生物技術對環保工程的應用

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摘要：隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的快速進步，生物技術因其在環境保護領域的明顯優勢而成為人們關注的焦點。將生物技術應用于環保工作時，需要根據環境污染的類型和種類選擇合適的應用技術與應用方式。本文就生物技術在環保工程中的應用展開分析。

關鍵詞：環保工程；生物技術；技術應用

在環境保護的新興領域，生物技術具有比較明顯的整體優勢。生物核心技術能夠更有效地應對當前形勢下各種生存環境危機所帶來的挑戰，在未來具有良好的應用和發展前景。許多研究者認為，傳統的生物技術由四部分組成：微生物工程、酶工程、組織細胞工程和基因工程。各種技術都有各自的科學理論特點和適用范圍，但它們并不是相對獨立的，而是緊密聯系在一起，相互補充，逐漸形成了一個完整的體系。

1生物技術在環保工程中的應用策略

1.1生物技術在控制和廢氣凈化中的應用

空氣污染是環境污染的重要組成部分。生物技術應用于空氣污染治理，可以有效降解空氣中的有害污染物，凈化空氣，并且不會產生二次污染和副作用。但是，目前我國大氣污染防治措施不到位，生物技術在大氣污染中的應用還不完善和成熟，依然存在一些問題。生物洗滌和生物吸附是比較成熟的方法。1.2生物技術在環境污染修復中的應用通過檢測我們可以了解環境污染狀況，并及時實施污染治理。環境污染整治工作是繼前兩步之后的工作。通過做好環境污染整治，可使環境保護工作更加完善，從而促進環境的良性發展。生物技術在環境污染修復中的應用是指利用相應的動植物進行修復，由于該技術的應用還處于發展階段，實際應用并不普遍。這種技術通常用于土地恢復過程中[1]。

1.3生物技術在廢水凈化處理中的應用

水資源是人們生活中不可缺少的重要資源，因此保護水資源是環境保護的重點工作。近年來，水污染形勢日益嚴峻，有效的治理和改善至關重要。廢水是造成水污染的主要原因，因此，如何解決廢水污染問題是環境保護工作的重中之重。利用微生物的生命活性對廢水進行凈化和處理是一種有效的生物技術，且效果良好，可以使水質達到相應的標準。

1.4生物技術處理固體廢物

微生物處理主要利用微生物的吸附特性和代謝活性，將土壤中重金屬等有機污染物轉化為無污染物質，調節土壤pH值，提高土壤污染治理效果。同時，人們可以將微生物處理方法與植被恢復方法有效結合起來，綜合利用微生物和植物的雙重作用，改善土壤環境。微生物處理可以有效地將土壤中的有機污染物轉化為無機肥料，促進植物生長；植被恢復可以利用植物的凈化功能，降低污染物在土壤中的擴散能力，有效避免二次污染。兩者的相互作用可以有效改善土壤環境，減少二次污染，最終保證固體廢物處理的效果[2]。

2工業污水處理技術

2.1工業廢水特性

工業廢水往往濃度高、體積小、分類多、成分復雜，因此選擇合適的廢水處理工藝是十分必要的。本文介紹了生物活性炭法、生物流化床法、生物輪蟲法、厭氧載體顆粒污泥法、短程硝化反硝化法等新型生物處理技術。

2.2生物活性炭法

本方法利用活性炭的微孔結構，將微生物固定在活性炭的微孔中，然后將活性炭裝入特定的容器中。近年來，在半導體工業中，由于終端使用點的超純水水質對總有機碳的要求很高，傳統的反滲透膜、紫外燈和離子交換法很難去除具有代表性的小分子尿素。因此，除了開發生物活性炭處理技術，將硝化細菌固定在活性炭表面外，自來水中殘留的尿素也可通過硝化細菌的硝化作用轉化為硝酸鹽或亞硝酸鹽，再通過離子交換從水中去除。

2.3生物流動床法

此種方法是通過在曝氣池中投加生物填料作為微生物的載體，此種載體是由具有巨量微孔結構的塑料制成。主要目的是利用微孔結構作為微生物附著的場所，從而達到提高表面積，增大污泥濃度的目的。另外，由于采用單邊局部曝氣，大量載體在水中相互摩擦，流動劇烈。污泥齡較長的污泥首先從載體上脫落，成為剩余污泥。因此，曝氣池的污泥齡將保持在一個相對較強的階段，這將有效提高污泥負荷、容積負荷和有機物的降解效率。由于曝氣池中的污泥濃度保持穩定，因此無需污泥回流。

2.4生物輪蟲法

傳統意義的活性污泥法中的微生物主體為絲狀菌和球狀菌，主要利用絲狀菌作為骨架，由球狀菌組成菌膠團。其污泥轉化率為CODCr的30%左右，城市污水處理廠大部分的運行成本為電費以及污泥處理費，因此找到一種能夠減少污泥轉換率的生物處理方法迫在眉睫，輪蟲法應運而生。研究證明在曝氣系統將污水中的有機物降到很低濃度時，會先出現原生動物，原生動物將會以活性污泥細菌作為食物。隨著水質的持續改善，后生動物也將慢慢出現，它們會將活性污泥細菌作為食物，即二次捕食者。通過原生動物和后生動物吞噬細菌的機理，我們能夠大幅度減少剩余污泥的產生。有研究證明，通過培植輪蟲（原生動物的一種），可以將剩余污泥的產生率降低50%左右，這在城鎮污水處理廠中具有較高的經濟價值。

2.5短程硝化反硝化

生物脫氮包括硝化和反硝化兩個反應過程，第一步是由亞硝化菌將NH4-N氧化為NO2-N的亞硝化過程；第二步是由硝化菌將NO2-N氧化為NO3-N的過程；然后通過反硝化作用將產生的NO3-N經由NO2-N轉化為N2，NO2-N是硝化和反硝化過程的中間產物[3]。1975年Voets在處理高濃度氨氮廢水的研究中，發現了硝化過程中NO2-N積累的現象，首次提出了短程硝化反硝化脫氮的概念，直接由NH4-N通過硝化菌轉化為NO2-N，然后再通過反硝化菌直接轉化為N2，省去了中間轉化為NO3-N，再反硝化為NO2-N的步驟。

3環境監測中生物技術的應用

3.1生物傳感器

在物質生成過程中，主載體上的大分子與檢測方法對象之間的相互作用被轉換為生物波信號。在相關的檢測軟件系統處理后，可放大電子信號，我們可以獲得有關生活環境中與其他生物傳感器，或生物技術研究集成電路相互作用的各種物質的相關信息。這種常見的檢測方法具有高靈敏度、高分辨度和快速的檢測結果。

3.2物種疾病免疫測定法

我們可以通過測試物種體內功能的免疫能力來檢測系統的功能，并且可以通過環境測試來檢測各種毒性以及具有不同抗原特異性或抗體的物質。在檢測過程中，該法具有反應性強、靈敏度高、特異性高、操作更方便、成本低等特點。目前，它已被廣泛用于環境污染物實時動態監測的領域。

3.3Ames測試

1975年，加利福尼亞大學的Ames提出這一實驗，并被后人廣泛應用于相關研究。Ames測試真實地反映了數十種污染氣體的誘變作用的綜合分析，是對環境中潛在的點突變體更好的檢測方法。

4結論

環境保護工作的開展勢必要有效結合生物技術，并保證生物技術的價值能夠得到真正發揮，最終促進社會效益和經濟效益的有效提升。

參考文獻：

[1]琳.生態城市中的環境工程建設技術的應用[J].資源節約與環保，2019（5）：118.

[2]田衛國.淺析環保理念在交通公路工程施工中的應用[J].建材發展導向，2019（1）：151.

[3]馬小劍，周建飛，曾運航，等.制革廢水中總氮的高效去除——用乙酸鈉促進反硝化作用[J].中國皮革，2020（4）：54-59.

作者：姜威 單位：鐵嶺市中藍環保咨詢有限公司