現代生物技術在水汙染控制中的應用

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現代生物技術在水汙染控制中的應用
摘要:當今的水處理技術中,生物處理法已成為水汙染控制的主要方法,尤其是生物技術將成為水汙染控制領域重點開發和應用的技術手段。本文介紹了現代生物技術的內容與特點,著重綜述了現代生物技術在廢水生物處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面的研究與應用狀況,在此基礎上提出今後現代生物技術在水汙染控制領域中的研究方向。
關鍵詞:現代生物技術  廢水生物處理  生物修復  水處理劑
        0 引言 
        隨著的高速,水環境汙染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境,制約著社會和的進一步發展。因此,水汙染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中,生物處理法已成為世界各國控制水汙染的主要手段,尤其是現代生物技術將成為水汙染控制領域重點開發和應用的技術手段,主要應用於廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
        1 現代生物技術的內容與特點
        現代生物技術是指以DNA 技術為先導,包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[1,2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域,但它們之間又相互補充和銜接,形成一個完整的體系。
        生物技術的特點大致有[3]:①以生物為物件,不依賴地球上的有限資源,而是著眼於再生資源的利用;②在常溫、常壓下進行,過程簡單,可連續化操作,並可節約能源,減少環境汙染;③開闢了生產高純度、優質、安全可靠的生物製品的新途徑;④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題;⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命型別。
        2 現代生物技術在廢水處理中的應用  
        廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的汙染物進行轉移和轉化,從而使廢水得到淨化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速,好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨於成熟,所以,這裡只介紹固定化等新興技術。
        2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代後國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的.有機物質,一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造,將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化後,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有明顯優勢。王增長等人利用新研製的聚集—交聯固定化細胞技術,將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性汙泥上,投加於“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中,處理印染廢水,結果表明:出水色度極低,處理後的水可回用[4]。
        2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果,而向廢水中投加從界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種,以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有:①高濃度活性汙泥法,以高汙泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理,加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便汙水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法,是在普通活性汙泥中加入無機鹽,多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉),形成生物鐵絮凝體活性汙泥,具有高濃度活性汙泥法的特點,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能力和活性炭良好的吸附能力,使二者產生協同增效作用。在該系統中,每g活性炭去除 1~3gCOD ,分解廢水毒效能力明顯增強,同時提高脫氮水平。
        2.3 生物反應器技術 生物反應器技術,是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器,其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體,有利於微生物附著生長形成生物膜,供氣或供給的其他反應條件優越,汙染物具有充分的時間與微生物接觸,有利於增強微生物的分解代謝能力。目前,2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低,造價較高,但其管理方便 ,執行費用低,所以歐美地區約有 7%的汙水處理廠採用該技術[6]。