环境保护中的现代生物技术_黄春洁

净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGY环境保护中的现代生物技术黄春洁`黄翔峰,胡爱军2(1.上海同济水净化工程有限公司;2.同济大学环境科学与工程学院上海200092)摘要综述了基因技术、细胞技术和酶技术等现代生物技术在环境污染治理技术中的应用及其发展状况。关键词环境保护微生物遗传学基因技术细胞技术酶技术AdvancedBiotechnologyAPPliedinEnvironmentalProteetionHuangChu川ie,Huangxiangfen扩HuA劝unZ(1.Shangha艺To。幻艺WdterPur艺f艺car艺onEng艺neer艺ngCo.,.Ird;2.CollogeofEnvironmenralSeienc。&Engineer￡ngoTngjinUiversit夕,S人ang人ai200092,C人ina)AbstraetThispaperreviewedtheapPlieationanddevelopmentofadvaneedbioteehnologyinenviron-mentalpollutiontreatmentteehnology,whiehineludesgeneteehnology,eellteehnology,enzymeteehnolo-gyete.Keywordsenvironmentalproteetionmieroorganismgenetiesgeneteehnologyeellteehnologyenzymeteehnology随着工农业的不断发展,环境问题已成为世界各国共同关心的问题和仍未彻底解决的严峻挑战。在各国科技工作者的不断努力下,以生物技术为代表的各种环境污染防治技术的发展日新月异。生物技术无论在生态环境保护方面,还是在环境污染治理方面都已得到广泛的应用,这是由于生物技术独特的功能和显著的优越性所致。传统的污染物生物处理法在实际应用中也存在着一些困难:例如反应速度不比化学法快,因此需要较大的反应器和占地面积;对原水水质有一定的要求,否则会妨碍微生物的生长;污泥膨胀和流失影响处理的效果,同时剩余生物污泥的处理也较为繁杂;对于一些人工合成物,特别是难生物降解的物质如称为持久性有机污染物(POPs)的12种化学品,通常的微生物显得无能为力;传统生物处理方法使用的是细菌、真菌、藻类和原生动物等的混合群体,而不是纯培养的微生物菌株,因此其代谢过程极为复杂,能量的利用不经济,同时各种微生物间可能存在的拮抗作用和适存的环境因素差异都将降低污染物的降解速率。1环境污染治理生物技术的新发展随着生物技术在污染治理技术中的不断利用,人们对生物技术也不断提出了更高的要求。于是产生了大量的热点研究题目:如何提高生物净化功能、增强反应系统的稳定性能、简化操作管理程序、节约投资和运行费用等。从本质上看都是围绕着如何降低费用和提高效率来进行的,其实质是生物技术、生物特性如何在生物处理工艺中的应用。其主要的进展可以归纳如下:1.1运用微生物的呼吸类型及特性,创建一些新型污水处理设施,以替代传统的好氧生物处理工艺。由传统的活性污泥法发展为各种变性活性污泥法,再到今天的氧化沟、厌氧水解酸化、A/B法、A/0法、SBR法、CASS工艺、CAST工艺等。各种新工艺是厌氧一缺氧一好氧三种工况的巧妙结合。传统的好氧生物处理主要去除可生物降解的有机物,而这些新型工艺除去除可生物降解的有机物外,还可去除难降解的有机物、营养物质氮和磷等。即提高了处理污染物的质和量,又能达到降低工程投资、DOI:10.15890/j.cnki.jsjs.2003.04.004Vol.22NO.42003净水技术运行费用和占地面积等目的。1.2通过污水生物处理设备的革新以提高传质效率和微生物的浓度,并最终通过提高处理的负荷来达到提高处理效率的目的。近年来较为时兴的生物流化床和上流式厌氧污泥床(UASB)就是典型的例子。UASB的关键为在其上部设置了一个固一液一气三相分离器,下部设置了一个进水分布器。这两个关键的部件使反应器内能维持众多的生物量和较长的泥龄及较少的短流影响。UASB的特性使得它具有高速高效厌氧处理有机废水的性能。1.3应用微生物的共代谢作用、协同作用提高对难生物降解有机物的处理效率。共代谢作用指微生物处在能生长的基质中,在氧化分解这些物质的同时,可氧化分解原来不能降解的有机污染物。协同作用则指混合菌的共生、互生协作,即微生物间相互提供生长因子、代谢刺激物或替对方降解化学性抑制性物质,促进污水处理的高效进行。例如焦化废水脱氮工艺中,若加人甲醇作为生长基质,可以使出水的CODcr由200-300mg/L下降到10mg/L以下,而投加苯酚则达不到这一效果。2遗传学技术为基础的环境保护技术遗传学的发