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精细化工行业污水生物处理技术

在精细化工行业生产的过程中,会形成大量的人工合成有机物,这些有机物会不断积累,排放到大气环境当中,会成较为严重的环境污染。我国环保部门相关研究显示,近年来我国的精细化工厂,每年都会被列入到污染企业的黑名单当中,并且多年来对其进行批评教育甚至政策惩罚均未见明显起效。如何对精细化工行业的发展与环境保护之间的关系进行平衡,是我国精细化工行业在发展过程中需要着重考虑的问题。精细化工行业在生产过程中,由于会大量使用芳香族化合物或杂环族化合物来对需要的产品进行人工生产,导致这些无法被降解的化合物大量产生,在大自然的水源、土壤之中不断富集,会造成水源、土壤的严重污染。除了产品生产过程会对环境造成较为严重的污染以外,精细化工生产的工艺以及流程较为复杂,且生产周期较为漫长,生产的效率以及产品的数量受到实际反映情况的影响,因此在生产过程中经常会出现由于产品反应率低下造成原料大量过剩的情况,而这些废弃物同样会造成较为严重的环境污染。

对于精细化工行业的生产来说,由于其生产过程中的原料主要以有机物为主,因此在对有机物进行处理时,通常会选择使用生物处理技术来对有机物进行处理,生物技术中的微生物将会有效的对有机物进行降解,从而达到环境保护的目的。但是随着精细化工行业的快速发展,越来越多的人工合成有机物出现于人们的视野当中,生物降解性较为低下,因此,传统的生物降解技术很难实现对当前精细化工行业有机物的降解。给予这种情况,有必要对精细化工以及环境保护之间的关系进行分析,并探究新的技术来对精细化工行业的可持续发展打下的基础。

现阶段,我国精细化工行业在对生产过程中产生的污水进行处理时,往往选择应用传统的生物处理技术来对其进行处理。但是实际上,传统的生物处理方式只能够清除污水中大约百分之80 左右的有机物,尽管对于环境保护有一定的帮助,但是却无法达到国家排放标准的要求,传统生物处理技术下仍然有相当一部分有害物质没有有效的被降解。通过分析其根源后可以发现,在应用传统的生物化工处理技术来处理精细化工生产产生的污水时,由于污水中一些有机物的存在,会导致微生物受到毒性侵害以及恶性压制等作用,严重降低微生物的降解能力,甚至无法将生物降解的酶进行产出。尽管相关的研究人员对微生物的结构进行了一定程度的改变,但是仍然无法从根本上解决问题,传统污水处理技术的长时间应用,使得精细化工工业污水无法得到有效的处理,会影响污水治理的效果,并造成较为严重的环境污染。下面介绍两种应用生物技术进行污水处理的方法供大家参考。

一.应用生物遗传技术来进行污水生物处理

当微生物对精细化工生产产生污水中的有机物进行降解时,主要是通过自身产生相应的酶来对化合物进行降解来完成的,而确定该种微生物能否实现对某一类有机物的降解,关键在于该种微生物能否产生降解该种有机物的酶。具体来说,微生物所产生的降解酶被分为适应酶和固有酶两大类型。固有酶,顾名思义就是指微生物在遗传以及繁衍时,自身通过一定的化合物质而合成的酶。而适应酶则不同,它是指微生物通过适应环境,掌握自身所处污水中较多的有机物,并通过一定的底物产生能够将污水中有机物进行降解的酶。适应酶的产生意味着微生物能够有效的适应环境,具备一定的特异性。生物遗传技术就是通过分析微生物的特异性来充分掌握其变异情况以及针对性降级有机物情况,从而更加具有目的性的进行污染的治理。对精细化工行业产生污水进行处理时,需要充分掌握各种发生了变异性微生物的特性,并且根据所产生污水中有机物的类型来对微生物进行选择,或是为具有特异性降解功能的微生物进行诱导。另外,细胞融合技术也是精细化工行业污水治理的常用技术之一,通过细胞融合技术的使用,能够进一步提升污水处理的针对性和效率。现阶段,我国在精细化工行业污水治理方面针对细胞生物学的研究已经位于世界先进水平,显著增加了特异降解菌的总体选择范围,能够处理较多种类型的有机物,提升自身的降解效率。但是现阶段我国针对污水中微生物降解相关的生物遗传技术研究以及应用仍然存在着较多的缺点,当前比较常用的生物研究方式仍然是生物筛选,特异性更高的细胞融合技术以及变异性降解菌的诱导技术应用成功率并不是很高,这对于我国精细化工行业污水生物处理技术的进一步发展造成了较为明显的阻碍。  

二.应用基因工程技术来进行污水生物处理

近年来,随着人们对基因工程研究的不断增多,基因工程也逐渐成为精细化工行业污水治理的新选择之一。在生物处理技术中所应用的微生物,它们的遗传信息主要存储在脱氧核糖核酸以及核糖核酸当中,因此,研究人员在研究特异性微生物降解菌时,可以先对这些特异性微生物生成酶进行基因组学相关的研究。通常来说,这种研究首先是对该生物的基因组进行提取,然后对遗传物质的转录和拷贝过程进行人为的控制,调整特异性降解酶的合成过程,确保降解酶的存在并对降解酶所负责的催化过程进行分析,会通过对微生物的基因进行调整,实现整个微生物遗传过程的改变,实现精细化工行业产生污水的有效降解。

在使用基因工程技术来对污水进行处理时,首先需要专业人员对微生物细胞中的基因进行提取,然后通过事先设计好的方式来对基因进行重组,从而满足微生物降解的需求。在污水处理中应用基因工程,能够显著提升酶所催化的化学反应的反应速度,从而更加快速的降解有机物,提升污水处理的效率。举例来说,人们现阶段所使用的各种微生物对石油进行降解时,降解的速度是十分缓慢的,整个石油的降解时长至要按照数十日来进行计算。但是通过基因工程的使用,降解速度过于缓慢这一问题便迎刃而解了,通过分析能够提升石油降解效率的酶并对其进行基因重组,在几个小时内便能够实现对石油的降解。现阶段,精细化工生产中的各种污染物半衰期普遍时间较长,因此与其他污水处理技术相比,基因工程在污水中有机物的降解方面的优势十分明显。通过分析反应酶并进行基因重组,能够有效提升降解效率,而且,由于厌氧菌的处理时间较长,但是人工合成的工程菌在几个小时内便能够对污水中的各种有机物进行降解,提升降级效率的同时还减少了资金的投入。

基因工程的美好前景使得人们能够通过人工培育的方法来培养一些具有针对性的生物菌,显著减少原料生产产生的污染,并有效的处理掉精细化工行业生产所产生的大量芳香烃化合物、杂环化合物等,实现对环境的有效保护,使得精细化工生产过程中的环境污染问题得到有效的控制。同时,基因工程技术的出现也解决了传统生物降解技术降解率不高、降解有机物不完全的问题,节约了资金成本的使用,这对于促进我国经济发展以及环境保护均具有较为明显的意义。

综上所述,在我国经济快速发展的今天,环境污染问题及其后果也随之显现了出来,对于精细化工行业来说,其在处理生产污水方面同样面临着较为明显的困境,越来越多人工合成复杂化合物的形成使得环境中的有机物不断积累,严重影响了生态环境的稳定。因此,如何在保障精细化工行业发展的同时有效治理环境污水,是当前精细化工行业生产亟待解决的问题。而近年来,基因工程技术以及生物遗传技术的使用为精细化工行业的可持续发展提供了一种新的思路,因此在未来,可以更多的应用以上两项技术来对精细化工行业的污水进行处理,实现环境的有效保护。


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