生物强化技术在处理垃圾渗滤液中的应用

在垃圾渗滤液治理中，向体系中投加优势菌种从而实现对目标污染物高效去除，称为生物强化技术，又称生物增强技术(Bioaugmentation)。它产生于二十世纪70年代中期，二十世纪80年代以来得以广泛的研究和应用。一般的生物治理技术对于浓度较高、易于生物降解的废水去除效率高，但当垃圾渗滤液中含有暂时性的有毒物质，它们会对菌起到毒害作用，用一般生物方法治理，降解速率较慢，菌需要一段较长的时间来适应，而生物增强技术恰好弥补了这一不足，投加优势菌种可迅速有效降解目标去除物。其中，选用的菌种可以是从自然界中筛选的优势菌种，也可以是通过基因工程技术得到的有降解能力的基因工程菌。投加菌一般是通过直接生物降解作用、与污染治理体系中原有的细菌共代谢作用来完成对目标污染物的去除。
与传统生物处理工艺相比，生物强化技术可有效提高对有毒、有害物的去除效果，改善污泥性能，加快系统启动，增强系统稳定性、耐负荷冲击能力等。由于在系统中加人了优势降解菌和基因，使生物强化技术扩展了以往生物降解技术降解底物的范围，并显现出对有毒、有害物质的高效降解性能，因此成为环境污染治理领域中的热点。生物强化技术与一般生物治理技术相结合，在废水治理中已显示其独特的作用。

1.生物强化技术的作用机理
优势菌强化技术，即向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物来增强生物量，以强化生物量对某一特定环境或特殊污染物的反应。投入的菌种与底质之间的作用主要有直接作用和共代谢作用。直接作用就是通过驯化、筛选、诱变、基因重组等技术得到以目标降解物质为主要碳源和能源的微生物，向处理系统中投入一定量的该菌种，就会达到对目标去除物去除效果的增强作用。共代谢作用是对于一些有毒有害物质，微生物不能以其为碳源和能源生长，但在其他基质存在下能够改变这种有害物的化学结构使其降解。

2.国内外污水处理生物强化工艺的应用
生物增强作用比一般的废水生物治理方法更能提高对目标去除物的去除效果。利用高效优势菌群培养高活性的颗粒污泥，可大大强化UASB反应器的废水处理性能，35d即可完成系统的启动；反应器容积负荷从2.0kg/(m3·d)提高到39.0kg/(m3·d)，COD去除率保持在90%左右。混合菌株比单一菌株的降解效果好，利用优势菌的增强作用还可以有效消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，大大减少了污泥的产生，一般可使污泥容积降低17%-30%。这样不仅改善了出水水质，而且减少了排放和消化剩余污泥消耗的能源。
因此，目前对于高盐，高复杂性的垃圾渗滤液，利用物化或组合法处理，取得较好的效果，但是其产生的成本也让人望而却步。生物法处理垃圾渗滤液，虽然可以大幅降低成本，并且符合国家环保政策提倡的发展策略，但是无论采用何种工艺，其出水COD和总氮一般都很难达到理想效果。对于高含盐渗滤液，活性污泥和生物膜中的土著菌株生长速率都非常慢，处理效果很不稳定。要进一步降低出水COD和总氮浓度，必须考虑提高生物强化菌剂的应用效果，筛选出适应高盐垃圾渗滤液的功能性优势微生物群落，并结合适当的物化处理技术，以提高渗滤液生物处理工艺的效率和系统运行稳定性，这在未来也是根源环保事业部以及技术支持中心努力研究的方向。