水污染治理中生物强化技术的应用

王丽毛

摘 要：生物强化技术是近些年来在我国兴起的一种水污染治理技术，具有作用直接、效果显著、成本低廉的特点。是目前非常值得推广的技术种类。我国现阶段的水污染问题严重，针对污染现状，合理运用生物强化技术，不仅能够达到治理水污染的目的，还能够促进城市水生态体系的循环发展。同时这种技术的前景十分广阔，是我国未来生化处理技术的主要趋势。

关键词：生物强化技术；水污染治理；应用

所谓生物技术，就是通过生物强化技术、投放菌类的方法，达到水污染治理的目的。生物强化技术虽然在上个世界中后叶开始兴起，但是直至近些年才开始在我国普及和发展。生物技术能够有效讲解水系统中的菌，可以将其中毒物去除。从目前我国生物强化技术的情况来看，生物强化技术的发展前景十分广阔，在我国得到了众多学者的青睐和研究，是未来我国水污染治理的主要技术种类。

一、概述生物强化技术

生物强化技术的作用机理主要包括了：直接作用、共代谢作用以及基于水平转移作用。（1）直接作用：即微生物直接利用分解底物。（2）共代谢作用：某些有毒有害污染物不能被微生物直接降解，但在有其他底物下，微生物能改变这些有毒有害物质的结构，从而达到降解目标物的目的。（3）基因水平转移作用：通过生物强化技术引入具有特定特征代谢基因的微生物后，在基因水平上加速其与自然基因的交换和代谢途径的构建，提高降解有机污染物的能力。

二、利用生物强化技术，有效开展水污染治理

1.生物强化技术在水污染治理中的应用现状生物强化技术可起到高效去除目标污染物，改善污泥性能，加速系统启动，提高系统抗负荷冲击能力和稳定性，并与其他生物修复技术相结合，提高了运转效率等作用，目前已经被广泛应用于：（1）治理高浓度有机废水；（2）有毒、有害难降解污染物的治理；（3）脱氮除磷；（4）改善系统污泥特性，降低污泥产量；（5）强化废水中油脂的液化和降解；（6）江河湖泊等的水体修复；（7）地下水生物修复等方面的甲苯，12.7%浓度为6.1 mg/L的二甲苯，投菌后BTX降解速率比原系统提高212.5%。

2.改善污泥性能，增强污泥活性，减少污泥产量生物强化技术能有效消除污泥膨胀，改善污泥沉降性能，显著减少污泥总量，一般可使污泥容积降低17%～30%。王艳芬等向序批式活性污泥反应器中投加降解苯酚的混合湿菌体做为试验组进行生物强化实验，并设置未加入湿菌体的反应器作为对比组进行比较。在整个运行过程中，试验组MLVSS平均值比对照组高17.7%；试验组MLSS下降速率和幅度均大于对照组，沉降性能差的活性污泥被快速洗出，整体活性污泥沉降性能良好；试验组SV30平均值比对照组低24.6%，且整体呈下降趋势，对照组则明显上升；试验组SVI下降速率大于对照组，生物强化后活性污泥絮凝沉降性能改善，镜检发现，污泥絮凝体变得边缘清晰、规则，逐渐形成圆形或椭圆形、粒径均匀的颗粒状污泥。

3.提高了系统的抗负荷冲击能力和稳定性朱永光等在活性污泥系统中加入苯酚降解菌株Candida sp后使该系统获得了苯酚降解能力，且在实验的20 d内一直保持这种较高的降解性能；活性污泥系统经过驯化也获得了一定的苯酚降解性能，但是经过20 d的驯化后其降解性能只能达到40%左右，较生物强化系统的低60%。王艳芬等对比了接种Pseudomonas sp.ZWl2、Acineobacters sp.UW7、Plesiomonas sp.AW28和Brevibacteriumssp.SW34混合高效苯酚分解湿菌体的强化系统与非强化系统受到苯酚冲击时的降解速率。当进水苯酚质量浓度增加到1 000 mg/L时，试验组保持在2 h内快速降解苯酚的能力，而对照组降解率下降至42.7%；而当进水苯酚质量浓度提高至2 080 mg/l，时，试验组6 h内仍能达到苯酚完全降解，而对照组的苯酚降解率已下降至0.4%。

4.加快系统的启动速度。丁雪梅通过EM菌剂培养生物膜和活性污泥处理垃圾渗滤液，并同未投加该菌剂的系统进行了比较，结果发现：EM菌剂能够缩短系统启动时间，活性污泥组比对照组启动时间缩短了14～16天，生物膜系统缩短了6～8天，同时生物膜脱落后，EM处理组重新挂膜速度较快。赵立军等采取活化菌液、生物菌剂和生物污泥联合投加的方法，在低温条件下仅用了12 d时间即成功启动了污水厂生化池，有效缩短了生化系统的启动时间，并节约了投料成本和电耗支出。

5.应用失败及原因探究生物强化技术在水处理应用中有明显的效果，但由于废水处理系统性质多样，成分复杂，水质水量、投菌量、投菌方式、氧耗、营养物质、工艺、水力停留时间等的变化都会给系统带来不可预测的影响。综合学者们的研究，生物强化技术在水污染治理中应用失败及原因包括：（1）废水成分复杂，用生物强化技术本身很难达到预期的目标和效果；（2）系统的底质不足以维持优势菌的生长所需；（3）共存生物通过捕食、竞争营养源等方式抑制了优势菌的生长繁殖；（4）投菌量以及投菌方式的不当导致了菌体的流失；（5）pH值、环境温度等不利环境因素的影响。

三、结语

从近些年我国生物强化技术的应用情况来看，生物强化技术的大多数研究仅局限于实验室对降解物的目标评价，为了实现其规模化应用，使此项技术更具可持续发展的意义，今后的研究重点和方向还应集中在以下几方面：（1）培养新的特效物种并进一步提高其应用效率、降低应用成本；（2）从实验室进入模拟系统和工程应用中，进一步加强基因工程菌的遺传性、净化功能及安全性研究；（3）运用各种相关技术加以优化组合，尤其是高效、低能耗、易普及的特种微生物与特殊工艺的最佳结合；（4）进一步探讨影响生物强化技术在水治理系统中的主要控制参数和生态学机制，建立相关数学模型，为指导实践操作提供依据。

参考文献：

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