探析现代生物技术在净化水质污染中的应用

文/陈娈（中山市环境保护技术中心）

一、前言

现代社会的高速发展，使得环境污染问题愈发凸显，其中就包括水污染。水污染形势越来越严峻，严重威胁着广大人民群众的正常生产生活，干扰可持续发展，因此必须高度重视水污染控制工作，针对已经受到污染的水质，则需要做好净化工作。当前阶段，处理污染水质的技术相当丰富，例如化学处理法、生物处理法等，其中生物处理法凭借自身的应用优势，俨然成为污染水质净化的主要手段。深入研究现代生物技术在污染水质净化中的应用现实意义突出。

二、关于现代生物技术的基本概述

（一）现代生物技术的基本内容

现代生物技术的主导为DNA技术，该技术是一系列生物高新技术的统称，这些技术形成了现代生物技术体系。

1.酶工程

酶在生物体内发挥着重要作用，扮演着新陈代谢催化剂的角色。酶的形成需要既定条件，该反应效率佳，其产物没有太大污染，同时能耗不高，控制难度低。以酶为催化作用转化而成的物质，满足人们实际需要。酶工程与化学工程结合起来，在诸多领域取得显著成绩，例如医疗、医药等。

2.细胞工程

细胞工程包括细胞融合、基因移植、细胞培养、核质移植等。其中以细胞融合尤为重要。将融合剂添加到不同细胞中，待某一条件满足后，融合之后的细胞构成杂交细胞，使原来亲本细胞基因直接表达出来，远缘生物之间的杂交成为现实。

3.发酵工程

发挥微生物特定形状优势，借助现代工程技术，通过生物反应器生产有用物质。发酵技术渐渐成为生物工程的重要组成，覆盖了微生物学、基因工程、细胞工程等多学科工程。

4.基因工程

基因工程的展开有着特定步骤，第一步获取满足既定要求的DNA片段，然后将DNA片段与病毒DNA连接起来，实现DNA重组，最后在重组之后的DNA中引入某种细胞，DNA片段能够表达的受体细胞被顺利挑选出。基因工程建立在分子水平之上完成操作，超越了物种之间的不亲和性，同时物种间的遗传弊端也得到很好的突破。

（二）现代生物技术的基本特征

现代生物技术的基本特征体现在以下几方面。首先，现代生物技术的对象是生物，正是由于此，才使得其对地球上有限的不可再生资源不会过分依赖，对可再生资源的关注度较高；其次，现代生物技术的应用条件简单，一般情况下常温常压下即可实现，整个操作过程相对简单，同时连续程度高，对环境造成的污染较轻；现代生物技术纯度高、安全性强，不会对环境带来太大影响；可以解决大部分传统工艺和方法无法解决的问题；具体问题具体分析，结合实际需求实现新物种的定向创造，获得巨大的经济价值。

三、现代生物技术在水污染控制中的应用特征

（一）应用范围广

净化污染水质的方法较多，其中现代生物技术受到的关注度尤为高。结合水质污染情况选择恰当的现代生物技术展开控制，取得的效果更为显著。应用范围广是现代生物技术在水污染控制中的应用特征之一。治理水污染的对象为生物，所以并不会对有限资源产生依赖，重点选择可再生资源。现代生物技术在水污染治理领域的应用广度不断提升，例如生物污水、农药废水、印染废水、石油废水等均可借助该类技术展开治理，取得的成效比较理想。

（二）应用效果好

选择现代生物技术展开废水治理工作，支持常温、常压状态下展开，并且整个治理过程是连续进行的，所以大大节省了能源资源。积极开辟运用高纯、优质、安全、可靠的生物制品完成水污染的控制路径，使水污染控制过程不会对环境造成二次污染。

（三）应用创新性

对比其他技术，统筹考虑废水处理的具体要求，结合人们对废水处理提出的具体要求，实现新物种、新品种以及其他具有环保性和经济性的生物类别，实现现代生物技术在废水处理中的创新应用。积极开辟更加高效、优质、安全、可靠的生物制品新途径，促进传统工艺技术无法解决问题的有效突破。

四、现代生物技术在净化水质污染中的具体应用

结合水污染实际，选择恰当的现代生物技术展开污染控制，发挥生物净化废水的功效。根本原理是运用微生物生命过程，做好待处理废水污染物转移、转化工作，以达到水质净化的目的。现代生物技术在生活废水、石油废水、制药废水等水处理中有着广泛应用，也取得了令人惊喜的成效。尤其是生物发酵处理技术、好氧处理技术、厌氧处理技术、缺氧处理技术更是发展得比较成熟。

（一）生物强化处理技术

进一步提升污染水质的净化成效，筛选出自然界中的优势菌种，将其投加到待处理废水中，或者运用基因组成技术来生成更强效的菌种，将废水中某一种或者某一类有毒有害物质有效去除。常用的生物强化处理技术包括高浓度活性污泥法、生物联合活性炭法、生物联合铁法等。例如生物联合活性炭法，在印染废水深度处理环节的应用，能够有效降低废水色度、ss以及COD。通过小试试验表明，利用生物活性炭法处理印染废水，能够将污染废水处理到国家一级A排放标准，平均色度控制在40倍以下，COD控制在20mg/L以下，处理效果理想。

（二）生物修复技术

生物修复技术也是常用的净化污染水质的现代生物技术。该技术借助生物、微生物来将污染水体内的污染物降解成二氧化碳及水，或者将污染物转变为不具有危害性的物质。虽然运用生物修复技术无法将重金属降解，但是却可以有效降低其毒性或将金属的毒性有效转移。污水生物处理技术又可以进一步细分为好氧生物修复技术和厌氧生物修复技术。

（三）生物反应器技术

生物反应器技术是现代生物技术发展的大方向。该项技术依托新型生物膜反应器，在反应器内装入比表面大的载体，从而实现微生物在生物膜上附着的目的。促进微生物与污染物之间有效接触，达到强化微生物分解代谢作用的目的。综合考虑不同膜组件特征以及应用原理，膜生物反应器可以进一步细分为分体式膜生物反应器及一体式膜生物反应器、好氧膜生物反应器、厌氧膜生物反应器等。伴随着现代科学技术水平的提升，膜生物反应器技术也在不断发展，应用广度与深度进一步提升，大型膜生物反应器在废水处理工程中的应用，更是有效地降低了处理费用，提升了处理水平，同时也降低了工程管理难度系数。

（四）固定化微生物技术

20世纪80年代，固定化微生物技术初次引入工业废水处理工程中，在生物降解难度大的有机废水中也崭露头角。通过改造或者创造的方式，获得更为高效同时特异性优势显著菌种的专用菌，例如除磷菌、脱色菌等，完成这些专性菌的固定工作之后，进一步提升菌体的密度，以达到增强处理成效的目的，尤其是毒害性较大的污水，讲解难度较大，使用固定化微生物技术可以达到有效降解的目的。

（五）微生物水处理剂

微生物水处理剂在污染水质净化中的应用也十分广泛。主要包括微生态制剂、生物吸附剂及微生物絮凝剂。其中微生物制剂通过优势互补的微生物菌群、繁殖促进剂、活化剂配制形成的活性微生物制剂，在保健领域应用广泛。环境净化微生态制剂应用广泛同时使用安全，没有毒副作用，为区域环境保护提供全新手段。西方发达国家在这方面的研究工作愈发深入，借助微生态制剂原位修复水体的成功案例较多。生物吸附剂作为生物处理废水的全新方向，借助生物吸附剂固定技术，实现金属的解析回收及重复再利用。微生物絮凝剂借助生物技术，发挥微生物发酵功能，已得到具备生物分解性及安全性的新型、高效、无毒的水处理剂，此类水处理剂的生产成本较低，可以广泛应用，这些优势是无机絮凝剂或有机合成高分子絮凝剂不具备的。伴随着现代生物技术的进一步成熟与发展，微生物水处理剂的开发以及应用前景相当广阔。

（六）生物沥滤技术

借助生物法有效去除污泥中重金属的机理是活性污泥中广泛存在还原性硫为生长质的细菌，在进行金属沥滤的时候金属硫化物受到铁氧化细菌的作用还原成为金属硫酸盐，二价铁被氧化成三价铁，三价铁同金属硫化物反应产生金属离子及硫单质，硫单质被硫细菌氧化成硫酸，污泥下降溶出金属。生物沥滤法在去除活性污泥中的重金属离子方面有着广泛应用，但是反应控制方法还有待于进一步试验与完善。

五、结语

综上所述，伴随着现代社会的发展，水污染问题日渐突出，人们在关注水资源保护工作的同时也不能忽略污染水质的净化工作，寻求更加高效、实用、安全的水质净化技术。现代生物技术得益于现代科学技术的发展不断发展。借助细胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物新技术，提升污水处理水平，保护水环境，贯彻落实可持续发展战略。