水污染治理中生物强化技术的应用

时间：2024-08-31

吴涛李祥杨芬芬刘天成董鑫

摘要：随着我国水污染程度的日益加深，新技术在水污染治理中的应用越来越普遍，而在此过程中，最常用的一项技术就是生物强化技术。相比于其他类型的技术，在使用生物强化技术进行水污染治理的过程中，其虽然会受到多种外部因素的影响，但是，治理效果十分明显。本次研究中，本文就针对水污染治理工作的开展过程中生物强化技术应用的相关问题进行了具体探讨。

关键词：水污染治理生物强化技术环境测试应用

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）10（a）-0107-03

Abstract： With the deepening of the degree of water pollution in China， the application of new technology in water pollution treatment is more and more common， and in this process， the most commonly used technology is the biological reinforcement technology. Compared with other types of technologies， in the process of water pollution treatment with biofortification technology， although it is affected by various external factors， the treatment effect is very obvious. In this study， the paper discusses the problems related to the application of bioreinforcement technology in the process of water pollution control.

Key Words： Water pollution control; Bioaugmentation technology; Environmental testing; Application

伴隨我国工业的发展速度持续加快，污染物的数量也在持续增加，部分类型污染物的降解难度整体较高，如果直接将这些污染物排放到水体中，就会对生态环境造成严重破坏，并使周边地区的正常用水受到严重影响。有一部分化工污染物具有浓度高、成分复杂、数量大的特点，采用传统的生物菌剂以及生物处理系统则很难发挥作用，其处理效果也很难达到现实要求，因此，在对水污染物进行处理的过程中，就需要选择新型的降解方法和技术。与传统的生物处理技术不同，生物强化技术在处理污染物的过程中具有更高的效率，能够使水中污泥的性能得到有效改善，在此基础上，使生物体处理系统在实际运行的过程中，稳定性能够得到大大增强，因此，在水污染治理工作的开展过程中，生物强化技术也得到了十分广泛的应用。

1 生物强化技术的内涵

生物强化技术是投菌法的一个重要分支，与此同时，也被称作生物增强技术，它的主要作用在于对可能污染水源的排放物进行预处理，这项技术最早出现于20世纪90年代，在20世纪90年代后期，这项技术的应用已经十分广泛。

所谓生物强化技术，主要指的就是通过相应的渠道，在传统生物处理系统中加入具备一定功能的微生物，在此基础上，有效提升水体内微生物的浓度，当水体内具备一定程度浓度的微生物的时候，水体内的微生物就能充分发挥自己的分解作用，在此基础上，使水体内一些降解难度较高的有机物得到有效分解[1]。

在水污染治理中应用这项技术的时候，主要的操作流程如下：首先，在被污染的水中投入一定数量的特殊菌种，在此基础上，使自然菌群的浓度能够得到有效升高，在此过程中，自然菌群的生物力量也能得到充分增强并发挥，由于自然菌群自身具备较强的新陈代谢能力，因此，它们能够将水中的污染物进行有效吸收并分解，进而使被污染的水源得到清洁，净化水质。

2 水污染治理工作的开展过程中生物强化技术的应用优势

2.1 生物强化技术具有成本低的优势

在实际进行水污染治理的过程中，生物强化技术有着诸多优势，其中，最重要的一个优势就是治理成本低，经济方面的优势十分明显。在实际操作的过程中，根据水污染治理的现实需要，合理选育微生物，在此基础，能够有效避免生物菌群退化的情况出现，与此同时，也能有效避免传统水污染治理过程中反复投加菌群或是进行试验的情况出现，在此基础上，使实际治理水污染的成本能够得到较大幅度的降低[2]。而在此过程中，也可以尝试将生物强化技术与传统的活性污泥法有机地结合到一起，进而使降解污染物的过程能够得到进一步简化，切实达到控制污染成本的目标。

2.2 生物强化技术具有适用面广的优势

在实际应用生物强化技术进行水污染治理的过程中，由于这项技术具有更广泛的适用范围，处理的效率也相对更高[3]。通过利用生物强化技术，即使是处于高盐或是高浓度等恶劣的环境中，微生物的活性依然能够得到有效的保证，因此，在实际针对毒性较大、污染物较高的污水进行处理的过程中，也能够收到较好的效果。在针对水中的污染物进行降解的过程中，通过合理利用微生物，在整个水污染治理的过程中，不会出现污染物随着水流动发生转移的情况，因此，这项技术有效地避免了水污染治理中二次污染问题的出现，与此同时，在实际使用生物强化技术进行水污染治理的过程中，由于治理的启动周期较短，与此同时，相比于传统模式来说，由于这一模式的参数要相对较高，因此，处理等量污染物的过程中用时更少，能够最大限度地保证处理效率。

3 在水污染治理中应用生物强化技术的作用

3.1 在常规方面的作用

通过诱变、筛选的方式对相应种类的微生物进行培育，使所选择的微生物类型能够具有更强的新陈代谢能力，在此基礎上，对相应的微生物类型进行复制操作，在被污染的水体内投入所培育的微生物，以此为基础，达到借助所培育的微生物对水体中的污染物进行降解的目的[4]。在实际应用生物强化技术进行水污染治理的过程中，这种方式本质上属于常规操作，工作人员一方面将具备较强降解能力的微生物投入到被污染的水体中，另一方面，将所获取的碳源投入到水体中，在此基础上，使被投入到污染水体中的微生物能够通过游离的状态或是依附的状态在水面漂浮，进而真正达到对水中的污染物进行分解的目的。

3.2 在共代谢方面的作用

在实际进行水污染治理的过程中，并非所有的污染物都能被微生物所降解，事实上，能够被微生物降解的水污染物只是所有污染物中的一部分，但是，在这样的情况下，若水中同时含有其余底物，则可以尝试将一些微生物添加到水体中，借助微生物自身的转化力量，使污染物的内在结构能够得到有效转化，其中，最常见的一个反应就是污染物协同，在此基础上，确保水中的污染物能够切实得到有效降解，使水污染治理的工作目标能够真正得以达成。实际操作过程中，可以尝试将一些微生物共代谢物质以及营养物质加入到被污染的水体中，在此基础上，在这些物质的作用下，使水中的原始底物能够被全面降解，水中最常见的原始底物主要包含氨、二氯苯、乙烷、酚等物质，通过对这些原始底物进行降解，能够使微生物生长过程中所需要的能量得到全面满足[5]。微生物在实际将相关的底物进行全面降解之后，会进一步生成氧化酶，进而使污染物的结构能够得到彻底转换，在此基础上，确保水体中的污染物能够得到全面降解。

3.3 在基因转移方面的作用

通过对水体中的污染物进行全面筛选，有针对性地选择相应类型的微生物，确保所选择的微生物的代谢性能和代谢基因对于水体中的污染物能够具备较强的降解作用，在此基础上，应用生物强化技术对所选择的微生物进行培育，在此基础上，使微生物构建以及自然基因之间的交换速度能够得到有效增加，使微生物的降解能力能够得到有效加强，从根本上实现水体中的污染物整体降解效率的提升。

3.4 在固定化生物强化方面的作用

在实际进行水污染治理的过程中，应用生物强化技术能够达到固定化生物强化的作用。在实际操作过程中，最常用的操作方法主要包含以下三种，第一种是交联法，第二种是包埋法，第三种是吸附法。首先，从交联法的角度来讲，借助交联操作，使微生物细胞以及固定化的载体之间能够实现互相联系，在此基础上，建立具有一定密集度的网络体系，对相应的微生物进行固化处理[6]。其次，从包埋法的角度来讲，其主要是在凝胶的作用下进行，在此基础上，在载体内部引进微生物。这种方式具有操作简单的特点，与此同时，能够使微生物自身的生物活性得到最大限度的保护，不仅具有高效的特点，同时也是一种常规的方法。最后，从吸附法的角度来讲，其基本原理是离子结合或物理吸附，通过在具有吸附能力的载体表层或是载体内部进行微生物铺垫，能够有效促进微生物繁殖，使微生物的繁殖具有良好的条件。

通过采用固定化生物强化的方式，能够使微生物的抗毒性和依附性均得到有效提升，在此基础上，有效避免微生物从载体上脱落的情况出现，使菌种能够具备较强的活性，进而实现菌种成活率的提升，避免菌种流失的情况出现。随着菌种数量的持续增加，其在污水内微生物类型中的占比也会相应增加，在此基础上，能够有效避免微生物在水体中存活期间被其他类型水中生物食用的情况出现，使其在污水中的存留时间能够最大限度得到延长，在此基础上，切实保证水污染治理工作的开展质量。

4 在水污染治理工作的开展过程中应用生物强化技术效果的影响因素

4.1 投放菌种数量的影响

通常情况下，在对被污染的水域进行菌种投放的过程中，越大的投放量，往往能够收到越明显的水污染治理效果，但是，在实际操作的过程中，由于不同类型菌种之间的活性也存在较大的差异，尤其是对于一些活性较高的菌种来说，由于通过技术手段很难测定菌种的稳定性，因此，在实际对菌种投放量进行判断的过程中，可以尝试将生物强化技术以及需要治理水域的水污染程度相结合进行考量，在此基础上，使所投放的菌种数量能够最大限度地保证合理，一方面避免菌种量投放过多影响水域内的生态平衡的情况出现，另一方面也能有效解决投放量过少达不到治理效果的问题。

4.2 投放菌种方法的影响

在实际进行菌种投放的过程中，若采用直接投放的方式或是共代谢投放的方式，虽然能够在一定程度上有效降低操作的难度，但是，在这样的操作模式下，微生物的流失概率相对较高，非常容易被水体中的原生动物吞噬，在水污染治理过程中很难收到良好的效果。为了有效解决这一问题，可以尝试采用固定化技术，在此基础上，使上述操作方式中存在的不足能够得到有效改善，减少菌体流失问题的发生概率，使菌种在水体中的存活时间能够得到有效延长，实现菌体处理效率的提升。

4.3 水体中营养物质含量的影响

通常情况下，微生物在水体中能否实现快速生长以及繁殖，一个十分重要的因素就是水体中营养物质的含量能否满足微生物在繁殖以及生长过程中的需要，在向被污染的水体内投放微生物的过程中，一方面要确保碳源的数量，另一方面还要保证水体中微生物繁殖以及生长过程中所必须的微量元素，例如，磷和碳就都是微生物生长以及繁殖过程中所必须的微量元素，在此基础上，根据实际需要对水体中营养物质的占比进行调节，使微生物能够在良好的环境中生长以及繁殖。

5 结语

综上所述，在对被污染的水源进行治理的过程中，生物强化技术发挥了十分重要的作用，其不仅能够使人民大众的用水安全得到有效保障，与此同时，也能实现水污染治理效果的提升，因此，相关人员也需要加大对这项技术的应用力度，使其对于水污染治理的积极作用能够得到充分发挥，为我国社会的可持续发展打下良好的基础。

参考文献

[1] 朱晓明.生物强化技术及其在水污染治理中的应用[J].环境与发展，2020，32（4）：119，121.

[2] 廖芸.生物强化技术及其在水污染治理中的运用分析[J].低碳世界，2020，10（2）：18-19.

[3] 陈燕华.水污染治理中生物强化技术的应用研究[J].中国资源综合利用，2020，38（1）：194-196.

[4] 王慧铭，白炼，李文俊，等.环境污染治理工作中绿色化学技术的研究进展[J].科技资讯，2017，15（31）：123-124.

[5] 陈小妹.水污染治理中生物强化技术的应用研究[J].环境与发展，2019，31（8）：95-96.

[6] 王睿，谭映宇，王震，等.水生态修复技术在城市河道污染治理工程中的应用[J].环境与可持续发展，2020，45（3）：125-129.

[7] 马海涛，何乔明.生物强化技术在水污染治理中的有效应用[J].科技创新与应用，2020（21）：165-166.

[8] 袁凯燕.生物强化修复技术在土壤重金属污染治理中的应用[J].节能与环保，2019（10）：92-93.

[9] 刘易平.浅谈生物强化技术及其在水污染治理中的应用[J].资源节约与环保，2019（4）：150.