向云建
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精細化工行業(yè)污水生化處理已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛采用,取得大量運行經(jīng)驗,為精細化工行業(yè)的環(huán)境保護作出了極大的貢獻。但是隨著人工合成化學(xué)品的產(chǎn)生日新月異,而微生物對有機物的降解能力隨著化合物的性質(zhì)不同而差異巨大,從降解半衰期來講,有的需要幾個小時而有的需要數(shù)年,并且人工合成的化合物生物降解性從總體上看都低于天然存在的化合物。因此,常規(guī)生物處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足環(huán)境保護的需要,探索和應(yīng)用新型生物技術(shù)是精細化工行業(yè)環(huán)境保護的艱巨任務(wù)[1]。
在精細化工生產(chǎn)中,通常會使用一些芳香族或者是雜環(huán)族化合物來人工合成加工得到所需產(chǎn)品,通常來說這些化學(xué)物質(zhì)無法在自然環(huán)境下被降解,長此以往積累下去會造成對水源、土壤等環(huán)境的嚴重污染。除生產(chǎn)產(chǎn)品對環(huán)境的污染以外,由于精細化工生產(chǎn)工藝復(fù)雜,生產(chǎn)周期長,產(chǎn)率受到實際反應(yīng)情況影響,因此很多時候會出現(xiàn)原料過剩的情況,這些廢棄物同樣加劇了環(huán)境污染。對于精細化工而言,其原料和產(chǎn)物以有機物為主,在對有機物進行處理時,通常會采用生物處理技術(shù),微生物可以對有機物進行有效降解,從而達到治理要求。但是隨著精細化工行業(yè)的發(fā)展,制造出很多人工合成有機物,生物降解性低,因此很難通過傳統(tǒng)生物處理技術(shù)實現(xiàn)有效降解。因此為處理好精細化工與環(huán)境保護間的關(guān)系,需要探索尋找新的處理技術(shù)以實現(xiàn)精細化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展[2]。
由于一般情況下化工企業(yè)生產(chǎn)所需的化學(xué)反應(yīng)需處于特定條件下方可順利進行,所以化工企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中會耗費較多的水資源,且水循環(huán)利用率較低,污水排放量也較大。
通常情況下,化工企業(yè)所排放的污水均含有油、酚、硫、COD、氰化物、芳香胺類化合物、多環(huán)芳烴化合物以及雜環(huán)化合物等,其中除烴類??杀晃⑸锝到馔?,污水當中的氨化合物、無機成分硫化氫以及微量重金屬均會在很大程度上使環(huán)境受到污染。
化工企業(yè)所排放污水中的重金屬鉻、鉛、鎘等均具有一定毒性,酚、鹵素化合物、苯類、萘系、醛類、硝基化合物、有機磷以及具有殺菌作用的表面活性劑或分散劑等均為致癌、致毒、致突變的危險物質(zhì),可嚴重破壞與危害人類賴以生存的環(huán)境與生態(tài)。
微生物在對有機物進行降解時,主要依靠的是微生物自身產(chǎn)生的酶,這些酶對于化合物進行降解,在判斷微生物是否能夠降解某一類物質(zhì)時,關(guān)鍵在于該微生物是否可以產(chǎn)生降解酶。具體而言,這些酶可以被大致分為適應(yīng)酶和固有酶。固有酶就是生物在進行遺傳工作時,微生物自身就可以直接合成的酶;而適應(yīng)酶就是微生物適應(yīng)環(huán)境,有底物存在而產(chǎn)生的。通過分析,適應(yīng)酶的產(chǎn)生使得微生物具有一定特異性,生物遺傳技術(shù)就是對微生物的特異性來進行具體分析,掌握其特性保持和變異情況,從而更好地將結(jié)果應(yīng)用到污染治理方面。在對精細化工污水進行處理時,需要注重對于特異性微生物的選擇,對有特異降解功能的微生物進行誘變,還有細胞融合等技術(shù)的綜合應(yīng)用,實現(xiàn)對精細化工工業(yè)污水中有害物質(zhì)的降解。目前我國對于生物遺傳技術(shù)在污水治理中的研究已經(jīng)取得了許多成就,擴大了特異降解菌的選擇范圍,在一定程度上提高了降解效率,有效減少降解時間[3]。
一般情況下,活性污泥工藝的組成部分包括曝氣池、沉淀池、污泥回流系統(tǒng)與剩余污泥排除系統(tǒng),化工企業(yè)所產(chǎn)生的污水會與回流的活性污泥一同進入曝氣池當中,形成一種混合液,由空氣壓縮機站傳送出的壓縮空氣會以細小氣泡的形式通過曝氣池底部的空氣擴散裝置進入污水當中,使污水當中的含氧量獲得大幅增加,并促使混合液達到劇烈攪動狀態(tài),充分混合污水、活性污泥與溶解氧,確保反映的正常進行。在混合液經(jīng)過活性污泥凈化后會進入二次沉淀池當中,存在于混合液當中的其他固體物質(zhì)與懸浮的活性污泥會在此完成沉淀并與水分離,所得的澄清污水將通過污水排出系統(tǒng)排出。
在利用基因工程技術(shù)進行污水處理時,需要通過專業(yè)人員在生物細胞中提取基因,然后根據(jù)之前設(shè)計的方式進行重組,以滿足微生物降解需求。通過基因工程技術(shù)的應(yīng)用,可以有效提高反應(yīng)速度,加強生物處理力度。舉例而言,微生物在對石油進行降解時,其速度很慢,甚至需要幾十天的時間才能夠?qū)崿F(xiàn)降解。但是基因工程技術(shù)的應(yīng)用有效解決了這一問題,只需要幾個小時就可以達成降解要求。目前很多污染物的半衰期比較長,因此能夠提高降解速率使基因工程在污水生物處理中優(yōu)勢明顯。除了提高降解效率以外,厭氧菌的處理時間長,而工程菌僅3小時就可以完成處理,很大程度上減少了處理成本,基因工程技術(shù)在污水生物處理技術(shù)方面有很多優(yōu)勢?;蚬こ碳夹g(shù)應(yīng)用能夠通過人工方法培養(yǎng)一些生物工程菌,有效降低原料過程帶來的污染以及精細化工行業(yè)產(chǎn)出的新的污染物。
生物處理技術(shù)是一種效果較為理想的化工企業(yè)污水處理方法,化工企業(yè)可以自身實際需求為依據(jù)選擇適宜的方法,將企業(yè)的污水排放質(zhì)量有效提升上去,避免對人們賴以生存的環(huán)境產(chǎn)生過多侵害。