蒙志良

（深圳市环境工程科学技术中心有限公司，广东 深圳 518000）

生物强化技术用于废水治理领域的分析

蒙志良

（深圳市环境工程科学技术中心有限公司，广东 深圳 518000）

文章首先简要分析了生物强化技术的作用机理及其效果，在此基础上对生物强化技术在废水治理领域中的应用进行论述，期望能够对促进生物强化技术在废水治理领域中的推广应用有所帮助。

生物强化技术；废水；处理

1　生物强化技术的作用机理及其效果分析

所谓的生物强化技术，具体是指在生物处理系统当中，通过特定物质的投加，如微生物、基质类似物、营养物等，使处理系统本身的污染物降解能力获得大幅度提升，在此基础上加快降解速率，从而使含有难降解有机物的废水得到有效处理。

1.1作用机理

由于生物强化技术是通过投加具有特殊作用的微生物，来达到增强自然菌群生物量的效果，从而使菌群对污染物的反应得到强化。投加到自然菌群当中的微生物与菌群之间的相关作用，就是生物强化技术的作用机理，具体体现在如下两个方面：

（1）直接作用。这是生物强化技术最为显著一种机理，其借助如下几种技术手段，如驯化、诱变、筛选、基因重组等，能够获得以待降解目标物为主要能源及碳源的微生物，当微生物投加到生物处理系统后，可以使系统的污染物去除效果获得显著增强。

（2）共同代谢。在一些具有毒害性的物质中，微生物不能将之当成能源和碳源。换言之，在这样的物质中，微生物是无法持续生长的，而其它的基质条件可以使这种有害的化学结构得到改变，并使其达到可降解的效果。举个简单的例子说明一下，在芳香烃为基质生长的菌，能够产生出氧合酶，它能够对TCE进行代谢。

1.2效果

通过生物强化技术能够达到如下效果：

（1）可以使污染物的去除率获得大幅度提升。与常规的废水处理技术相比，生物强化技术能够显著提升处理系统对废水中BOD、TOC和COD的去除率。相关研究人员在条件相同的前提下，对比了添加高效混合菌群的SBR废水处理系统与常规SBR废水处理系统对造纸废水的处理效果。实验结果表明，前者对废水中COD的去除率可以达到91%左右，而后者仅为79%左右。

（2）有助于污泥产量的减少。通过生物强化技术能够使污泥的产量有所减少，实践表明，采用生物强化技术后，可以使污泥的容积降低17%～30%左右。随着污泥产量的减少，出水水质会随之获得有效改善，排放污泥时所需的能耗也会降低，达到了一举多得的目的。如，在对焦化废水进行处理的过程中，投加酚氰高效降解菌，可以使污泥的沉降比从原本的45%左右降低到20%，污泥总量则可降低50%左右。

（3）经济效益明显。近年来，在国家大力提倡发展工业产业的推动下，工业企业的规模较之以往不断扩大，其在生产过程中产生出来的废水中的有机污染物成分随之增加，浓度也有所提高。企业最初建设的废水处理系统已经很难满足使用要求，为了确保处理后的废水能够达到相关标准的要求，企业不得不购入价格昂贵的废水处理设备，或是对现有的废水处理工艺进行技术改造，从而导致了原有的处理系统和装置作废，这给企业造成了巨大的经济损失。通过生物强化技术，可以使处理系统的处理能力获得进一步提升，由此系统不需要额外增添其它设备，也能达到废水处理标准，从而给企业节省了大量资金，经济效益十分显著。

2　生物强化技术在废水治理领域中的应用

2.1菌群的培植

在应用生物强化技术对废水进行处理的过程中，菌群的培育是重要环节，目前较为常用的高效培育方式有以下几种：

（1）筛选。由于能够对废水中污染物进行处理的菌群，一般都是与其它的微生物相混杂。为此，需要从混合体中，将能够用于废水处理的菌群分离出来，通过发酵培养之后，加以利用。在对高效菌群进行筛选的过程中，可以借助选择性培养基，将具有降解功能的微生物分离出来，通过多次分离纯化后获得高效的微生物，这部分微生物可用于生物强化。现阶段，筛选是获取高效菌群的主要方式，但由于其效果取决于自然生态环境，所以在获取的过程中，需要采取有效的方法和措施对环境因素进行控制。

（2）构建。这里所指的构建，是对基因工程菌进行构建，具体是通过微生物遗传学对微生物本身的遗传性状进行改进，从而使其生物活性得以增强，这样便可以适应各种应用环境，如高毒性、高浓度等等，有助于废水处理效率的提升。通过构建获得的基因工程菌，除了能够对浓度和毒性较高的污染物进行降解之外，还能使处理系统的抗冲击负荷性能获得显著提高。

（3）购买。通常情况下，大部分微生物制剂，都是由人工培育或是自然筛选获得的，然后将之附着在某些特定的载体上，制作成干粉状后，便形成了制剂。购买是获取商业菌剂的一种重要途径，此类菌剂中含有能够对废水进行有效处理的微生物群落，主要由自养和异养构成。在对此类菌剂进行选择时，需要重点注意如下事项：选择的菌剂应当能够在低温或高温环境下正常生长，并且还要具备抵抗高浓度污染物的能力，同时可以在较为宽泛的介质中生存，能产生出生物表面活性剂。

2.2生物强化技术在废水处理中的具体应用

（1）工业废水。在各种工业废水的处理中，生物强化技术获得了一定的应用，并达到了预期中的处理效果，如表1所示。

表1　生物强化技术在工业废水中的应用效果

石油化工作为我国重要的工业产业，其废水排放量相对较大。在对液化气、汽油和柴油进行碱洗的过程中，会产生出大量的碱渣废水，这部分废水中含有S、N、O等物质会发生相互反应，其CODcr的含量非常之高，且含有大量有毒有害的污染物。通过生物强化技术，可以对石化生产中的碱渣废水进行有效处理，首先采用酸化工艺对碱渣中的环丙酸进行提取，并将剩余的碱渣放入反应器中进行生物强化处理，然后对处理后的污水进行无害化处理，便可使碱渣废水达到国家要求的排放标准。

（2）城市污废水。与工业废水相比，城市污废水的处理难度相对较小一些，这部分废水中所含的有机质大多都可以通过生物技术进行降解。然而，随着近年来生活水平的不断提升，人们对化妆品、洗涤剂等产品的使用越来越多，由此导致污废水中油脂、氮磷营养物质、表面活性剂以及难以降解的有机质含量增多。不仅如此，城市污废水的排放量也比工业废水大很多，这也在一定程度上增大了处理难度。生物强化技术在城市污废水处理中的应用，可以使处理系统的降解效果显著提升，出水水质也能达到国家标准要求。如：通过生物强化技术对活性污泥系统进行改造后，可以使原系统变为强化生物除磷反应器，由此所产生的污泥对进水中磷的波动具有良好的抵抗能力。

3　结束语

综上所述，废水对水生态环境具有一定程度的影响，为使这种影响降至最低，需要对其进行有效地处理。随着废水中污染物含量的增多，常规的处理技术很难达到相关标准的要求，如果对技术工艺进行改造，则需要投入较大的资金。通过生物强化技术的应用，则可在不改变原有技术工艺的前提下，达到有效处理废水的目的，其经济效益和环保效果非常显著，具有良好的推广使用价值。

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［2］叶姜瑜，石玉竹，刘磊，等.生物强化技术处理某合成制药厂废水工程实例［J］.环境工程，2015，（8）：87-89.

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