生物强化技术及其在废水治理中的应用_全向春

收稿日期:1998-07-07第一作者:女,1973年生,在读硕士研究生生物强化技术及其在废水治理中的应用全向春1)刘佐才1)范广裕1)韩力平2)(1)北京理工大学化工与材料学院,北京100081;2)清华大学环境工程系,北京100084)摘要介绍了生物强化技术在废水治理中的应用现状,评价了生物强化作用的效果,并对生物强化机理、生物强化剂的优化选择、反应动力学、系统的优化设计等方面进行了讨论。生物强化技术是一种生物治理废水的高效技术,在废水治理中具有广阔的应用前景。关键词生物强化生物强化剂微生物生物降解BioaugmentationandItsApplicationinWastewaterTreatmentQUANXiangchun1)LIUZuocai1)FANGuangyu1)HANLiping2)(1)ChemicalEngineeringandMaterialScienceSchool,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081;2)EnvironmentalEngineeringDepartment,TsinghuaUniversity,Beijing100084)AbstractTheapplicationofbioaugmentationinwastewatertreatmentisbriefedanditseffectsevaluated.Themechanismofbioaug-mentation,selectionofbioaugmentationagents,dynamicsofreactionandtheoptimumdesignofabioaugmentationsystemarealsodis-cussed.Bioaugmentationisahighlyefficientbiotechnologyandhasabrightfutureinwastewatertreatment.KeywordsBioaugmentation;Bioaugmentationagent;Microorganism;Biodegradation生物强化技术,即生物增强技术(Bioaugmenta-tion),它产生于本世纪70年代中期[1],80年代以来得以广泛的研究和应用。产生初期是因为一些废水治理厂的突发事故,如菌体大量死亡、有毒有害物质泄露等致使废水达不到排放标准,于是直接投加高效菌种以改善出水水质,使系统恢复正常。一般的生物治理技术对于浓度较高、易于生物降解的废水去除效率高,但当废水中含有暂时性的有毒物质,它们会对菌起到毒害作用,用一般生物方法治理,降解速率较慢,菌需要一段较长的时间来适应,而生物增强技术恰好弥补了这一不足,投加优势菌种可迅速有效降解目标去除物。于是国内外研究人员开始研究把这项技术用于工业废水、地表水及地下水中难降解的有毒有害物质的治理或用于改善提高废水处理效果。生物强化技术与一般生物治理技术相结合,在废水治理中已显示其独特的作用。1生物强化技术的作用机理生物强化技术,就是为了提高废水处理系统的处理能力,而向该系统中投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种,以去除某一种或某一类有害物质的方法。它是通过向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物来增强生物量,以强化生物量对某一特定环境或特殊污染物的反应。投入的菌种与底质之间的作用主要有:111直接作用就是通过驯化、筛选、诱变、基因重组等技术得到1株以目标降解物质为主要碳源和能源的微生物,向处理系统中投入一定量的该菌种,就会达到对目标去除物去除效果的增强作用。如表1所示的微生物都能够直接降解某些特定的有害物质。112共代谢作用就是对于一些有毒有害物质,微生物不能以其为碳源和能源生长,但在其他基质存在下能够改变这种有害物的化学结构使其降解。如在甲烷、芳香烃、氨、异戊二烯和丙烯为主要基质生长的一些菌可以产生一种氧合酶,这种酶可以共代谢三氯乙烯(TCE),但共代谢机制成功地用在生物增强系统中的例子并不多见[4]。第12卷第3期环境科学研究ResearchofEnvironmentalSciencesVol.12,No.3,1999DOI：10.13198/j.res.1999.03.25.quanxch.006表1一些降解有机物的高效菌种g化合物名称高效菌种名称引用文献序号五氯酚(PCP)Mycobacteriumchlorophenolicuscomb.nov.Flavobacteriumsp.1343-氯苯甲酸酯(3-CB)Pseudomonasputida36三氯乙烯(TCE)PseudomonasburkholderiacepaciaG4Escherichiacoli47苯酚Pseudomona