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生物强化技术在污水处理中应用现状及未来趋势

生物强化技术在污水处理中应用现状及未来趋势 明泰环保
2023-04-14
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导读:从基础的起步研究到成果的的应用,这是一个漫长的过程和阶段,从菌株到产品应用也是需要一个积累的过程,特别是对于原创性的研究成果转化来说,更是一个漫长的时间。

摘要:随着社会发展和人们对水质要求提高,城市生活污水成分中已经常含有大量油脂、表面活性剂和重金属离子以及其他长链异形链等抑制性难降解物质,若仅仅依靠传统的土著微生物进行生物处理,已无法保证尾水达标,因此,具有多种优势的生物强化技术理所当然地拓展到城市生活污水处理领域。接下来,文章就生物强化技术在污水处理中应用现状及未来趋势展开论述。

      关键词:污水处理;生物强化;技术应用;未来趋势

1、生物强化技术的发展

        20世纪90年代生物强化技术应用于各个领域的案例就已经出现,Gouldingetal.(1988)研究了在垃圾处理的系统中引入对芳香族化合物具有高效降解功能的微生物可以使各类芳香族化合物得到降解,文中也提到由于自然界中的土著微生物不具备降解人工合成化合物的能力。进入21世纪,基因工程菌和质粒接合研究推动了生物强化技术发展,Jinetal.(2009)采用一株基因工程菌对印染废水进行脱色,实验发现经过生物强化可以增强废水中的生物活性,其反应器在适宜的环境下对废水的脱色效果更加良好。Mohanetal.(2009)将假单胞菌中具有降解甲苯和苯甲醇能力的质粒接合到受体菌株中,以此获得的优势菌株对上述的两种污染物都具有很好的降解效果。郭静波等(2011)阐述了生物强化技术在污水处理中的作用机制、作用效果和研究状况,系统总结出生物强化的作用机制是通过一定的生物技术手段如筛选、驯化和基因重组等将得到的可以降解目标污染物的高效降解菌直接投入到污水中,菌种以游离或者附着在载体上以生物膜的形式对污水目标污染物起到降解作用,同时在复杂的生物处理系统中可能存在微生物的共代谢作用。

2、生物强化技术应用处理现状

     2.1固定化微生物技术

        针对于水污染运用而言,在微生物技术的有效作用之下,如今固定化微生物技术对于水污染的整治也逐渐凸显出了其优异的特质,借助对于微生物的深入化培养,可以有效将工业废水当中难以进行常规降解的物资借助于此项技术得以基本降解,从而极大推进了当中废弃物的全面处理。在长时间的专业探究当中,借助对于某些自然性的细菌围绕母细胞形成的子细胞集团开展整体培养以及改进,从而将此些子细胞集团更好地开展处理,同时借助对于微生物的固定化,可以对于微生物展开规范化的固定操作,在长期地废水处理运作当中,进一步提升了对于相关子细胞集团的运用率,尤其是对于难以有效降解的有毒物质有着极为突出的作用。进而充分提升了子细胞集团的回收率,削减了微生物的运用数量,进而在水污染整治当中起到了极为广泛的运用作用。

2.2生物反应器技术

      在水污染问题专项整治的进程当中,生物反应器技术运用也进一步推动了整体整治工作的品质和效率。如今的全新生物膜反应器当中,尽管有着很好的运用前景,不过在现阶段的全部方法当中,通常都是借助于反应器当中装有相对较大的载体,如此才可以有助于微生物的健康生长,不需要在相对较短的周期当中开展更替微生物群落,可以更高效地对于水污染问题展开整治。同时针对于不同架构的运用,也可以更好地提升相关污染物和微生物的具体接触周期,提升废水当中污染物降解的速率,与此同时也进一步提升了微生物的分解代谢能力。在现阶段的运用当中,尽管已经有了较为先进的反应器以及相关管控方式,但是也存在着运作成本高、操作复杂的问题[5]。因此在现阶段的运用当中,此种技术方式尽管有着非常优异的成效,但是在真实运作当中,只有极少数国家可以大批量地投入运用。所以此项技术在真实运作当中,还需要进行全面的调控,进而削减在水污染处理的整体投入成本。

2.3生物修复技术

       针对于生物修复技术而言,其核心是借助于某些微生物对于不同品类的污染物开展降解,让其最终的降解变成为水等没有任何危害性的物质。不过在真实运作当中,为了提升整体分解速率,遂通常会运用一些强化措施,让生态环境保障在平衡的状态下,去改善一些污染的物资,让此些污染物得以充分降解,进一步分解成为没有任何危害性的物资。生物修复技术相对于以往的生物技术方式,其具备以下几个方面的优点:首先是具备较为优异的经济实用性,相比于以往的生物技术,其可以有效削减大约百分之五十左右的运作成本;其次,对于环境的影响程度相对较小,不会发生二次污染的问题;最后,就是可以有效削减污染物当中的物质浓度,进而有效削减其污染的特征。

3、生物强化技术未来发展趋势分析

      3.1微生物资源信息共享平台的未来发展趋势

        我国的资源种类较多,但是微生物资源的发展还在起步阶段,微生物资源对我国的发展非常重要,是各个领域需要的重要资源,生物资源与人们生活的各个领域息息相关,主要涉及的领域包括:环境保护、人类生命质量及可再生资源等等。我国的物资种类非常丰富,资源总量也较大,但是对于微生物资源来说,我国在收集、保存及共享方面存在许多问题,相比于发达国家来说,我国的发展速度较慢。针对当前的形式需要采取以下的措施,第一,企业应积极的寻找合作对象,例如:专业院校、科研院所等等,以此来提升自身的生物科技水平。第二,企业应积极构建信息共享平台,主要以三方面为着重点,主要包括:数据信息、实物、网络等等,构建全方位的资源共享平台。

3.2基础研究与成果转化应用问题

        从基础的起步研究到成果的的应用,这是一个漫长的过程和阶段,从菌株到产品应用也是需要一个积累的过程,特别是对于原创性的研究成果转化来说,更是一个漫长的时间。微生物菌剂近些年在市场中占据一席之地,是生物强化领域的重要代表,打开了生物强化技术的市场大门,在工业污水及城市污水处理方面得到了广泛的应用。另外一方面,研究成果的应用转化不仅仅需要产品本身质量过硬,同时也需要外界力量的辅助,例如:市场机制、政府扶持、科研院所等等,需要多方面的努力及衔接。

3.3生物强化技术未来的发展动态

      (1)未来对于微生物的培养手段要选择新的方向,当前微生物发展领域的范围较窄,这一领域要想有更好的发展,就必须积极创新技术手段,将发展眼光放在微生物的非培养技术上来,通过非培养技术获得新的基因组织,从而构建新的基因库,开发出更加高效、绿色环保、安全的生物菌剂,为微生物的市场增添一抹新的颜色。

      (2)从新的角度对微生物降解进行探讨,当前的微生物降解效率还有待提高,未来以蛋白质组学、酶学角度出发,可以更好的对污水内的有机物进行降解,运用新型技术进行生物化处理,主要利用实时定量分子进行处理,新技术的运用要根据具体情况的变化而变化,这里需要注意的是要及时的对参数进行调整以配合周围的环境。

      (3)积极分析微生物群落结构与功能的相关关系,从新的研究角度出发,以分子水平的影响力度为着力点,从整体上优化工艺条件和工艺技术,积极开发生物领域的新技术和新型设备,切实将环保理念及循环经济理念引入到污水处理系统中,只有这样才能获得更高的经济效益。

结语

         在运用生物强化技术对水污染进行治理的过程中,应用的效果比较明显,通过研究分析之后可以得知,这一技术与水体治理工作有着极高的融合度。这项技术是现阶段较有效、较先进的净化方式。在科技水平不断进步的情况下,生物强化技术会越来越完善,从而提高我国治理水污染的水平。

      参考文献:

      [1]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(08):95-96.

      [2]李坤.生物强化技术的特性及水污染治理工艺研究[J].山西农经,2019(13):91-92.

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“科技赋能环保,助力低成本稳定达标”,深耕水污染治理领域,拥有增强絮凝、高效微生物、高强脱水、高效脱氮除磷除氟、资源化利用、高级催化等6大核心工艺,欢迎各界人士来访交流合作,共谋发展。座机:0539-8803886
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