環保工程中生物技術的應用探討

張長維

摘要：隨著近年來我國科學技術實力的增強，生物工程作為現代科學技術的前沿學科，在環保領域得到了廣泛應用，在處理環境問題時所發揮的作用越來越突出，優勢越來越明顯，應用范圍在不斷擴大，隨著新一輪生物技術浪潮的到來，生物工程技術會成為解決現代環境污染問題的有效途徑。

關鍵詞：環保工程；生物技術；應用方式；問題研究

引言

科學家認為，生態環境是人類存在的物質基礎，是人類滿足自身發展建設的必要條件，缺乏生態環境支撐，人類社會難以保持正常的發展態勢。隨著近年來人類社會物質財富快速增加，生態環境與人類社會之間形成了矛盾。人類社會已經難以保持正常的發展態勢。在我國，隨著城市化建設進程的加快，生態環境急劇惡化，其中“廢氣、水源污染、固體廢棄物污染成為了最突出的問題。據權威統計資料顯示，我國所有城市每年產生的垃圾總量高達一億噸，是改革開放初期的120倍，是本世紀初的15倍，我國一二線城市20%的面積都被垃圾所覆蓋。此外，我國30%的城市用水被污染，陸上淡水總量的40%都是受污染的水源。因此，利用生物技術緩解城市的水源污染問題已經成為了環境治理的重中之重。科學家認為，將生物技術全面引入到城市水源污染治理中已成為當務之急，或者說，只有利用生物技術治理水源污染才可能從根本上緩解城市的水源污染問題。

1.生物膜方法

經過現代科學實驗研究發現，生物過濾方法與生物膜方法是處理水源、空氣、固體廢棄物污染的有效途徑。生物膜方法是把人類生產、生活中產生的各種廢氣中的有害物質以生物技術轉換為一般性的細胞質和液態水。例如二氧化碳及中性鹽技術就是典型的生物技術，原理較為簡單，主要是把微生物附著到有透氣孔的生物質表面，通過填料圖層吸附廢氣中的微小顆粒，通過微生物的新陳代謝把對生物體有害的物質轉化成生物質和水，后期借助微生物實現直接分解，轉化為二氧化碳及中性鹽。上述生物膜除臭工藝有三大階段，包括汽液擴散階段、液體固體轉化階段、生物直接固化階段等，有著極強的可操作性。在現代環境污染處理中，生物膜技術已有了廣泛應用，科學家大量利用生物膜技術處理受到污染的廢氣源，將廢氣污染度降到最低，以保障城市空氣清潔。

1.1生物膜方法的工藝流程

生物膜法在廢氣處理中有著極為簡單的操作原理，主要利用微生物對廢氣物質進行固定，以減少環境因素對廢氣的影響。首先要對廢氣進行搜集，將廢氣集中輸入到洗滌塔中，還很好喝，將各種廢棄物質加濕加熱，并進行頭次過濾，以保障廢氣獲得初步處理。對廢氣加濕加熱之后，利用微生物對進入過濾塔氣體進行生物凈化，主要作用媒介就是生物過濾塔，所凈化的物質包括所有有害的氣體，在微生物對氣體綜合處理完之后，利用抽風機將生物塔內部的氣體進行排空。

微生物的成長需要有穩定的環境機制，要有足夠的水源能夠為微生物繁殖提供物質支撐。首先洗滌泵提供洗滌塔所需要的主要水源之后，水順著洗滌塔內部的循環系統進行循環，從洗滌塔的頂部噴出與洗滌出來的污染物一同回流到儲水箱，能夠進行有效的循環。其次，生物塔內部的噴淋泵在生物處理廢棄過程中，要給生物提供足夠的水源，氣體和液體要逆時針循環，以保證內部循環機制的正常運行。最后，外部環境機制和微生物進行能量交換和物質交互，充分滿足生物進行能量處理所必定的消耗物質，保障處理機制正常運轉。

2.生物過濾法原理

生物過濾法是廢氣處理中常用的生物制方法，主要通過微生物對所收集的廢氣進行填料，并在特定的環境機制下，利用微生物對廢氣中的有害物質進行吸收，而后對有害物質進行降解，這樣廢氣除臭基本完成。完成物質轉化這一功能的主要載體是微生物，其成長和培育，乃至后期降解處理都需要有充足的養料支撐，因此其內部填料就需要有充足的營養物質，以保證微生物有著較高的活性。微生物成長環境的好壞，直接影響了微生物的繁殖速率，所以在改變微生物生長環境的情況下，就要注意其環境機制的控制，包括空氣中的含氧量、濕度、溫度變化等因素。

一般而言，生物過濾方法的固體載體選擇具有多樣性，可以在配料中培養的微生物種類較多，因此前六四身要有較大的表面積，不能有其他味道，結構均勻，有的較強的吸水性，能夠為微生物成長提供充足的物質支撐。我們生活中常見的塑料制品及其他纖維制品，包括樹葉、草木等植物都是主要的選擇對象。

3.在水體污染中的應用

從目前兩種生物技術的發展趨勢來看，生物過濾法和生物膜法在水體污染處理中有的廣泛的應用，水體受到嚴重污染后，其內部存有較多的毒害物質、重金屬、各種化學元素等。主要的實施原理為，微生物自身會有一些生命體態活動，在相應的活動表現機制中，會對有些毒害物質進行快速轉化，以此來降低其毒性，實現對污水的有效凈化。近年來，應用到污水處理方面的技術主要為固體化細胞技術和固體化酶技術等。其中固體化酶技術主要采用的是化學鍵合法，將水溶性酶及不溶性載體進行有機結合，能促使酶成為一種具有催化性的延伸物質，不會與水相融合，利用相應的化學方法制備固化酶，能夠對微生物中含有的細胞實施有效固定，最終獲取固定化的細胞，此種技術對于水體中一些有機污染物及無機物處理有著較好的作用，適宜大規模使用和普及。

4.在固體廢棄物及污染土壤處理中的應用

生物處理方法在固體廢棄物處理中也有著廣泛的應用。對于污染土壤中存在金屬的處理，主要采用的是微生物法、植物修復等。全面利用微生物對污泥及金屬進行處理，在對重金屬進行處理時，其ph值極為重要，是主要的參考依據。在對固體廢棄物中間數的形式轉化進行加速處理時，對于微生物的特性運用較多，如代謝及吸附性。而植物的修復技術主要指運用植物對環境進行降解處理，所運用到的媒介都是植物本體及有關的微生物。植物處理技術的優勢特點較多，極為簡便環保，但是對土壤有一定的要求，此技術的應用對相應的治理植物有著嚴格的要求，需要一些能抗重金屬特性的植物對固體廢棄物或土壤中的重金屬元素進行處理，將重金屬的擴散降到最低程度。

綜上所述，隨著我國科技的發展，我國的生物工程技術也得到了廣泛進步，人們對于生活環境的關注也進一步提升，生物工程技術被人們廣泛應用到生活生產的各個領域。在生物技術的應用完善中，能夠對各類環保工程問題予以妥善解決。只有在環保工程中多元化運用生物技術，結合相應的污染難題，設定不同的處理方案才能保證我國環保事業持續穩定發展，降低空氣、水源、固體廢棄物的污染程度。

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