探讨水污染治理中生物强化方式的应用

2022-12-28河北慕田峪环保建设集团有限公司张嫚

区域治理 2022年22期

河北慕田峪环保建设集团有限公司张嫚

工业生产中排放的水存在较多的有害物质，需要经过有效处理后进行合理排放，以减少对周围水体以及环境质量的影响，避免威胁当地居民的正常生活与健康。尤其是随着工业生产的不断发展，使得在日益多样化的工业生产影响下，所产生的污染物质及其复杂性、危害性越来越突出。在这种情况下，加强对工业生产所产生的水污染及其治理技术的研究，以促进水污染治理的成效提升，从而减少水污染对我国社会经济发展以及人们健康的危害，具有十分突出的必要性和积极意义。其中，生物强化技术作为水污染治理应用的一种主要技术类型，是在传统生物处理技术的基础上，通过创新与提升发展形成的一种新型技术，在水污染治理中具有较好的作用和成效。

一、水污染治理中生物强化技术应用现状

（一）生物强化技术的概述

生物强化技术作为一种新型的水污染治理技术，主要是指在传统的生物技术中融入一种特殊的微生物，这种微生物具有降解和清洁的特殊功能，能够发挥有机物的降解能力，并且加快降解速度，从而对传统的生物处理系统起到改善的作用，弥补生物处理系统作业中的不足。将生物强化技术应用到水污染的治理中，能够改变传统的治理模式，运用微生物独有的功能，对污水起到分散降解的作用，同时能够在水资源治理的工作中使水源得到循环利用。生物强化技术能够在水污染的治理中发挥相当关键的作用，在作业时能够对水污染起到直接处理和降解的作用，该技术还能在水污染治理中起到代谢的作用。由于生物强化技术与传统生物技术有所区别，在进行水污染治理时，更多是利用微生物所具有的特殊功能来改变水污染情况，有效分解有毒物质，从而起对到水源的保护作用，最后，生物强化技术具有基因水平转移技术，主要也是由于该技术中的微生物具有将有毒物质转移的作用，使水源能够更好地被利用，从而提升生物强化技术的降解效率。

（二）生物强化技术的内容实质

生物强化技术通过人工培育具有针对性的微生物族群，再将大量的微生物族群加入污水当中，从而通过微生物进行自然分解运动，来处理污水中的大颗粒污染物，进行深层次的降解工作。在传统的化学污染物处理过程中，往往因为水中的各种微生物难以被降解，最终造成污染水质改善难的问题。进行污水处理之后，污水处理人员能够采取更具有针对性的生物群落培养方式，根据分析污水的不同污染成分，能够更加有效地对污染水中的微生物以及难以降解的有机物进行特殊处理，促使特殊群落可以通过与相应的污染物进行有效结合的方式来改变整体污染物的分子结构，从而大大提升污水处理的整体效果。

（三）生物强化技术的时代背景

在传统的污水处理过程中，操作人员通过使用大量的化学试剂，用来去除污水中的主要污染成分，再通过层层过滤的方式，达到最终净水的效果。但是这样的化学净水方式往往会造成水质单一性的问题，对于水质要求较高的行业而言，仍然需要进行水源的二次处理，从而增加了企业的整体成本。随着1975年生物强化技术的首次问世，越来越多的专家和学者开始研究利用生物技术进行污水处理的高效净水方式。我国结合各行各业的实际净水需求，通过十几年的不断研究和应用，将生物强化技术越来越多地应用于工业的污水处理工作中。

二、生物强化技术中微生物的来源

上文提到，生物强化技术中会存在大量的微生物菌群，人们在对水质进行治理时，就可以对这种微生物进行筛选，其很大程度是由于生物强化技术中的微生物存在于不同的自然环境中，且来源形式多样。具体来源如下：

（一）商业菌剂

生物强化技术中微生物的菌群来源于自然条件下的筛选，在高科技手段的加持下，人们可以将菌种制成一种干粉，进行包装保存，已达到更强的降解能力。

（二）基因构建工程菌

构建基因工程菌主要是采用某种特殊的技术手段，集中整合特定基因中的不同菌群，培养出多种菌种，并借助菌种中的微生物进行污水治理，达到更加显著的抗重金属能力。不仅如此，基因构建工程能够培育出多种多样的活性微生物菌群，对不同的污水起到更有针对性的治理作用，水污染治理效果也会更加显著。一般来说，在综合利用多种微生物时，采取恒华器培育的效果最佳，但要注意对培育时间进行有效控制，使全新菌种发挥更强大的治理效果。

（三）生物菌剂注意事项

在生物强化技术的应用过程中，对于微生物活性菌的培育要注意相关事项，尤其要关注培育过程中的温度，菌群在高温作用下会被严重破坏，影响菌群的生长能力，导致污水处理进度受到影响，所以在培育生物菌的时候，生长温度要适宜，以此促进生物菌的新陈代谢，提升生物强化技术降解的速率。

三、生物强化技术及其特征优势分析

污水治理作为我国环境整治中的一项重要工作，其危害性远比我们想象中的更大，如果水源没有得到有效的治理，不仅会造成水资源的二次污染，还会严重影响人类的生存环境，威胁人类的生命健康，利用生物强化技术对水污染进行治理，能够从源头上对水源进行保护，同时也能提高治理效率。

（一）生物强化技术及其作用机理分析

生物强化技术是在传统生物处理技术的基础上，通过创新实现的一种新技术，它在具体应用中是将具有特定功能的微生物应用于传统的生物处理系统，从而提升微生物的浓度，并实现一些难降解微生物的有效降解处理，进而达到更好的生物降解与处理效果。生物强化技术在实际应用中不仅具有较为快速、高效的微生物降解与处理效果，而且其灵活性与针对性均比较突出，作用优势十分显著。

生物强化技术在水污染处理中应用，根据其实际作用中微生物菌种与污水的污染物进行反应的具体情况分析，可以将其作用过程分为直接作用与共代谢作用两种。其中，直接作用表现为通过对基因重组以及驯化、筛选等技术的应用，从而实现以污染水体的某种目标污染物为主要新陈代谢碳源进行作用的过程，即通过向污染水体投放上述微生物菌种，从而达到对污染水体中的目标污染物进行有效去除的目的。该作用过程中，污染水体的目标污染物会直接参与微生物的生长变化。而通过共代谢作用实现的水污染治理，则是指在污染物质的降解和处理中，受污染水体中的污染物质不被作为碳源，直接在微生物生长变化中进入，而是通过生物强化技术处理的微生物，对其污染物质结构进行改变，从而达到污染物质的有效降解与处理。

（二）生物强化技术的应用优势

生物强化技术在水污染治理中应用具有治理效率高、成本低、适用范围广泛等特征。其中，应用生物强化技术进行水污染治理，是通过对微生物特性的充分应用，并且能够通过反复投加菌群，以达到较好的治理效果。因此，采用生物强化技术进行水污染治理，人们能够对其治理成本进行有效控制，同时还可以通过与传统的活性污泥法等技术手段结合运用，在促进其治理效果提升的同时，也能够提高治理的经济效益。生物强化技术进行水污染治理的效率也比较高，这与微生物菌种本身的较强适应能力有着较大的关系，并且利用微生物菌群进行污染水体中有机物质的降解和处理，还能够避免污染转移而引发的二次污染，再加上其治理周期较短，因此治理效率较高。生物强化技术应用于水污染治理，不仅能够实现大范围污染水体的有效降解处理，而且在一些水质较差且盐分较高的污染水体治理中，也具有较好的适应性，因此，生物强化技术进行水污染治理的适用范围较为广泛。

四、污水处理过程中生物强化技术的应用探究

（一）解析污染水体

生物强化技术还能够通过对污染水体中的污泥性能进行改善，以及通过基因水平转移、生物修复、固定化生物强化和直接作用等功能，在水污染治理中有效运用。分析如下：

1.污泥性能改善

水污染治理中，生物强化技术还能够通过自身对污泥性能的改善作用，来实现污染水体的有效治理。其中，在进行水污染治理时，由于污泥上浮会导致水污染程度加剧，实现对污泥性能的合理控制，这也是促进水污染治理以及提升其治理效果的关键。实践证实，采用生物强化技术进行水污染治理的过程中，通过应用苯酚降解菌，能够实现污染水体污泥性能的有效改善，从而对保障其水污染治理效果。

2.基因水平转移

采用生物强化技术进行水污染治理时，通过对微生物菌群的合理筛选，促进其在污染水体治理中适应能力的提升，显著提升其治理效果。应用实践显示，通过对微生物的新陈代谢能力进行强化，能够明显提升微生物菌群在污水处理中的有效作用，从而利用生物强化技术达到较好的水污染治理效果。

3.生物修复技术

利用生物修复功能进行强化，以实现水污染治理，在水土的恢复治理中应用较多。在实际应用中，通过进行有效的处理，促进微生物中的有害物质向无害化转变，进而达到污染治理和控制的效果。这种方法在实际应用中不仅能够避免二次污染，而且其成本较低，应用优势较为突出。

4.固定化生物强化

固定化生物强化技术在水污染治理中的应用，以吸附法和包埋法为主要形式表现，并且两种方法在实际应用中较为广泛，且具有较好的水污染治理效果。以吸附法为例，该方法是以物理吸附的方式提供微生物代谢或降解过程中所需的营养物质，有效促进其生长，从而充分发挥其在水污染治理中的功能和作用，达到较好的治理效果。

5.直接作用

在水污染治理中，可通过对基因重组与筛选等方法的应用，促进微生物代谢能力的提升，并对其进行复制后投入污染水体中，能够对污染水体中的污染物质进行有效降解和处理，从而达到较好的水污染处理效果。此外，在实际应用中，还可以利用高效的降解微生物和碳源去除污染水体中污染物质。其中，微生物在对污染水体中的污染物质进行有效降解与处理时，是利用依附与游离等方式实现的。

（二）解决污染物堆积问题

在传统的化学污水治理过程中，通过化学变化产生的化学沉积物往往会造成污水处理的二次污染，污水处理人员也需要定期通过清理污染处理中堆积的化学结合物来整体污水治理的有效运行。这样的清除工作往往需要大量的人力、物力，同时也需要暂停反应池的工作，从而大大延长了污水处理周期。而生物强化技术能够与不同污染物进行结合，生物强化技术中的微生物菌群对污染水体中的有机物能够进行降解，与水体的其他物质化学有机结合，达到水污染治理与污染物质的有效降解。通过自我降解的方式，帮助解决污染水质当中的污染物沉积问题，从而从根本上减少污染水质中沉积的可能。通过实验可以发现，在污水处理过程中，污水处理人员通过在氧化沟中引入生物强化技术所形成的有效生物群落，投入微生物共代谢基质，能够在数周时间内完成对于污水处理沉积物的主动降解工作,从而促进水体中污染物质的有效处理。这样不仅能够大大提升污染水源的整体除污效率，也能够减少污水处理人员的污染物处理次数，从整体上降低了污水处理的基本运营成本。

（三）促进污水治理体系的稳定有效运行

传统化学试剂在污水治理的实际应用，往往需要针对不同的化学反应进行周围环境的不断调整，从而使得在不同阶段促使不同的化学反应达到更高的反应速率。这样的污水处理体系大多依赖于外部环境的稳定性，每当外部环境出现波动的时候，都会影响污水处理的实际效率。而采用新型的生物强化技术进行污水处理工作时，能够更好地避免因为环境因素造成的。众所周知，生物强化技术中的微生物菌群具有很多的特殊功能，除了对污染源起到降解、分散的作用，生物强化技术中的微生物还具有极强的适应能力，在高浓度的污水处理中合理利用生物强化技术，能够保证微生物的活性特质，快速降解污水中的有机物质，使得有毒物质分解，防止污染源转移和扩散，有效避免了二次污染。不仅如此，在对污染源进行降解时，生物强化技术的应用周期较短，在很大程度上提升了污水治理的效率，能够在短时间内起到污水治理的作用，减轻了工作人员的工作量和工作难度。同时，可以引入不同环境下都能够顺利进行自我降解的生物群落进行污水处理，保证在不同的环境中都有相应的污水治理菌落进行高效的去污工作，从而实现生物强化技术在污水治理方面的应用，最终提升整体污水治理体系的稳定性。