淺析現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)

第第頁淺析現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染控制中的應(yīng)關(guān)鍵詞:現(xiàn)代生物技術(shù)廢水生物處理生物修復(fù)水處理劑

0引言

隨著工業(yè)的高速進(jìn)展,水環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)峻地威逼著人類的生存環(huán)境,制約著社會和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步進(jìn)展。因此,水污染掌握成為全世界共同關(guān)注的問題。目前的水處理技術(shù)中,生物處理法已成為世界各國掌握水污染的主要手段,尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染掌握領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段,主要應(yīng)用于廢水處理、生物修復(fù)以及微生物水處理劑等方面。

1現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容與特點(diǎn)

現(xiàn)代生物技術(shù)是指以DNA技術(shù)為先導(dǎo),包括微生物工程、細(xì)胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質(zhì)工程和生物修復(fù)技術(shù)在內(nèi)的一系列生物高新技術(shù)的統(tǒng)稱[1,2]。其中每個(gè)方面都有其特定的理論根底和不同的應(yīng)用領(lǐng)域,但它們之間又互相補(bǔ)充和連接,形成一個(gè)完好的體系。

生物技術(shù)的特點(diǎn)大致有[3]:①以生物為對象,不依靠地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用;②在常溫、常壓下進(jìn)展,過程簡潔,可連續(xù)化操作,并可節(jié)省能源,削減環(huán)境污染;③開拓了生產(chǎn)高純度、優(yōu)質(zhì)、平安牢靠的生物制品的新途徑;④可解決常規(guī)技術(shù)和傳統(tǒng)方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要制造新物種、新品種和其他有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的生命類型。

2現(xiàn)代生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用

廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進(jìn)展轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化,從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術(shù)進(jìn)展快速,好氧法、厭氧生物法以及生物發(fā)酵法已趨于成熟,所以,這里只介紹固定化等新興技術(shù)。

2.1固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)。進(jìn)入80年月后國內(nèi)外開頭應(yīng)用這種具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的新技術(shù)來處理工業(yè)廢水和分解難生物降解的有機(jī)物質(zhì),一些具有特異性的優(yōu)勢菌種不斷得到改造或制造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進(jìn)展固定化后,菌體密度提高,大大提高了處理效率,尤其是對難降解有毒物質(zhì)有明顯優(yōu)勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯(lián)固定化細(xì)胞技術(shù),將篩選的高效優(yōu)勢脫色菌種固定在活性污泥上,投加于“厭氧—好氧—生物濾池”工藝流程中,處理印染廢水,結(jié)果說明:出水色度極低,處理后的水可回用[4]。

2.2生物強(qiáng)化處理技術(shù)為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從自然界中篩選的優(yōu)勢菌種或通過基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質(zhì)。主要強(qiáng)化方法有:①高濃度活性污泥法,以高污泥濃度和長泥齡來促進(jìn)對難分解物質(zhì)的處理,加快反響速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在一般活性污泥中參加無機(jī)鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性污泥,具有高濃度活性污泥法的特點(diǎn),主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法,綜合利用微生物氧化力量和活性炭良好的吸附力量,使二者產(chǎn)生協(xié)同增效作用。在該系統(tǒng)中,每g活性炭去除1~3gCOD,分解廢水毒性力量明顯增添,同時(shí)提高脫氮水平。

2.3生物反響器技術(shù)生物反響器技術(shù),是現(xiàn)代生物技術(shù)進(jìn)展的一個(gè)主要方向。現(xiàn)代化的新型生物膜反響器,其共同特點(diǎn)是反響器內(nèi)裝有比外表大的載體,有利于微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反響條件優(yōu)越,污染物具有充分的時(shí)間與微生物接觸,有利于增添微生物的分解代謝力量。目前,2000m3的反響器已經(jīng)問世。雖然其處理力量較低,造價(jià)較高,但其管理便利,運(yùn)行費(fèi)用低,所以歐美地區(qū)約有7%的污水處理廠采納該技術(shù)[6]。

3生物修復(fù)技術(shù)

生物修復(fù)技術(shù)[7]是利用生物,特殊是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現(xiàn)場降解為CO2和H2O或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的工程技術(shù)系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)正被用于去除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解,但微生物可將其轉(zhuǎn)移或降低其毒性。為了加快去除污染物的'進(jìn)程,經(jīng)常采納很多強(qiáng)化措施,使自然生態(tài)系統(tǒng)維持原狀的前提下,使受污染的環(huán)境得以修復(fù)。討論說明,生物修復(fù)與傳統(tǒng)的物化法相比具有以下優(yōu)點(diǎn):①經(jīng)濟(jì),僅為物化法30%-50%;②對環(huán)境影響小,不產(chǎn)生二次污染,遺留問題少;③最大限度地降低污染物的濃度;④修復(fù)時(shí)間較短,就地修復(fù),操作便利。

生物修復(fù)中主要涉及兩大問題,即有效性和平安性評價(jià)。為提高有效性今后將應(yīng)用分子微生物學(xué)分別、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復(fù)的平安性評價(jià)水平,需進(jìn)展鑒定微生物的分子生物技術(shù),以確定微生物在環(huán)境中的去留和基因[8]。

4微生物水處理劑

微生物水處理劑主要集中在以下幾個(gè)方面:①微生態(tài)制劑。微生態(tài)制劑是一種由優(yōu)勢互補(bǔ)的微生物菌群、繁殖促進(jìn)劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑,已經(jīng)在保健領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。用于環(huán)境凈化的微生態(tài)制劑由于其應(yīng)用范圍廣、使用平安、無副作用,為區(qū)域環(huán)境保護(hù)供給了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的討論開發(fā),已有采納微生態(tài)制劑原位修復(fù)水體的勝利實(shí)例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個(gè)新的進(jìn)展方向,主要有兩大類:一類是高比外表積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物;另一類是集生物吸附和生物降解力量為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術(shù)使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復(fù)利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),通過微生物發(fā)酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和平安性的新型、高效、無毒的廉價(jià)的水處理劑,這些是無機(jī)或有機(jī)合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點(diǎn)是降解性能好,本錢低,無二次污染等。目前,已篩選出19種具有絮凝力量的微生物,其中,霉菌8種,細(xì)菌5種,放線菌5種,酵母菌1種[10]。隨著生物技術(shù)的進(jìn)展,微生物水處理劑的開發(fā)與應(yīng)用具有良好的前景。

現(xiàn)代生物技術(shù)在水污染掌握領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景。但筆者認(rèn)為,今后應(yīng)從四個(gè)方面進(jìn)展深化討論:①分別、