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现代生物技术在印染废水处理中的应用

来源:印染在线 发布时间:2009年03月18日

(一)前言印染废水水量大、色度深、碱性大、有机污染物含量高、水质复杂多变,可生化性不强,是公认的难处理废水之一。特别是近年来,随着染料工业的飞速发展和人们对物质生活要求的提高,新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用,其分子结构日趋复杂,性能也越来越稳定,给处理带来了很大的困难。采用传统的活性污泥法、生物膜法等生物技术很难将废水处理达标排放。所以探索新的、更为有效的现代生物技术来处理印染废水就很有必要。现代生物技术在环境污染治理领域的应用主要集中在三个方面:1.具有高效净化能力的微生物种类及菌株的寻找分离、筛选以及基因工程菌的人工构建;2.常规生物处理技术的生物学原理及强化方法;3.自然生物处理技术及氧化塘、生物塘、以及综合生物塘、人工湿地等处理方法。而通常所指的现代生物技术即生物工程,它是以生命科学为基础,利用生物(或其组织、细胞等)的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,以及与工程原理相结合,加工生产产品或提供服务的综合性技术,主要包括基因、细胞、酶和发酵等工程等四大技术体系。(二)现代生物技术在印染废水处理中的应用现状1.高效菌筛选分离处理技术。印染废水具有较强的特异性,单纯利用常规的微生物很难实现对印染废水中污染成分的降解和脱色处理。筛选具有特异性能的高效菌成为处理印染废水较为常用的现代生物技术之一。国内外专家在寻求高效菌种方面已经做了大量的工作,发现混合微生物比纯菌种对难降解的染料有更好的降解作用,这可能是以共代谢为基础的协同作用的结果。目前将共代谢机制用于生物强化系统中的实例还不多见。常用的方法是采集印染厂的活性污泥经培养、驯化而获得生物菌,并在污水处理过程中不断地重复接种使用。罗国维、林世光等在上世纪80年代研究开发的“优势菌处理工业废水技术”中,通过投加经过筛选的优势菌群,结合强化不完全厌氧(水解)和好氧两个过程,

使系统的脱色率高达90%以上。吴赞敏等从印染厂采集活性污泥,进行驯化、分离,获得四株不同的菌种,并从中筛选出对兰纳素藏青B-01脱色效果最好的一株菌株X3,经脱色培养3~4d,菌株X3对染料的脱色效果最高:30~35℃时,菌株对染料的脱色率为51.5%~65.07%。2.基因工程技术。基因工程是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译和表达。由于印染废水中有机物质结构非常稳定,单纯利用自然界中的微生物很难对其进行降解处理。而利用细胞融合基因工程等方法可以跨越天然物种的屏障,克服固有生物种间的限制,扩大和带来了定向创造新生物的可能性。所以,设计并构建具有高效专一的降解功能的基因工程菌,可以有效地对印染废水进行处理。李尔炀等采用多基因转化技术构建多功能工程菌(降解性工程菌LEY4和脱色工程菌LEY5)处理印染废水,对处理工艺条件进行了研究,用正交试验法研究了各影响因素对废水处理效果的影响程度和最佳工艺条件。各影响因素对废水处理效果影响的程度,由大到小的顺序为:菌体浓度、停留时间、pH、通气量;最佳工艺条件为:菌体质量浓度2.0g/L,停留时间10h,pH8.0,通气量1.85L/min。在最佳工艺条件下,工程菌(LEY5-LEY4)系统对印染废水的COD去除率为77.8%、脱色率为72.6%,均高于高效混合菌和活性污泥系统。3.细胞工程技术在印染废水处理中的研究应用。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法,按照人们的设计蓝图,进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株,并可以产生新的物种或品系。在环境工程中应用得较多的是其中的原生质体融合技术。通过原生质体融合可以集中双亲的优良性状,并可以产生新的性能,这一现象在环境治理中有着极为重要的应用价值。

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