生物技术在环保工程中的应用探讨

李海，沈泽璇，王夏燕，郑文辉

（广州怡和生物科技有限公司，广东广州 510663）

随着我国工业的不断发展，给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化，一方面工业高度发达给人们的生产生活带来了便利，另一方面由此带来的环境污染问题也越来越严重，人们逐渐意识到环境保护的重要性。近几年来，环保工程发展迅速，而将生物技术运用于环保工程中已经成为时下较为热门的研究课题。

1 在环保工程中应用生物技术的意义

生物技术主要包含三大技术，即微生物技术、基因工程技术与细胞工程技术。随着时间的推移，我国的生物技术获得了进一步的发展，并逐步在农业、医学、畜牧业各领域中被广泛应用，与此同时，生物技术在环保工程中的应用有着非常重要的意义。首先，运用生物技术处理环保工程中的应用生物的固体废物时，其主要通过改变物质的内部分子结构，进而将废物分解，最终减少污染。其次，运用生物技术可以将被污染气体转化成氧气、氮气，以及供于人们生存的其他气体。另外，应用生物技术具有直接性，主要通过酶促反应，实现对污染物的直接处理，流程简单，操作难度小，不仅降低了重复污染的概率，而且还节约了环保的经济成本[1]。

2 生物技术在环保工程中的应用

2.1 固体垃圾治理中的应用

在环保工程中，固体垃圾处理技术一般有好氧堆肥法和厌氧发酵法两种，两者都得到了高度的认可，且运用广泛。然而这两种生物技术是有区别的，其在处理固体垃圾工作方面是无法切换。因此，针对不同的环境所依附的不同特征，选择相应的生物技术。

2.1.1 好氧堆肥法

好氧堆肥法是指通过人为的方式来实现对大自然中微生物种类及数量的有效控制，使固体废弃物中易于生物降解的有机物在微生物的作用下被不断分解，转化为腐殖质。在标准的条件下，根据一定的比例对填料和待处理的有机废物进行充分混合，然后利用化学反应，微生物通过不断的生长和繁衍，进而有效降解有机物。总体来说，在结合高温、紫外等杀菌的情况下，通过好氧堆肥处理可以实现有机固体废物的减量化、稳定化、无害化。因此可以看出，该项生物技术能够最大程度地减低固体污染对环境所造成的危害。

2.1.2 厌氧发酵法

和好氧肥堆法相反，厌氧发酵法在氧气较少的情况下使用较为合适，厌氧发酵法通过降解处理固体污染物，然后使固体污染物转化为环境的中性气体，其危害程度低。而厌氧发酵法针对转化之后的气体其还可以再度回收，这不仅可以循环利用转化的气体，同时还实现了对环境所造成危害的有效控制，高度体现了环保工程的价值。然而，事物都有两面性，厌氧发酵法也存在一定的缺点，在实际应用中，工艺水平较低且配套设备跟不上等原因，限制了厌氧发酵法的应用规模发展。

2.2 水污染治理中的应用

对于水污染的治理，一般使用三种方法居多，即生物膜法、生物-生态修复技术、活性污泥法。

2.2.1 生物膜法

生物膜法主要利用某些固体表面生长的微生物，来实现对有机污水的处理。生物膜实质上是各类微生物组成的生态系统，其主要包括厌氧菌、好氧菌、真菌等，是以固体介质作为载体和媒介对污水进行处理。关于生物膜法的原理，当液态的有机物吸附在生物膜表面时，其表面的微生物通过降解有机物，然后分解成气体，实现回收利用，变成有益的气体，老化的生物膜在水作用下“如获新生”，从而对污染做净化处理。在处理污水过程中，生物膜法的适应能力很强，能够根据水质、水文、水量的变化而发生变化，其消化能力与处理能力非常良好，低消耗，高效益，因此在污水处理中非常受青睐[2]。

2.2.2 生物-生态修复技术

生物-生态修复技术主要利用微生物、植物等生命体的生命活动，然后转移、转化和降解水中的污染物，以净化水质和重塑水生态系统。该技术一般包含根区法、沼泽塘法和自然的植物系统等，而根区法净化水体的水果最为显著，其主要通过芦苇、茭白以及香蒲等植物的根区特点达到净化目的，尤其是针对含有较高氮、磷等元素的水体，根区法能够产生特殊的功效。该技术的优势非常显著，即能耗低、运行成本低、不需要另外向水体投放药剂等，且废水处理中充分考虑和结合了当地的景观和绿化，因此生物-生态修复技术将成为治理水污的发展方向之一[3]。

2.2.3 活性污泥法

目前处理污水主要使用活性污泥法，其原理在于通过污泥微生物来处理和去除废水有害成分，然后将废水净化。通常情况下，活性污泥是一种絮凝体，其构成部分包括各类有机物和无机物，好氧微生物以及代谢产物等，其中微生物主要将水中有机物作为营养物质进行代谢。该方法既可以除磷脱氮，又能实现废水中有机物的降解，因此在运用过程中广受好评。另外，在使用该方法过程中，不仅考虑降解要求，关注曝气池内活性污泥量达标与否，而且还要防止污泥膨胀问题的发生。

2.3 废气污染治理中的应用

通常情况下，主要使用两种方法进行废气污染治理，即生物膜法和生物过滤法。这两项技术在废气污染治理中被广泛运用的原因在于其治理污染的效果好，同时操作简单。

2.3.1 生物膜法

生物膜法主要是以微生物附着的多孔性为介质和载体，然后降解空气中的有害物质，进而转化成二氧化碳、中性盐或者水等无害物质，从而实现废气的治理，达到净化空气的效果[4]。在现实中，生物膜法除臭功效显著，其主要是通过生物膜把有害的化学物质转化为液体，液态的有害物质被吸附固定，随后扩散到生物膜中，填料中的微生物通过代谢来氧化有害物质，从而剔除掉有异味的气体分子，达到除臭的目的。

2.3.2 生物过滤法

生物过滤法是通过长满微生物的固体载体来吸收所收集到的气体，接着利用填料上的微生物对这些气体进行分解，以实现废气的除臭。附着在固体载体上的微生物具有转化物质的功能，其生长需要一定的营养物质做支撑，因此固体载体所具备的有机成分较高。在选择载体填料时，载体为微生物种类丰富、表面积较大，且具有良好的吸水性，同时自身不能有异味，结构均匀更佳。常用的填料有半软性塑料、干树皮、干草等。

3 结语

在当今社会发展中，生态环境污染问题亟待解决，保护生态环境是实现经济可持续发展和社会和谐的重要保障。因此，环保工程的发展是时代进步的必然要求。总体而言，在处理工业“三废”中，生物技术在环保工程中的应用发挥着重要的价值，不仅可以为环保工程的发展保驾护航，同时还能创造更大的社会效益和经济效益，具有良好的应用前景。