生物强化技术在污水处理中的应用初探

梁玲燕

[摘 要]随着人们对水资源需求量的提高以及水资源急剧恶化的矛盾日益加剧，我国逐渐重视对污水的处理及水资源的保护。在污水处理过程中衍生了许多生物处理方法，这些生物处理方法在其中发挥了重要的作用。毋庸置疑，处理污水的传统生物方法使得大量的污水得以再利用，大大节省了我国的水资源，但是，立足今天，放眼未来，传统生物处理方法在处理难降解、有毒废水等方面存在较大的局限。本文浅要探析了生物强化技术在污水处理中的应用情况。

[关键词]生物强化技术 污水处理 应用探索

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0323-01

前言：我国生产和生活用水量巨大，水资源在人们的生活和生产中发挥了巨大的作用。但是，目前我国的水资源非常的紧缺，这也成为了我国亟待解决的环境问题。在经济发展新常态的背景下，如何实现我国水资源的最大化利用是国家管理以及技术开发部门应该探讨的问题。运用生物强化技术对污水进行处理能够很好地让我国的污水处理现状得到改善，也将是污水处理的重要发展趋势。相关部门都应当对其进行研究，让生物强化技术在污水处理方面发挥更大的价值。

一、生物强化技术作用原理

1.直接作用

要想成功地去除水中的各类污染物，使生物强化技术发挥其功能，离不开生物强化技术作用机制。生物强化技术作用机制是生物强化技术作用原理之一，降解菌在分离、筛选的过程中得到降解特定污染物的菌株，发挥降解污染物的功效。质粒育种是直接作用所使用的菌株的常用方法之一，多种微生物借助细胞融合的方式，得以培育出多种功能的新菌种；其次，基因工程构建也能够直接作用所使用的菌株，利用人工手段提取供体DNA，然后再导入受体细胞之中。

2.共同代谢作用

生物强化技术中的菌株能够将废水中的有害物质降解，并且降低其有害性，这就是共同代谢作用的过程。共代谢的类型主要有三种：一是菌株在新陈代谢中发生氧化，产生的酶补充微生物需要的碳源；二是不同微生物之间作用互相补充，协同合作。有时微生物在降解有害物质过程中发挥的功能十分单一，微生物功能互补彻底地完成了污染物的降解；三是处于休眠状态的微生物其细胞会对污染物继续降解。[1]

二、生物强化技术在污水处理中的应用研究

1.生物强化技术在工业废水处理方面的应用现状

生物强化技术是建立在原有的生物污水处理系统之中，通过将带有特殊以及特定功能的微生物等近似物投入其中，生物处理系统在这些物质的催化下其降解速率以及吸附有毒物质等化学生物能力极大增强，达到处理难降解、有毒废水等特定水污染物的目的。生物强化技术率先应用到对工业废水的处理中，并且取得了良好的效果，才推广应用到城市污水处理以及其他方面。工业废水是一个笼统的概念，针对不同的废水类型要采取特定的处理工艺和手段，以下即是笔者结合相关的文献资料以及实地调查对于生物强化技术在工业废水处理方面的应用现状的具体列举。

石化废水，一般采用SBR亦或者是UASB工艺来处理，效果较为明显，提高了COD的去除率，污泥沉降性能得到了大大的改善，加快系统启动速度；焦化废水，采用A/O明显提高了对喹啉的去除效果；造纸废水，采用SBR氧化塘水工艺会发现树脂酸的去除效果明显提高了，而且会发现生物处理系统的PH波动能力得到了大大的增强；还有较常见的印染废水，则需要结合SBR和A/O工艺，达到提高溴氨酸的降解效果，提高废水的脱色效果；针对制药废水，则需要采用厌氧流动床传统活性污泥法，这一技术的运用，不仅有效地提高了COD的去除速率，而且改善了处理效果、提高抗冲击负荷能力。[2]

2.生物强化技术在城市污水处理方面的应用现状

相比化学物质、有毒物质较难以处理的工业废水处理而言，城市污水处理难度较低，可实现污水处理再利用的数量较大，是我国污水处理部门应该加大力度开展生物强化技术的重要环节。但是，近年来，由于居民化妆品、洗洁精、洁厕灵以及洗衣粉等富含重金属以及有毒化学物质的物品使用频率增加，直接造成城市下水道的污水越来越难以降解，甚至含有有毒化学物质的城市污水污染了城市地面，更严重的是，根据相关部门统计，我国城市污水排放总量已经远远超过工业废水排放总量。

生物强化技术在城市污水处理中的应用，实现了将活性污泥技术改造为EBPR（强化生物除磷反应器的简称），而且生物强化技术能够在短短的十四秒内可以将活性污泥系统中的污泥转换为特定的EBPR污泥，而且这种污泥在去除COD、氮的过程中不会受到纯菌的影响。另外，生物强化技术在城市污水处理中的应用，大大增强了传统生物系统中某些难以降解物质的降解速率，改善了降解效果。除此之外，生物强化技术可以节省城市用地面积，新工艺新手段提高了城市居民用水的质量。

3.低温环境下生物强化技术的应用

传统的生物处理方法对污水温度有一定的要求，因为在低温环境下活性污泥的活力降低难以保证污水处理的效果，而生物强化技术即使在低温环境下也能够实现功能。大量实验证明：生物强化技术在低温环境下，能够分离、筛选具有高效降解能力的菌株，增强了对COD、氮等的去除率，强化了生物处理系统，无论是对城市污水还是工业废水等污水处理等具有极为显著的效果，克服了温度因子对生物处理方法对污水处理的缺陷。

三、生物强化技术的未来发展

1.针对生物降解菌的研究

笔者在上述简要介绍了高效降解菌直接作用，那么该如何获取生物高效降解菌？目前获取的方法主要有以下几种：（1）基因工程构造，该方法针对性较好，高效且稳定，并可以针对污染物类型、环境条件构造所需菌株；但是其仍存在一些缺点限制了它的应用，如目前对构造工程研究尚且不足，缺少可靠的资料库，存在生物安全性方面的争议等；（2）水平基因转移，该方法在处理系统中处于优势地位，可以保持高数量和高活性，但是也存在生物安全性问题；（3）常规微生物手段分离菌株，技术成熟，运用范围广，但是其在低温、含毒性组分等不利条件下的耐受力不足。

2.对生物安全问题的关注

一直以来，生物强化技术的安全问题一直是该领域被热议的话题，尤其基因改造技术更是备受争议。基因改造技术会对生态系统以及人类生活健康等产生影响，为了克制基因工程技术对人类的不利影响，相关部门要高度关注一系列生物强化技术的生物安全问题。为了避免基因改造技术引发社会敏感，相关部门要降解污染物质的同时，务必要关注微生物的安全，同时在处理系统中，减少高效微生物的流失也至关重要。

3.高效菌群的停留

现阶段，高效菌群的停留经常依赖连续或间歇性投加、细胞固定化、生物自固定化等方式来实现，在实际运行过程中，其处理效果通常会受到温度、湿度、PH值以及营养物质的毒性、水利条件等实际因素的影响。如何利用生物强化技术在生物处理系统中分离筛选出优质、高效的菌落，增强处理系统的活性。目前促使高效菌落停留的有效方法，一是结合生物刺激方法和生物强化方法在处理系统中发挥活性，二是通过细胞固定化技术抵御水环境的冲刷。

结语：

生物强化技术在未来必然会对污水处理工作做出更大的贡献，而这需要相关部门以及工作人员要不断学习国内外先进理论，坚持实践第一，牢牢把握生物强化技术的发展趋势和方向。相信不久的将来，生物强化技术必然会发挥其更为重要的作用。

参考文献

[1] 陈瑛. 论生物强化技术在污水处理中的应用[J]. 北方环境，2011，11：185.

[2] 郭静波，崔凤国，杨世东，吕淑清，王伟卓，乔楠，李俊文. 生物强化技术在污水处理中的应用研究现状及发展展望[J]. 东北电力大学学报，2011，Z1：1-8.