生物技术对环保工程的应用

摘要：随着社会经济的不断发展和科学技术的快速进步，生物技术因其在环境保护领域的明显优势而成为人们关注的焦点。将生物技术应用于环保工作时，需要根据环境污染的类型和种类选择合适的应用技术与应用方式。本文就生物技术在环保工程中的应用展开分析。

关键词：环保工程；生物技术；技术应用

在环境保护的新兴领域，生物技术具有比较明显的整体优势。生物核心技术能够更有效地应对当前形势下各种生存环境危机所带来的挑战，在未来具有良好的应用和发展前景。许多研究者认为，传统的生物技术由四部分组成：微生物工程、酶工程、组织细胞工程和基因工程。各种技术都有各自的科学理论特点和适用范围，但它们并不是相对独立的，而是紧密联系在一起，相互补充，逐渐形成了一个完整的体系。

1生物技术在环保工程中的应用策略

1.1生物技术在控制和废气净化中的应用

空气污染是环境污染的重要组成部分。生物技术应用于空气污染治理，可以有效降解空气中的有害污染物，净化空气，并且不会产生二次污染和副作用。但是，目前我国大气污染防治措施不到位，生物技术在大气污染中的应用还不完善和成熟，依然存在一些问题。生物洗涤和生物吸附是比较成熟的方法。1.2生物技术在环境污染修复中的应用通过检测我们可以了解环境污染状况，并及时实施污染治理。环境污染整治工作是继前两步之后的工作。通过做好环境污染整治，可使环境保护工作更加完善，从而促进环境的良性发展。生物技术在环境污染修复中的应用是指利用相应的动植物进行修复，由于该技术的应用还处于发展阶段，实际应用并不普遍。这种技术通常用于土地恢复过程中[1]。

1.3生物技术在废水净化处理中的应用

水资源是人们生活中不可缺少的重要资源，因此保护水资源是环境保护的重点工作。近年来，水污染形势日益严峻，有效的治理和改善至关重要。废水是造成水污染的主要原因，因此，如何解决废水污染问题是环境保护工作的重中之重。利用微生物的生命活性对废水进行净化和处理是一种有效的生物技术，且效果良好，可以使水质达到相应的标准。

1.4生物技术处理固体废物

微生物处理主要利用微生物的吸附特性和代谢活性，将土壤中重金属等有机污染物转化为无污染物质，调节土壤pH值，提高土壤污染治理效果。同时，人们可以将微生物处理方法与植被恢复方法有效结合起来，综合利用微生物和植物的双重作用，改善土壤环境。微生物处理可以有效地将土壤中的有机污染物转化为无机肥料，促进植物生长；植被恢复可以利用植物的净化功能，降低污染物在土壤中的扩散能力，有效避免二次污染。两者的相互作用可以有效改善土壤环境，减少二次污染，最终保证固体废物处理的效果[2]。

2工业污水处理技术

2.1工业废水特性

工业废水往往浓度高、体积小、分类多、成分复杂，因此选择合适的废水处理工艺是十分必要的。本文介绍了生物活性炭法、生物流化床法、生物轮虫法、厌氧载体颗粒污泥法、短程硝化反硝化法等新型生物处理技术。

2.2生物活性炭法

本方法利用活性炭的微孔结构，将微生物固定在活性炭的微孔中，然后将活性炭装入特定的容器中。近年来，在半导体工业中，由于终端使用点的超纯水水质对总有机碳的要求很高，传统的反渗透膜、紫外灯和离子交换法很难去除具有代表性的小分子尿素。因此，除了开发生物活性炭处理技术，将硝化细菌固定在活性炭表面外，自来水中残留的尿素也可通过硝化细菌的硝化作用转化为硝酸盐或亚硝酸盐，再通过离子交换从水中去除。

2.3生物流动床法

此种方法是通过在曝气池中投加生物填料作为微生物的载体，此种载体是由具有巨量微孔结构的塑料制成。主要目的是利用微孔结构作为微生物附着的场所，从而达到提高表面积，增大污泥浓度的目的。另外，由于采用单边局部曝气，大量载体在水中相互摩擦，流动剧烈。污泥龄较长的污泥首先从载体上脱落，成为剩余污泥。因此，曝气池的污泥龄将保持在一个相对较强的阶段，这将有效提高污泥负荷、容积负荷和有机物的降解效率。由于曝气池中的污泥浓度保持稳定，因此无需污泥回流。

2.4生物轮虫法

传统意义的活性污泥法中的微生物主体为丝状菌和球状菌，主要利用丝状菌作为骨架，由球状菌组成菌胶团。其污泥转化率为CODCr的30%左右，城市污水处理厂大部分的运行成本为电费以及污泥处理费，因此找到一种能够减少污泥转换率的生物处理方法迫在眉睫，轮虫法应运而生。研究证明在曝气系统将污水中的有机物降到很低浓度时，会先出现原生动物，原生动物将会以活性污泥细菌作为食物。随着水质的持续改善，后生动物也将慢慢出现，它们会将活性污泥细菌作为食物，即二次捕食者。通过原生动物和后生动物吞噬细菌的机理，我们能够大幅度减少剩余污泥的产生。有研究证明，通过培植轮虫（原生动物的一种），可以将剩余污泥的产生率降低50%左右，这在城镇污水处理厂中具有较高的经济价值。

2.5短程硝化反硝化

生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程，第一步是由亚硝化菌将NH4-N氧化为NO2-N的亚硝化过程；第二步是由硝化菌将NO2-N氧化为NO3-N的过程；然后通过反硝化作用将产生的NO3-N经由NO2-N转化为N2，NO2-N是硝化和反硝化过程的中间产物[3]。1975年Voets在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程中NO2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化脱氮的概念，直接由NH4-N通过硝化菌转化为NO2-N，然后再通过反硝化菌直接转化为N2，省去了中间转化为NO3-N，再反硝化为NO2-N的步骤。

3环境监测中生物技术的应用

3.1生物传感器

在物质生成过程中，主载体上的大分子与检测方法对象之间的相互作用被转换为生物波信号。在相关的检测软件系统处理后，可放大电子信号，我们可以获得有关生活环境中与其他生物传感器，或生物技术研究集成电路相互作用的各种物质的相关信息。这种常见的检测方法具有高灵敏度、高分辨度和快速的检测结果。

3.2物种疾病免疫测定法

我们可以通过测试物种体内功能的免疫能力来检测系统的功能，并且可以通过环境测试来检测各种毒性以及具有不同抗原特异性或抗体的物质。在检测过程中，该法具有反应性强、灵敏度高、特异性高、操作更方便、成本低等特点。目前，它已被广泛用于环境污染物实时动态监测的领域。

3.3Ames测试

1975年，加利福尼亚大学的Ames提出这一实验，并被后人广泛应用于相关研究。Ames测试真实地反映了数十种污染气体的诱变作用的综合分析，是对环境中潜在的点突变体更好的检测方法。

4结论

环境保护工作的开展势必要有效结合生物技术，并保证生物技术的价值能够得到真正发挥，最终促进社会效益和经济效益的有效提升。

参考文献：

[1]琳.生态城市中的环境工程建设技术的应用[J].资源节约与环保，2019（5）：118.

[2]田卫国.浅析环保理念在交通公路工程施工中的应用[J].建材发展导向，2019（1）：151.

[3]马小剑，周建飞，曾运航，等.制革废水中总氮的高效去除——用乙酸钠促进反硝化作用[J].中国皮革，2020（4）：54-59.

作者：姜威 单位：铁岭市中蓝环保咨询有限公司