生物强化技术优势及环保菌剂研究应用现状

书收稿日期:2012－10－10作者简介:肖晶晶(1982－)，女，博士研究生，主要研究方向:水污染治理。生物强化技术优势及环保菌剂研究应用现状肖晶晶，牛奕娜，刘洋，陈曦，李昌春，于明(北京华利嘉环境工程技术有限公司，北京100070)摘要:阐述了用于污废水处理的生物强化技术及优势，综述了国内外菌剂的开发和应用情况，提出建议:加快研发菌剂成果的应用及推广，规范菌剂的生产及使用。关键词:生物强化技术;优势;微生物菌剂;类型;应用中图分类号:X172文献标识码:A文章编号:1673－9655(2013)增－0001－041生物强化技术及优势全世界65%的排水量用生物法处理，城市生活污水采用生物法处理的水量更高达95%，可见生物法在污废水处理中是优势突出的方法。生物强化技术，又称生物增效技术，其是为了提高污废水生物处理系统的处理能力，向系统中投加从自然界中筛选的高效优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌，以去除某一种或某一类有害物质的方法。在此技术中筛选降解污染物效果明显、适应性强、竞争力大的高效菌株是关键因素，主要包括以下三种:①利用常规的微生物手段，即通过选择性培养基分离具有特定降解功能的微生物，再通过富集培养、多次分离纯化，并对纯种微生物扩大培养或经复配得到大量高效微生物。使用时，可直接投加高效菌使用，也可制成微生物菌剂以便于微生物贮存及运输，或将微生物固定化应用;②将土著微生物群落通过长期驯化得到具有一定降解能力的微生物菌群;③通过基因工程手段构建高效工程菌。生物强化技术优势主要体现在:(1)提高对目标污染物的去除。通过生物强化技术加强分解有机质，提高对BOD、COD、TOC或某种特定污染物的去除。此外，通过生物强化作用也可去除氮、磷等营养物质。(2)改善污泥性能，减少污泥产生。生物强化技术不仅可以有效消除污泥膨胀、促进絮凝体形成、增强污泥沉降性能，而且还能有效分解胶体物质，大大减少污泥的产生，同时提高出水水质。污泥的沉降性良好也减少了有机或无机絮凝剂的投加，节省了投药剂的费用。(3)加快系统启动，增强系统耐负荷冲击能力和系统稳定性。投加一定量的优势菌种，可增大系统中有效菌种的比率，大大缩短系统启动的时间，使污染物快速达到较高的去除效果，并增加耐负荷冲击的能力及系统的稳定性。例如生物硝化工艺主要缺点就是启动时间长、污泥流失和遭受冲击负荷后很难恢复。这些问题的产生主要是由于硝化菌生长速率缓慢，硝化菌产率低。生物除磷的关键点是提高聚磷菌在活性污泥系统中所占比例，同时使其在系统运行过程中大量增长繁殖。生物强化技术通过投加高效稳定的脱氮除磷菌剂，保持脱氮菌和聚磷菌在活性污泥中较高的比例，对去除废水中过量营养物能发挥出显著效果。(4)在系统运行状况不佳时，加速反应系统的恢复。在废水处理系统启动、进水浓度波动较大、回流污泥中的机械设备出现故障而使系统无效时可较快恢复生物活性和系统的处理能力。利用生物强化技术，投加一定量的高效降解菌株，可提高有效微生物浓度，增大处理系统中有效菌株的比率，增强系统的耐冲击负荷能力以及系统的稳定性。当遇到寒冷季节时，也可通过此技术提高生化系统在低温环境下的处理能力。生物强化技术的成功应用，取决于以下几个方面:第一，高效菌的选育，其要求投加的高效菌对于目标污染物有明显降解作用;第二，明确菌剂投加方式、投加次数和投加量等;第三，投入到目标污染源上微生物具有生存能力，且具有活性，能融入土著微生物中成为优势菌群，并减少流失量;第四，投加的菌剂能适应投放的环境条件才会正常发挥作用，此项更需受到重视。并非所有的微生物菌剂都能达到预期的目标，其原因为:①由于环境中的污染物成分复杂，而通常投加的一种功能菌只作用于一种或几种污染物，其它污染物不能得到去—1—环境科学导刊http://hjkxdk.yies.org.cn2013，32(增)CN53－1205/XISSN1673－9655除;②污染环境中营养物浓度过低，或营养不均衡会造成微生物无法生长或生长缓慢，从而造成处理效果较差;③溶氧、pH、温度等环境条件对微生物降解作用产生影响。2环保菌剂研究应用现状微生物菌剂是由一种微生物组成或由多种微生物组成的复合微生物菌剂，通常复合微生物菌剂应用较多，其是将几种具有不同降解功能和具有共生或互生作用的微生物按适当的比例进行组合配置而成，越来越多的人们开始致力于微生物菌剂的开发。现阶段环境问题日趋严重，各种生物技术迅猛发展，利用微生物解决环境污染问题具有巨大的发展潜力。环保菌剂以其高效性、安全性和经济性等独特的优势使得其开发和应用市场前景广阔。2.1环保菌剂的类型环保菌剂按处理对象可分为水处理微生物制剂和固废处理及资源化微生物制剂;按制剂形态可分为液态制剂和固态制剂;按功能不同分为环境吸附剂、微生物絮凝剂、生物催化剂、生物破乳剂、特种环