
摘要:本文从环境生物技术的概念、种类和应用优势出发,对环境生物技术在“三废”治理中的应用展开论述,对应用在治理废气、废水、固体废弃物中的不同环境生物技术进行阐述,最后提出提高环境生物技术在“三废”治理中应用质量的对策,旨在为相关人员提供参考。
关键词:环境生物技术;“三废”;环境治理
引言
环境生物技术的本质是采用直接或间接的方式利用生物的生理特性或生理活动,对污染源进行处理,甚至可将污染源转化为其他资源进行二次利用,契合当前国家的节能环保相关政策方针要求。加强对环境生物技术的研究,对提高国家环境治理水平具有重要意义。
1 环境生物技术概述
1.1 环境生物技术的概念和种类
环境生物技术是一门由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,是利用生物体或生物体中含有的特殊机能或成分,对环境中存在的污染物进行分解、净化、减弱或消除,以实现改善环境的目的。虽然环境生物技术属于一种新兴学科,但该学科在近年来快速发展,当前可应用于环境治理的环境生物技术种类较多,具体包含以下几种类型:
①基因工程。以人工技术手段对生物遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)进行分离,在生物体外对其进行切割、拼接和重组,将新的DNA重新导入原生物体或新宿主中,使原生物体或新宿主的遗传特征发生变化。
②细胞工程。以细胞为主要研究对象,将细胞从原生生物环境中分离出来,对单个细胞进行单独培养或繁育,以人工繁育目标对其繁育过程进行控制或改变,最终得到新的动植物品种。
③酶工程。在特定条件下应用酶发生催化反应,制作符合预期目标的产品或效果。
④发酵工程。为微生物提供适合其生长和繁殖的条件,生产出可供人类利用的产品。
⑤蛋白质工程。蛋白质工程是通过物理化学分子生物等技术和手段,对蛋白质的结构进行调整,使其能满足人类更加多样化的需求。
1.2 环境生物技术在“三废”治理中的優势
①价格优势。应用在“三废”治理中的环境生物技术种类主要包含基因工程、细胞工程、酶工程等,各类生物技术不仅对繁殖条件和温度的要求较低,而且具有良好的可持续性,技术应用便捷性强,通常不需要应用大型机械设备进行连续作业,治理过程中对资源和能源的消耗较小,具有非常突出的经济性优势。
②资源可再生优势。利用环境生物技术对环境中的污染源进行处理,使污染源具有二次利用的价值,不仅能提高资源的利用率,减少对自然资源的消耗,还能有效改善环境污染问题,具有良好的可持续发展特性。如农村地区旱厕仍非常普遍,利用环境生物技术将化粪池中的沼气进行回收、净化和处理,可制成压缩天然气、城市燃气或利用沼气发电等,沼气燃气具有良好的可燃性和清洁性,具有良好的综合效益。
③污染源整治彻底优势。大量实践表明,应用环境生物技术对环境中的污染源进行处理,能利用生物特性将污染源转化为全新的清洁资源,如水、氧气等,整治彻底,无二次污染风险。
2 环境生物技术在“三废”废气治理中的应用
2.1 生物过滤法
随着国家工业的不断发展,工业生产过程中产生大量废气、粉尘等,造成城市空气质量严重降低,很多居民为改善居住环境的空气质量,会在居住环境中安装空气净化器,虽然效果较好,但造价较高,难以大规模应用,生物过滤法在当前城市废气处理中的应用十分广泛,主要原理是利用造价较低的生物过滤网对空气进行过滤,空气中的污染物质会在过滤网中微生物的作用下转化为二氧化碳等清洁气体,实现净化空气的目的。微生物过滤网净化空气的过程可参考图1。
2.2 植物修复法
植物修复法是利用绿色植物对环境和土壤中存在的放射性元素、重金属、有机物等污染源进行净化处理。主要是因为植物具有强大的新陈代谢、吸附、过滤等能力,能对空气、土壤或水体中的污染物进行充分吸收和分解,植物在光合总用和呼吸过程中,能对空气中的废气进行转化,释放氧气、二氧化碳等,对空气质量进行改善。植物修复法造价低,对环境的适应性强,不会有次生污染源产生,但该技术在应用过程中需要花费大量时间,且植物在不同地区地质和气候条件的影响下,生长情况可能具有一定限制[1]。
3 环境生物技术在“三废”废水治理中的应用
3.1 固化微生物技术
通过长期的研究发现,很多微生物和原生动物都具有良好的水体净化能力,当前人们对具有高降解性活性菌的了解已经较为深入,该类菌种在自然环境中能自行繁育,对水体中含有的工业污染物进行分解,在不影响水体原有生态平衡的基础上,对水体进行净化。对工业废水中含有顽固性污染源具有良好的讲解效果,在“三废”废水治理中科学应用固化微生物技术,对改善水体质量具有重要作用。
3.2 生物栅修复技术
微生物和原生动物虽然具有良好的环境净化能力,但需要在特定的环境中生存,保持微生物和原生动物的活力,才能最大化发挥环境生物技术的治理效果。生物栅修复技术是利用生物膜对环境进行隔离,同时具有生物膜和水生植物的特点,使微生物和原生动物的生存环境与其生物特性更加相符,最终实现水体净化目标。
3.3 微生物絮凝剂
微生物絮凝剂是一种以真菌、细菌为原材料的污水处理剂,在实际应用过程中,能获得比常见组合型高分子絮凝剂更好的水体净化效果[2]。微生物絮凝剂具有非常显著的水体净化处理效果,如图2所示。
4 环境生物技术在“三废”固体废弃物治理中的应用
4.1 含油污泥高新生物处理技术
含油污泥高新生物处理技术多应用于油田企业生产环境中,对含油污泥、石油废渣等具有良好的处理效果,主要是利用微生物分解能力,分解污泥中的有机物,将渗入土壤中的石油分解转化为水和二氧化碳等,实现减少污染的目的[3]。含油污泥高新生物处理技术可进一步细分为微生物降解、土壤耕作、堆肥处理等方法,操作便捷性强、造价低且不会有次生污染源产生,但该种环境生物技术在实际应用中也存在菌种种类单一的问题,逐渐难以适应不断变化的工业生产环境和不断增多的工业固体废弃物种类。