含有微生物的氣體放在合適的環(huán)境中，以更好地整合并發(fā)生一系列硝化反應。在反應過程中，固體填料可以有效吸收氣味。同時，將氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液相的物質(zhì)是微生物。只有加入營養(yǎng)液，微生物才能發(fā)揮最大作用，只有具有足夠溫度和濕度的環(huán)境才適合微生物的大規(guī)模繁殖。

1.2.2? 填料選擇

為了更好地處理氣體，相關(guān)技術(shù)人員必須仔細選擇填料類型。微生物填料通常為固體載體形式，載體應滿足各種條件。首先，選定的固體填料具有良好的質(zhì)量，并具有適合大量微生物繁殖和生長的表面尺寸。要保證固體填料本身沒有刺激性氣味，并且表面結(jié)構(gòu)要光滑。影響固體填料質(zhì)量的重要因素是其吸水性和抗氧化性。固體填料有助于微生物的長期培養(yǎng)。其次，選用的固體填料價格要適中，不能超過經(jīng)濟預算。固體填料的結(jié)構(gòu)不能過于復雜，以免在裝填的過程中消耗過多人力或物力。為了滿足實際需要，所選用的固體填料要有足夠的使用壽命。塑料、富含纖維的物質(zhì)和各種草制品是常見的填料類型。

2?水處理

2.1? 生物膜法

技術(shù)人員可以根據(jù)水中雜質(zhì)的類型選擇生物膜技術(shù)，提高整體水處理效率。環(huán)保項目中最常見的污水處理方法是生物膜法。將該方法應用于污水處理工藝的過程如下：首先，將有機生物膜置于氣體層的上部，將浸沒于水中的微生物與氣體充分結(jié)合，隨后發(fā)生生物反應，進而將氣體完全分解。其次，將處理后的好氧生物膜置于污水厭氧層中，在微生物的驅(qū)動下，厭氧細菌會發(fā)生降解。洗滌水在反應后洗滌微生物膜，然后進入一系列循環(huán)過程。新的生物膜再次生長并繼續(xù)循環(huán)，即使被完全滅活，也能一如既往地處理污水。

該工藝在污水處理中展現(xiàn)出許多優(yōu)點：

（1）可用于各種環(huán)境。如果水溫和水質(zhì)發(fā)生巨大變化，這種方法仍然可以發(fā)揮良好的硝化作用。只有硝化才能達到凈化的目的。

（2）所處理的廢水污泥含量很低，只能通過分離水中的固體達到預期效果。

（3）性價比較高[4]。當液體形態(tài)的有機物質(zhì)吸附在生物膜表面時，所選用的氣體會被分解。通過持續(xù)清洗老化的生物膜，使新的生物膜生長，達到污水凈化的效果。

（4）具有良好的恢復和硝化能力，且不需要強大的動力來源，具有很高的經(jīng)濟效益[5]。

2.2? 活性污泥法

活性污泥法利用污水中的微生物和有機物，可以有效去除有害物質(zhì)。當使用活性污泥法進行污水處理時，可以選用多種類型的微生物，主要包括需氧微生物和厭氧微生物。這兩種微生物對氧氣的需求不同。污水中的微生物會發(fā)生分解反應。由于這一反應，水中的所有污染物都在微生物表面得到了處理，保持了水質(zhì)的清潔。在細菌和真菌的作用下，可溶性有機物的硝化得到加強，可以直接使用和分解。原生動物和微生蟲的存在也有加速作用。在此期間應注意使用曝氣池、兩個沉淀池、再循環(huán)系統(tǒng)和脫水設(shè)備。

2.3? 生物和生態(tài)修復

利用植物和微生物的特性處理污水和污染物質(zhì)的方法被稱為生態(tài)和生物修復技術(shù)。這種方法可以調(diào)整水中微生物和植物的棲息地，以修復生態(tài)系統(tǒng)。清理大面積的水后，可以重建處理區(qū)的生態(tài)環(huán)境。即使添加了殺蟲劑，水也不會受到污染。使用這種技術(shù)時，需要使用固體培養(yǎng)基，由厭氧細菌組成的微生物被稱為生物膜。在使用生物膜技術(shù)處理水污染時，吸附在生物膜上的液體被微生物分解，并轉(zhuǎn)化為有益氣體或其他物質(zhì)，從而對環(huán)境產(chǎn)生積極影響。此外，生物膜可連續(xù)交換，通過水的流動性促進連續(xù)凈化操作。生物膜技術(shù)的應用能有效解決各種水污染問題[6]。

3?污泥和重金屬處理

3.1? 微生物學方法

微生物可以改善土壤中的重金屬污染問題，這是由微生物的特性決定的。微生物具有很強的吸附性，因此，可以分解土壤中的重金屬。厭氧發(fā)酵和好氧堆肥生物技術(shù)被廣泛應用于環(huán)境保護項目和完整的固體廢物處理。在不同的環(huán)境中，可以選擇不同的生物技術(shù)來處理固體廢物污染。填料和有機物通常以固定速率混合。污染減少后，固體污染物的累積量顯著減少。研究表明，生物技術(shù)的應用可以有效解決固體物質(zhì)對土壤的污染問題。同時，生物技術(shù)的應用可以改變有害氣體的性質(zhì)，并產(chǎn)生有益氣體，如H2。生物技術(shù)還可以通過控制酶的生物反應，達到保護環(huán)境的目的。綜上可見，生物技術(shù)在環(huán)境保護項目中有積極的應用效果。

3.2? 植物修復技術(shù)

植物修復技術(shù)的主要媒介是植物本身。這種植物對環(huán)境非常溫和，攜帶大量微生物。植物修復技術(shù)可分為4種類型：植物根部過濾技術(shù)、樹枝穩(wěn)定性過濾、萃取過濾和揮發(fā)性過濾。植物修復技術(shù)只有在具有強金屬抗性的植物中才能很好地發(fā)揮作用。

4?結(jié)語

生物技術(shù)在環(huán)保工程中具有重要的應用，在各工業(yè)企業(yè)緊跟時代潮流、全力提高經(jīng)濟效益時，由于過度追求經(jīng)濟效益，許多工業(yè)企業(yè)的環(huán)境保護意識不足，嚴重破壞了生態(tài)環(huán)境。生物技術(shù)的應用有效解決了環(huán)保問題。主要列舉一些典型的生物技術(shù)，充分展示其實施方法和效果，使人們對這些技術(shù)有更明確、更清晰的認識，促進生物技術(shù)的全面普及，推動生物化工行業(yè)的健康發(fā)展。

[參考文獻]

[1]方前逵.生物技術(shù)在環(huán)保工程中的應用研究[J].皮革制作與環(huán)保科技，2022（21）：8-9，12.

[2]劉坤.環(huán)保工程中的環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境監(jiān)察聯(lián)動研究[J].皮革制作與環(huán)保科技，2022（19）：66-68.

[3]盧飛躍，王艷兵，陳立峰.綠色環(huán)保理念在環(huán)保工程設(shè)計中的運用研究[J].皮革制作與環(huán)保科技，2022（18）：123-125.

[4]徐文芳.環(huán)保工程中生物技術(shù)應用的重要性探討[J].皮革制作與環(huán)保科技，2022（6）：188-190.

[5]鄭巧.對生物工程技術(shù)在水資源環(huán)保中的應用分析[J].青年與社會，2019（6）：193.

[6]馬紅亮.簡析我國環(huán)保工程領(lǐng)域中應用到的生物技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究，2017（11）：226.

Analysis on application strategy of biotechnology in environmental protection engineering

Xu Limin， Tian Kaiyan， Qin Cuicui

（Shandong Shengfeng Testing Technology Co. Ltd.， Dongying 257000， China）

Abstract：In recent years， with the rapid development of economy in China， more and more attention has been paid to environmental protection. In order to reduce the damage to natural ecosystems caused by the rapid development of industry， China has issued many policies to protect the environment. Biotechnology has been widely used in the environmental protection engineering， which can effectively treat waste gas， wastewater and other pollutants in the natural environment. The methods of using biotechnology to treat waste gas， wastewater， and solid waste are mainly introduced， and the principles and processes of biofilm technology are analyzed in detail， hoping to promote the popularization of the technology， so that it can play a greater role in environmental protection engineering.

Key words： environmental protection engineering; biotechnology; microorganism; sustainable