生物强化技术用于水污染治理的实践研究

韩晶晶

摘  要：水污染問题已经是后工业时代不得不重视问题，关系着当前人们的生活与社会经济发展。随着技术进步，水污染治理手段也逐步革新，生物强化技术开始得到应用。开展对生物强化技术在水污染治理的实践研究，从生物强化技术等相关概念入手，总结生物强化技术发挥的重要作用。分析影响生物强化技术在水污染治理中应用效果因素，探索生物强化技术在水污染治理中的不同实践。希望以此提升该技术在水污染治理中的运用实践效果，改善水质，促进水资源环境可持续发展。

关键词：生物强化技术  水污染治理  影响因素  实践分析

中图分类号：X71        文献标识码：A

Practical Research on the Application of Bioaugmentation Technology in Water Pollution Control

HAN Jingjing

（Shanxi Conservancy Technical Institute， Yuncheng， Shanxi Province，044000 China）

Abstract： The problem of water pollution has become a problem that has to be paid attention to in the post-industrial era， which is related to the current people's life and social and economic development. With the progress of technology， the means of water pollution control have been gradually innovated， and bioaugmentation technology has begun to be applied. This paper carries out practical research on bioaugmentation technology in water pollution control， summarize the important role of bioaugmentation technology in water pollution control from the related concepts such as bioaugmentation technology， analyzes the factors that affect the application effect of bioaugmentation technology in water pollution control， and explores the different practices of bioaugmentation technology in water pollution control， hoping to improve the practical effect of the application of the technology in water pollution control， improve water quality and promote the sustainable development of water resource environment.

Key Words： Bioaugmentation technology; Water pollution control; Influence factor; Practical analysis

社会经济高速发展中工业释放了释放大量污染物，而且大部分的污染物被排放到水环境中，对水质造成严重污染，不仅仅破坏生态环境也影响了该区域居民的生活质量。随着现代工业化进程，工业发展多样化造成的污染物也多样化、复杂化、浓度越来越高，常规的生物处理技术很难解决现在的污染问题。对此创新生物处理技术、降解方式、提升生物性能成为提升水污染治理效果的重要路径，当前生物强化技术已经在水污染治理中应用，取得一定成果，在传统生物处理系统中引入特定功能微生物，提升了污染治理效果，也降低治理成本。将生物强化技术用于水污染治理实践研究，有助于进一步了解生物强化技术，发挥其积极价值。这对确保水质安全，促进社会生态环境改变，对人类社会可持续发展具有重要价值。

1  生物强化技术概述

1.1  生物强化技术概念

生物强化技术在20世纪90年代就开始出现，随着社会发展逐步被重视，这些技术应用投菌法或生物增强技术确定特殊微生物菌群，达到对污水中污染物降解的目的[1]。生物强化技术的应用形式简言之，就是在水污染治理过程中将特殊菌种投放在污水治理的区域，利用在菌群发育的自然增长数量提升污水中的菌群浓度，快速处理污染物达到迅速降解水污染净化水源的目的。

生物强化技术在水污染治理应用过程中包含了不同的作用类型，，具体叙述如下。首先，共代谢作用。这一作用对难以降解的有害物质有显著的功效，通过微生物改变其内部生长结构，达到治理效果。例如：采用丙烯、甲烷产生的氧化酶代谢三氯乙烯，达到降解水体有害物质的目的[2]。其次，直接作用。采用微生物直接降解水中的有害物质。最后三是水平作用。通过生物强化技术引入特定的微生物菌种，利用这些特定的微生物菌種基因，形成表面代谢与交换，达到降解水体有害物质的目的。

1.2 生物强化技术应用优势

一方面降低了水污染治理成本。生物强化技术应用不仅能够防止菌群退化，也可以增加菌群的数量，提升污水治理的效率，降低污水治理的成本。与此同时新型生物强化技术在传统的污水治理中也能增强污泥的活性，提升治理效率。另一方面是生物强化技术有效地提升治理效率。生物强化技术在应用过程中通过特殊的菌群对水污染的有机物进行降解。这类技术中应用的微生物菌群适应能力强，即使在高浓度的污水当中依然能够保持良好的活性，提升污染物的分解效率，降低污水的处理时间。而且在生物强化技术应用的微生物菌群在水污染降解过程中不仅不会转移原来的污染物，也不会对水体造成污染，对比传统污水处理技术效果显著。除此之外，生物强化技术操作简单，提高了污染治理效率。且整个过程简单便捷，极大地减少了污水处理的工作难度，也能保证水污染治理的规范性与科学性。

1.3  生物强化技术中强化菌来源

1.3.1 自然环境筛选

生物强化技术水污染治理中应用发挥强化作用的强化菌，从自然环境中筛选强化菌是一个较为常见的形式。首先是，选择特定环境，将菌株与环境分离，对这些菌株再次筛选，获得高效且具有降解功能的菌株。其次，加入突变剂让这些菌株的酶活性增加，效应因子分子以及胞外酶的分泌也增加。最后是，发酵处理，培养出生物强化技术需要的酶[2]。这样的方式优势是简单，容易获得菌剂，所以目前的技术较为成熟。

1.3.2 制造基因工程菌

制造工程是充分借助生物强化技术能引入基因特征，引入繁殖能力好适应能力强菌株，进行工业化处理，提升水体中有害物质的降解效率。水污染治理过程中采用这样的形式制造出的基因工程菌应用的时候会与原水质有效地融合，或者是通过质粒介导进行基因的转移。比如：如三氯乙烯产生的时候需要芳香烃作为化合物，这时候引入Tn5会产生PR1，进而有效地降解水体中的有害物质。同时加入TCE邻甲苯单氧化酶也能够消除芳香烃在降解过程中产生的有害物质[3]。

1.3.3 商业菌剂

目前市场上存在的商业菌剂包括液态形式和干化形式，基本可以分为兼性菌、异养菌、自养菌三种类型。商业菌也是自然筛选强化菌的形式之一，它通过现代工业降解方式将菌株加工成制剂或者是干粉，这样的菌剂形式应用更加方便，随时可以进行污染治理，且在水污染系统治理过程中启动时间短，迅速溶于水。当然是在水污染治理过程中若是要购买商业菌剂，必须要与实际环境相结合，选择耐高温、耐低温，并且具有抗高污染能力与重金属污染的商业菌剂品种。

2  生物强化技术在水污染治理中的功能

2.1 常规功能

现有水污染治理系统是一个综合性工程，在生物强化技术应用的过程中发挥着不同方面的作用。其中常规功能主要表现在两个方面：一方面工作人员接触微生物降解水中污染物。多数水污染中都含有有毒有害物质，这一过程中采用生物强化技术的微生物降解，不仅能够达到去污染物的效果，也满足了排放标准。在这一过程微生物之所以发挥有效作用，主要是因为微生物经过了前期筛选和诱变，微生物的代谢能力更强，对水中污染物处理有显著优势，快速加速污染物的分解，达到治理目的。另一方面，工作人员通过前期诱变微生物的方式得到了碳源、氨源，在水污染物降解时候这些可以依附或游离在水体表面，也能够发挥降解作用，迅速达到降解效果。

2.2 共同代谢功能

将生物强化技术用于水污染治理也有其他的作用，共同代谢功能则是较为突出一种作用形式。主要是水污染治理过程中因为有多种污染物共同存在，很难达到全面快速治理的目的，一旦治理效果不如预期可能会加重水体污染。为此在水污染治理中会添加其他的微生物，达到更好地降解水中污染物的目的。例如：利用微生物中添加一些营养物质，可以改变污染的内部结构，促进微生物的成长，实现共同代谢的目的，降解水中污染物，也能提升水污染治理的质量与效率[4]。值得注意的是在水污染治理中污染物被治理后也会形成新的物质，如氧化酶，这些物质长久存在也会成为新的污染物。

2.3  基因转移功能

现代人们生活水平提升，开始关注生活质量、生活环境等方面，水污染治理问题一直是社会热点。而想要提升水污染的治理效率，不能离开生物强化技术的支持，其中基因转移技术也是生物强化技术用于水污染治理的重要一点。如在水污染治理中寻找到一种特定的微生物，这种微生物与生物强化技术相结合后可以提升水污染治理的工作效率、处理质量，并且可以降低水污染的处理成本。

2.4  固定化生物强化功能

固定化生物强化也是生物强化技术应用于污水治理的一个重要功能体现，通常包含吸附法、包埋法、交联法这3种方式三个方式。一是吸附法。这种形式是一种物理吸附形式，重点是对污水处理中的杂质进行清除。二是包埋法。这样的形式应用中关键是发挥凝胶的作用，达到将污水中的微生物引入到载体中，这样可以极大地提升生物强化技术在污水中的清理速度，提升清理效果。而且操作简单、高效被广泛应用。三是交联法。这一形式可以让固定化载体与微生物细胞间形成有效互动，进而达到对污水清理的目的。

3  影响生物强化技术用于水污染治理效果的因素

3.1 菌种投放数量

通常水污染处理过程中在固定区域投放菌种，投放的数量越多，达到的治理效果越明显。但是有时候即使达到区域应用菌种数量，也可能因为其他因素影响，导致处理效果不如预期。如投放数量足够，但是投入菌种的活性不高、稳定性较差的时候，也会影响实际治理效果，为此要结合实际科学选择投放菌种。

3.2  菌种投放方式

水污染治理中生物强化技术的应用效果也很会因为菌种的投放方式产生不同预期效果。大部分菌种投放的时候都会采用直接投放形式，但是应用中也会出现投放差错，如在投放微生物的时候被原生物吞噬，这不仅不能达到水污染治理的效果，也会降低效率增加治理成本。同时为防止菌体流失，可以在菌种投放的时候结合实际情况采用固定化技术，保证投入的菌种发挥实际效果，去除污染物。

3.3  营养物的质量

在生物强化技术应用污水治理中除了菌种投放方式、投放数量之外，投放营养物的质量也会降低最后的水污染治理效果。微生物的生长与营养物质有着密切的关系，对此技术人员在应用实施中需要确定营养物质的质量符合技术应用的标准，以此保证生物强化技术在污水处理的中发挥实际作用，达到降解污染物质的目的。同时在生物强化技术应用中也要为微生物提供一个良好的环境，保证其中的微量元素，如磷蛋白。对营养物质要结合实际进行配比才能达到降解污染物的目的，也能为后续水污染治理提供良好的基础[5]。

4  生物强化技术用于水污染治理的实践

4.1  利用生物强化技术开展水污染治理

虽然随着城市发展建设越加迅速，人们得到良好的生活条件，但是水污染的情况也愈加严重，对人们身体健康造成威胁。为此要加速推动高质量水污染治理工作的推进，工作人员需要充分利用生物强化技术，加速对水中污染物的分解速度，达到快速、高效治理的目的。采用生物强化技术治理水中污染物可以有效降解水中有毒有害物质，确保水排放符合标准。该技术应用也能一定程度上降低工作人员的压力，减少时间成本，为社会提供良好的额水文环境。与此同时在生物强化技术应用水污染治理中的时候也要注意本技术与其他生物修复技术相结合，这样的联合应用形式能够提升水污染的治理效率。对于水污染治理环境较为复杂的环境，多数情况下需要不同技术与之结合，确保水污染治理的推进速度，更快达到预期治理效果。

4.2  利用生物强化技术改善污泥性能

水污染对人們的生活和未来都产生重要的影响，导致水污染的原因多样化，如工业污水排放量过高等都容易导致水体污染。为了提高水污染的治理效果，工作人员利用生物强化技术更快地达到目的。首先，借助生物强化技术，进一步改变水污染中污泥的性质。有水污染治理实践调查表明，以往污水的治理效果不如预期，除了技术水平落后之外，污泥的性质难以改变也是一个重要的原因。在水污染治理中的污泥活性不高，而加入生物强化技术之后，有效地提升了污泥的活性，能够增强水中污染物的降解速度。其次，在水污染治理过程中会有多种因素相互影响，因而利用生物强化技术时候需要工作人员有较强的理论与实践经验，以此才能达到更好的污水治理目的。对此生物强化技术在水污染治理应用的时候，要注意各项数据统计为以后的水污染治理提供参考。生物强化技术本身是一种采用微生物选育技术达到水污染治理目的新型形式，而且费用低、应用范围广、治理的效率高，所以要达到更好的应用效果让工作人员必须不断地更新自身的知识，强化对该技术的认知。最后，在现代社会发展过程当中生物强化技术与水污染的应用治理不仅保护了人类用水安全，为社会组织与发展提供保障。

4.3  利用生物强化技术提高系统抗负荷冲击能力

虽然当前生物强化技术被广泛应用于水污染治理，但是由于水污染治理的难度大，也需要适当地融入其他方面的科学技术，达到更好的治理效果。首先，为了保障污水治理功能井然有序地进行，参与治理工作人员必须对生物强化技术有足够的了解，这样才能在应用过程中合理投放菌种，选择与之相适应的投放方式，提供必要的营养物质，以此提升生物强化技术应用中系统负荷冲击能力，最大程度提升水污染治理的效果与效率。其次，生化强化技术提高微生物的降解能力。例如：活性污泥系统中加入适当的苯酚降解菌株可以提升污水的治理效果。最后，在生物强化技术研发过程中要重点突破生物强化技术系统负荷的冲击能力，为后续的水污染治理提供更多的技术支撑。

4.4  利用生物强化技术，加快系统的启动速度

传统方式在水污染治理过程中效率低是受到多种因素影响的，例如：相关人员不重视现代技术应用，依旧使用传统的方式，无法达到预期的治理效果。对此在水污染治理过程中生物强化技术作为一个辅助传统治理形式的新技术，能够有效地提升治理效率。实践研究发现通过EM菌剂培养生物膜、活性酶处理垃圾渗透液，能够迅速提升启动速度达到治理效果[6]。一是生物强化技术应用也缩短了水污染治理的生化启动的时间，进一步降低了水污染的处理成本，提升工作效率。二是将该技术应用于水污染治理也能够弥补传统治理方式中的不足，防止各种不良因素在水污染治理中产生的不利影响。在水污染治理过程中菌株投放形式不当、投放形式不规范等都会增加污水的治理成本，通过生物强化技术加速的启动效率，自然降低了不良因素的影响[7]。三是在生物强化技术应用于水污染治理的时候，要对各项不良原因进行分析，寻找解决措施，清晰地认识生物强化技术应用的优势，能够发挥该技术在水污染治理中的实际作用，更快地达到水污染治理的目标。

5  结语

随着人们生活观念变化，低碳、环保、绿色可持续发展理念深入人心，社会公众对水污染治理的关注度越来越高。对生物强化技术的研发投入逐步提升，推动该技术水平的进步，能够进一步提升污染物的降解效率。生物强化技术具有成本低、适用范围广的优势，又能增强对难降解有机物的降解速度，成为当前水污染治理中的重要技术之一。生物强化技术治理水污染主要依賴于强化菌剂，主要是自然环境筛选、制造基因工程菌、商业菌剂，发挥其不同的作用达到降解污染物的目的。但是在应用中也有不同的因素会影响生物强化技术的水污染治理效果，这与投放菌种数量、投放方式、营养物质量相关。为此在生物强化技术应用水污染治理的时候则需要结合实际综合分析各种影响因素，科学选择，才能更好地发挥生物强化技术在水污染治理方面的性能达到治理目的。

参考文献

[1]郑瑞欣.水污染治理中生物强化技术应用分析[J].皮革制作与环保科技，2022，3（17）：25-27.

[2]卢少勇，国晓春，王宇娜，等.低污染水的定义、水质净化与资源化利用[J].农业资源与环境学报，2021，38（5）：716-721.

[3]艾文静.探讨水污染治理中生物强化技术的应用[J].皮革制作与环保科技，2021，2（14）：12-13.

[4]王曦.探讨水污染治理中生物强化技术的应用[J].低碳世界，2021，11（6）：74-75.

[5]王亚军，蔡文娟，王惠.生物强化技术及其在污水处理中应用研究评述[J].生态环境学报，2020，29（5）：1062-1070.

[6]徐丽，王金倩，向星.厌氧生物强化水处理技术研究概述[J].生物学教学，2019，44（2）：4-5.

[7]王秀珍.水污染治理中生物强化技术应用研究[J].资源节约与环保，2020（12）：81-82.