抗生素藥廠廢水處理研究報告
摘要：本文通過對抗生素藥物廢水處理的研究，闡述了廢水對環境的危害，和廢水處理的必要性和現階段我國使用的處理方法和未來預測可以使用的方法前景。抗生素類藥品是目前應用最為廣泛的藥物之一，在其生產過程中所產生的廢水具有COD濃度高、色度及味度大、硫酸鹽濃度高、難于生物降解等特點。方法主要有混凝預處理和生化處理。
關鍵詞：抗生素；廢水處理；研究
概述
抗生素：抗生素是微生物、植物、動物在其生命活動過程中產生的化合物，是具有在低濃度下選擇性地抑制或殺滅它種微生物或腫瘤細胞能力的化學物質，是人類控制感染性疾病、保障身體健康及防治動植物病害的重要藥物。抗生素的生產以微生物發酵法進行生物合成為主，即通過微生物將培養基中某些分解產物合成具有強大抗菌素或抑菌作用的藥物。
抗生素生產廢水水質特征：抗生素廢水可分為：提取廢水、洗滌廢水和其他廢水。該類廢水成份復雜，有機物濃度高，溶解性和膠體性固體濃度高，PH值經常變化，溫度較高，帶有顏色與氣味，懸浮物含量高，含有難降解物質和有抑菌性作用的抗生素，并且有生物毒性。其具體特征如下:
①COD濃度高
其中主要為發酵殘余基質及營養物、溶媒提取過程的萃余液，經溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液，離子交換過程排出的吸附廢液，水中不溶性抗生素的發酵濾液，以及染菌倒罐廢液等。這些成分濃度較高.
②廢水的SS濃度高
其中主要為發酵的殘余培養基質和發酵產生的微生物絲菌體。
③存在難生物降解和有抑菌作用的抗生素類毒性物質
④硫酸鹽濃度高（一般認為好氧條件下硫酸鹽的存在對生物處理沒有影響，但對厭氧生物處理有抑制作用。）
⑤水質成份復雜
中間代謝產物、表面活性劑和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等原料成分復雜，易引起pH波動，影響生物反應活性。
⑥水量小且間歇排放，沖擊負荷較高
由于抗生素分批發酵生產，廢水間歇排放，所以其廢水成分和水力負荷隨時間也有很大的變化，這種沖擊給生物處理帶來極大的困難。
處理方法
1、混凝預處理
抗生素廢水的濁度和懸浮物濃度較高，因而在水質預處理部分采用混凝法預處理，去除高懸浮物和濁度，以便使水質史適宜進行后續生物處理。
混凝的基本原理
混凝澄清是給水和廢水處理實踐中的一種常用的單元操作它是指在混凝劑的作用下，使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為絮凝體，然后予以分離除去的水處理方法。膠體溶液或懸浮液穩定的原因是：固體微粒的粒度太細，同時帶有同性電荷形成布朗運動；另外，溶液中還有一種親水的膠體，它是可溶性的大分子，如蛋白質、淀粉和腐植酸等，它們的分子上都帶有親水的極性基團如一OH、一COOH、一NH3等對水具有較強的親和力，在分子的周圍保持較厚的水層，能發生膨脹，有形成真溶液的傾向。膠體或懸浮液形成分散體系就是依靠細微粒度，荷同性電荷以及在水中的溶解作用而形成穩定狀態的，因而必須投加混凝劑來破壞他們的穩定性，使其相互聚集為數百微米以至數毫米的絮凝體，才能予以除去。混凝就是在混凝劑的離解和水解產物的作用下，使水中膠體污染物質和細微懸浮物脫穩并聚集為具有可分離性的絮凝體的過程，其中包括凝聚和絮凝兩個過程，統稱為混凝。
混凝的作用機理
在混凝處理中，主要是通過壓縮雙電層和電性中和機理起作用的。
凝聚作用
凝聚作用是指加入無機電解質，通過電性中和作用，壓縮雙電層，降價了ζ電位，減少微粒間的排斥能，解除布朗運動，使微粒能夠靠近接觸而聚集在一起的作用。
絮凝作用
有機絮凝劑是一種高分子聚合物，它的分子量很大，通過長碳鏈上的一些活性官能團可以吸附在分散體系中的微粒上。由于該聚合物是較長的線狀結構，每個高分子化合物中都有許多官能團，可以在同一個分子吸附多個微粒，因而它在微粒之間起了架橋的作用，可以將許多微粒連結在一起形成一個絮團，這個絮團不斷變成較大原絮團，因而加快了微粒的沉降速度。
混凝預處理對原水中的COD及硫酸鹽濃度的影響
在進行混凝預處理時，除了希望通過混凝預處理去除較高的SS外，還希望能夠同時去除水中的高濃度COD及某些生物抑制性物質，如硫酸鹽。由于在進行水質保存時，引入了硫酸根離子，根據前述內容可知，抗生素制藥廢水中主要的生物抑制性物質就是硫酸鹽。因而，在預處理部分，混凝預處理過程對COD及硫酸鹽濃度變化的影響。隨沉降時間的延長，COD及硫酸鹽的去除率均會逐漸地增大，這主要是因為隨著沉降時間的延長，不溶性的COD附著在絮凝體上而不斷下沉，最終被除去的緣故。硫酸鹽的去除為下一步的厭氧生物處理提供了便利，降低硫酸鹽濃度，從而減少硫酸鹽還原菌作用后生成的硫化氫不能及時地外排而造成對厭氧微生物的毒害作用。
2、廢水的好氧生物處理
廢水的好養生物處理原理
好氧生物處理是在提供游離氧的前提下，以好氧微生物為主，使有機物降解，穩定的無害化處理方法。廢水中存在的各種有機污染物，以膠體狀、溶解狀的有機物為主，作為微生物的營養源。這些高能位的有機物質經過一系列的生化反應，逐級釋放能量，最終以低能位的無機物質穩定下來。有機物被微生物攝取后，通過代謝活動，有機物一方面被分解、穩定，并提供微生物生命活動所需的能量；另一方面被轉化，合成為新的原生質的組成部分，即微生物自身生長繁殖。這一部分就是廢水生物處理中的活性污泥或生物膜的增長部分，通常稱為剩余活性污泥。
活性污泥法的基本流程
活性污泥法是一種應用最廣的廢水好氧生物處理技術，它是指將空氣連續鼓入大量溶解有機污染物的廢水中，經過一段時間，水中即形成生物絮凝體一活性污泥，在活性污泥上棲息、生活著大量的好氧微生物，這種微生物以溶解有機物為食料，獲得能量，并不斷增長，使廢水得到凈化。它由曝氣池、二次沉淀池、曝氣系統及污泥回流系統等組成。由初次沉淀池流出的廢水與二次沉淀池底部回流的活性污泥同時進入曝氣池，在曝氣池的作用下，混合液得到足夠的溶解氧并使活性污泥和廢水充分接觸，廢水中的可溶性有機污染物為活性污泥所吸附并為存活在活性污泥上的微生物群體所分解，使廢水得到凈化。
活性污泥處理系統有效運行的基本條件是：
(l)廢水中含有足夠的可溶性易降解有機物，作為微生物生理活動所必需的營養物質；(2)混合液含有足夠的溶解氧；(3)活性污泥在池內呈懸浮狀態，能夠充分地與廢水相接觸；(4)活性污泥連續回流，及時地排除剩余污泥，使混合液保持一定濃度的活性污泥；(5)沒有對微生物有毒害作用的物質進入。
活性污泥法的凈化過程
在正常發育的活性污泥的微生物體內，存在著由蛋白質、碳水化合物和核酸組成的生物聚合物，這些生物聚合物是帶有電荷的電介質。因此，由這種微生物形成的生物絮凝體，都具有生理、物理、化學吸附作用和凝聚、沉淀作用，在其與廢水中呈懸浮狀和膠休狀的有機污染物接觸后，能夠使后者失穩、凝聚，并被吸附在活性污泥表面。
活性污泥具有很大的表面積，能夠與混合液廣泛接觸，在較短的時間內，通過吸附作用，就能夠除去廢水中大量的呈懸浮和膠體狀的有機污染物，使廢水的COD值大輻度地下降。
小分子有機物能夠直接在透膜酶的催化作用下，透過細胞壁被攝入細菌體內，但大分子有機物則首先被吸附在細胞表面，在水解酶的作用下，水解成小分子后再被攝入到細胞體內。一部分被吸附的有機物可能通過污泥排放被去除。
曝氣的原理
曝氣是采用一定的技術措施，通過曝氣裝置所產生的作用，使混合液處于強烈攪動的狀態，并使空氣中的氧轉移到混合液中去。空氣中的氧向混合液中的轉移一般是以劉易斯和惠特曼的雙膜理論為基礎。雙膜理論的主要論點是:當氣、液兩相接觸并作相對運動時，接觸界面的兩側，存在著氣體與液體的邊界層，即氣膜和液膜，氣膜和液膜間相對運動屬于層流，而在其外的兩相體系中均為紊流。氧的轉移是通過氣、液膜間進行的分子擴散和在膜外進行的對流擴散完成的。對難溶于水的氧來說，分子擴散的阻力大于對流擴散，傳遞的阻力主要集中在液膜上:由氣膜中存在的氧分壓梯度和液膜中存在的氧濃度梯度，形成了氧的轉移推動力。
3、廢水的厭氧處理
廢水的厭氧處理原理
廢水的厭氧處理是在沒有游離氧的情況下，以厭氧微生物為主對有機物進行降解，穩定的一種無害化處理方法[。在厭氧生物處理過程中，復雜的有機化合物被降解，轉化為簡單、穩定的化合物，同時釋放能量。其中，大部分能量以CH4的形式出現，可回收利用。同時，僅少量有機物被轉化，合成新的細胞組成部分。
厭氧處理的發展
1896年人們在認識到沼氣的產生是一個微生物學過程的基礎上，發明了第一座用于處理生活污水的厭氧消化池。40年代，在澳大利亞出現了連續攪拌的厭氧消化池，改善了厭氧污泥與廢水的混合，提高了處理效率。50年代中期，出現了厭氧接觸反應器，這種反應器是在連續攪拌反應器的基礎上于出水沉淀池中增設了污泥回流裝置，使部分厭氧污泥又重新回到反應器中，從而使SRT大于HRT，處理效率與負荷顯著提高。至60--70年代，先后出現了厭氧濾器與升流式厭氧污泥床，推動了以微生物固定化和提高污泥和廢水混合效率為基礎的一系列新的高速厭氧反應器的研究與發展，出現了厭氧流化床及膨脹顆粒污泥床等厭氧反應器。
厭氧處理的原理
第一階段，可稱為水解、發酵階段。復雜有機物在微生物的作用下進行水解發酵。水解可定義為復雜的非溶解性的聚合物被轉化為簡單的溶解性單體或二聚體的過程。高分子有機物因相對分子質量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用，因此它們在第一階段被細胞外酶分解為小分子。如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶水解為麥芽糖和葡萄糖，這些小分子的水解產物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。而后，這些物質在發酵細菌的細胞內轉化為更簡單的化合物并被分泌到細胞外。發酵是有機化合物既作為電子受體也是電子供體的生物降解過程，在此過程中，溶解性有機物被轉化為以揮發性脂肪酸為主的末端產物。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸、酸類、乳酸、CO2、H2、H2S、甲胺等。與此同時，酸化菌也利用部分物質合成新的細胞物質。酸化過程是由大量的、多種多樣的發酵細菌完成的。其中重要的類群有權梭狀芽孢桿菌和擬桿菌。它們大多是嚴格厭氧的，但通常有約1%的兼性厭氧菌存在于厭氧環境中，這些兼性厭氧菌能夠保護嚴格厭氧菌免受氧的損害與抑制。
第二階段，稱為產氫、產乙酸階段，是由一類專門的細菌，稱為產氫產乙酸菌，將丙酸、丁一酸等脂肪酸和乙醇等轉化為乙酸、C02、H2。
在標準條件卜，乙醇、丁酸和丙酸不會被降解，因為在這些反應中不產生能。但氫濃度的降低可使這些反應導向產物方向。在運轉良好的反應器中，氫的分壓一般不高于lOPa，平均值約為0. 1 Pa。當作為反應產物之一的氫的分壓如此之低時，乙醇、丁酸和丙酸的降解則可以產生能，即反應的實際自由能成為負值。
在由氫和二氧化碳形成甲烷時，只有在產乙酸產生的氫被產甲烷菌有效利用時，系統中氫才能維持在很低的分壓。根據平均氫分壓可以計算出反應器里一個氫分子平均在0. 5s以內被消耗，這意味著氫分子在其產生后僅僅能移動0. 1 mm的距離。也說明這種生化反應需要密切的共生關系存在于菌種之間。這種現象稱為“種間氫傳遞”。不僅存在著氫的傳遞，有跡象證明“種間甲酸傳遞”也是相當重要的。
第三階段，稱為產甲烷階段。由產甲烷菌利用乙酸、H2、C02，產生CH4。
在厭氧反應器中，所產甲烷的大約70%由乙酸歧化菌產生。在反應中，乙酸中的羧基從乙酸分子中分離，甲基最終轉化為甲烷，羧基轉化為二氧化碳，在中性溶液中，二氧化碳以碳酸氫鹽的形式存在。
已知利用乙酸的產甲烷菌是索氏甲烷絲菌和巴氏甲烷八疊球菌。兩者的生長速率有較大的區別。當乙酸濃度較低時，索氏甲烷絲菌較巴氏甲烷八疊球菌優勢生長。由于索氏甲烷絲菌對底物有更高的親和力，在廢水處理中可能取得較高的有機物去除率，且索氏甲烷絲菌的生長有利于形成品質良好的顆粒污泥。因此這種優勢生長對系統運行是非常有利的。
厭氧消化微生物
1、發酵細菌(產酸細菌)
主要包括梭菌屬、擬桿菌屬、丁酸弧菌屬、真菌屬和雙歧桿菌屬等。
這類細菌的書要功能是先通過胞外酶的作用將不溶性有機物水解成可溶性有機物，再將可溶性的大分子有機物轉化成脂肪酸、醇類等。研究表明，該類細菌對有機物的水解過程相當緩慢，pH和細胞平均停留時間等因素對水解速率的影響很大。不同的有機物的水解速率不同，如類脂的水解就很困難。因此當處理的廢水中含有大量類脂時，水解就會成為厭氧消化過程的限速步驟。但產酸的反應速率較快，并遠高于產甲烷反應。
發酵細菌大多數為專性厭氧菌，按其代謝功能，發酵細菌可分為纖維素分解菌、半纖維素分解菌、淀粉分解菌、蛋自質分解菌和脂肪分解菌。
2、產氫產乙酸細菌
產氫產乙酸菌包括互營單胞菌、互營桿菌屬、梭菌屬和暗桿菌屬等。這類細菌能把各種揮發性脂肪酸降解為乙酸和H2。
3、產甲烷細菌
產甲烷菌分為兩類:一類主要利用乙酸產生甲烷，另一類數量較少，利用氫和二氧化碳的合成生成甲烷。
難生物降解有機物的厭氧處理
Giger和Robert定義“難生物降解”為:如果一個化合物在一種特定的環境下，經歷任意長時間仍保持它的同一性，就可將這個化合物定義為難生物降解化合物。這其中也包括某些可以生物降解的化學品，在某些環境條件下可能變成難生物降解物質。
難生物降解的有機物的化學結構阻止了各種不同程度的微生物降解。慶幸的是在當今越來越快的產生難生物降解有機物的同時出現了一個全新的厭氧生物技術，即難生物降解物質共代謝幾級處理。許多含有一低濃度難生物降解有機物的工業廢水具有足夠的BOD和COD，可作為一級基質供二級代謝，而不需要向廢水中補充其他電子供體。
對于二級代謝，要求一級基質和二級基質有一定的比值。對某些氯化脂肪族化合物一級基質和氯化脂肪族化合物的重量比為30~300。如果廢水中本身沒有一級基質，則可以補充像甲醇這樣的物質作為電了供體或共代謝物。此外，對于許多難生物降解物質，一級基質和二級基質(難生物降解化合物)的比值比進水中難生物降解化合物的絕對濃度更為重要。
厭氧反應中的硫酸鹽還原
在處理含硫酸鹽或亞硫酸鹽廢水的厭氧反應器中，這些含硫化合物會被細菌還原。硫酸鹽和亞硫酸鹽會被硫酸鹽還原菌(SRB)在其氧化有機污染物的過程中作為電子受體而加以利用。SRB將硫酸鹽和亞硫酸鹽還原為硫化氫，會使甲烷產量減少。
根據所利用底物的不同，SRB可被分為三類:
氧化氫的硫酸鹽還原菌(HSRB)；
氧化乙酸的硫酸鹽還原菌(ASRB);
氧化較高級脂肪酸的硫酸鹽還原菌(FASRB)。
有機物的降解中少量硫酸鹽的存在不會影響處理過程，但與甲烷相比，硫化氫在水中的溶解度要大得多，每克以硫化氫形式存在的硫相當于2克COD，因而在處理含硫廢水時，盡管有機物的氧化已相當不錯，COD的去除率卻不令人滿意。
4、抗生素廢水的活性炭吸附
活性炭水處理的特點
活性炭吸附技術用于醫藥、化工及食品工業等方面，在國內外有多年的歷史。活性炭水處理的特點為:
1、活性炭對水中有機物有卓越的吸附特性
由于活性炭具有發達的細孔結構和巨大的比表面積，因此對水中溶解的有機污染物，如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產品等具有較強的吸附能力，而且對用生物法和其它化學法難以去除的有機污染物，如色度、異臭、亞甲藍表面活性物質、除草劑、殺蟲劑、農藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類化合物及許多人工合成的有機化合物等都有較好的去除效果。
2、活性炭對水質、水溫及水量的變化有較強的適應能力，對同一種有機物污染物的污水，活性炭在高濃度或低濃度時都有較好的去除效果。
3、活性炭對某些重金屬化合物也有較強的吸附能力，如汞、鉛、鐵、鎳、鉻、鋅、鉆等，因此，活性炭用于電鍍廢水、冶煉廢水處理上也有很好的效果。
4、活性炭水處理裝置占地面積小，易于自動控制，運行管理簡單。
5、飽和炭可經再生后重復使用，不產生二次污染。
6、可回收有用物質，如處理高濃度含酚廢水，用堿再生后可回收酚鈉鹽。
活性炭吸附的基礎理論
固體表面由于存在著未平衡的分子引力或化學鍵力，而使所接觸的氣體或溶質被吸引并保持在固休表面上，這種表面現象稱為吸附。固體都有一定的吸附作用，但具有實用價值的吸附劑是比表面積較大的多孔性固體。活性炭就因為具有較大的比表面積而具有較高的吸附能力，可用作吸附劑。
吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產生吸附的，稱為物理吸附;吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用，生成化學鍵引起吸附的，稱為化學吸附離子交換吸附是指一種吸附質的離子，由于靜電引力，被吸附在吸附劑表面的帶電點上。
活性炭的吸附速度
吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在廢水中，吸附速度決定了廢水和吸附劑的接觸時間。吸附速度越快，所需的接觸時間越短，吸附設備容積也越小。
吸附速度決定于吸附劑對吸附質的吸附過程。多孔吸附劑對溶液中吸附質吸附過程基本上可分為三個連續階段:第一階段稱為顆粒外部擴散階段，吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面:第二階段稱為顆粒孔隙擴一散階段，吸附質在吸附劑孔隙中繼續向吸附點擴散:第三階段稱為吸附反應階段，吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的表面上。一般而言，吸附速度主要由膜擴散速度或孔隙擴散速度來控制。
由實驗得知，顆粒外部膜擴散速度與溶液濃度成正比。對一定重量的吸附劑，膜擴散速度還與吸附劑的表面積的大小成正比。因為表面積與顆粒直徑成反比，所以顆粒直徑越小，膜韋、一散速度就越大。另外，增加溶液和顆粒之間的相對運動速度，會使液膜變薄，可以提高膜擴散速度。
孔隙擴散速度與吸附劑孔隙的大小及結構、吸附質顆粒大小及結構等因素有關。一般來說，吸附劑顆粒越小，孔隙擴散速度越快，即擴散速度與顆粒直徑的的較高次方成反比。因此，采用粉狀吸附劑比粒狀吸附劑有利。其次，吸附劑內孔徑大可使孔隙擴散速度加快，但會降低吸附量。
影響活性炭吸附的因素
1、吸附劑的理化性質
吸附劑的種類不同，吸附效果也不一樣。一般是極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分了(或離子)型的吸附質，非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性分子型的吸附質。由于吸附作用是發生在吸附劑的內外表面上，所以吸附劑的比表面積越大，吸附能力就越強。另外，吸附劑的顆粒大小、孔隙構造和分布情況，以及表面化學特性等，對吸附也有很大的影響。
2、吸附質的物理化學性質
吸附質在廢水的溶解度對吸附有較大的影響。一般來說，吸附質的溶解度越低，越容易吸附。吸附質的濃度增加，吸附量也是隨之增加:但濃度增加到一定程度后，吸附量增加很慢。如果吸附質是有機物，其分子尺寸越小，吸附反應就進行得越快。
3、廢水的pH值
pH值對吸附質在廢水中的存在形態(分子、離子、絡合物等)和溶解度均有影響，因而其吸附效果也就相應地有影響。廢水pH值對吸附的影響還與吸附劑性質有關。例如，活性炭一般是在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。
4、溫度
吸附反應通常是放熱的，因此溫度越低對吸附越有利。但在廢水處理中，一般溫度變化不大，因而溫度對吸附過程影響很小，實踐中通常在常溫下進行吸附操作。
5、共存物的影響
共存物質對主要吸附質的影響比較復雜。有的能相互誘發吸附，有的能相當獨立地被吸附，有的則能相互起千擾作用。但許多資料指出，某種溶質都以某種方式與其他溶質爭相吸附。因此，當多種吸附質共存時，吸附劑對某一種吸附質的吸附能力要比只含這種吸附質時的吸附能力低。懸浮物會阻塞吸附劑的孔隙，油類物質會濃集于吸附劑的表面形成油膜，它們均對接觸時間吸附有很大影響。因此在吸附操作之前，必須將它們除去。
6、接觸時間
吸附質與吸附劑要有足夠的接觸時間，才能達到吸附平衡。吸附平衡所需時間取決于吸附速度，吸附速度越快，達到平衡所需時間越短。
研究結果（廢水處理試驗結論）
1、針對此種廢水，其混凝處理的最佳條件為:混凝劑品種為三氯化鐵，質量百分比濃度為10%，每lL廢水中需投加此種混凝劑0.2ml，其最適pH值為7。
2、進行廢水的生化處理，可知廢水中含有大量的隋性物質、難降解物質。
3、在T=33士1℃的條件下，確定其厭氧水解常數。
4、由于廢水中含有多種有機化合物，在用活性炭進行吸附試驗時，表現了一定的競爭作用，活性炭總吸附量不高。
5、對于厭氧處理中的硫酸鹽，它的去除與廢水中所含的COD有一定的關系。
討論及建議
試驗出現的問題
由于課堂時間的關系及試驗設備等的限制，在試驗中還存在著許多未能解決的問題，如：
1、混凝預處理時，未能探討各種混凝劑對于后續生物的影響作用，特別是對厭氧菌的影響作用;
2、厭氧水解時，還應進行大分子物質的確定，及水解后小分子物質的確定；
3、應對水質進行全面的水質分析:
4、確定厭氧水解時間。
建議
針對廢水中含有大量的難降解物質，難降解有機物的存在不僅自身很難通過活性污泥法等生物處理構筑物中的微生物作用得到去除，而且有時還會影響其它化合物的去除效果，總體表現為低的COD去除率，除了現有經常使用的固有方法，國內外科學家也提出了很多新的方法解決這些問題。
生物強化技術
生物強化技術就是為了提高廢水處理系統的處理能力，而向該系統中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質的方法。它是通過向自然菌群中投加具有特殊作用的微生物來增強生物量，以強化生物量對某一特定環境或特殊污染物的反應。
目前實施生物強化技術可通過如下三條途徑:
(l)投加有效降解的微生物;
(2)優化現有處理系統的營養供給、添加基質(底物)類似物來刺激微生物生長可提高其活力；
(3)投加遺傳工程菌。
超聲波處理技術
超聲波是由一系列疏密相間的縱波構成，并通過液體介質向四周傳播。當聲能足夠高時，在疏松的半周期內，液相分子間的吸引力被打破，形成空化核。空化核的壽命約為0.1ps，它在爆炸的瞬間可以產生大約4000K和100MPa的局部高溫高壓環境，并產生速度約為110m/s具有強烈沖擊力的微射流，這種現象稱為超聲空化。這些條件足以使有機物在空化氣泡內發生化學鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解或自由基反應。因而超聲波對有機物的降解就是基于空化理論與自由基理論。
濕式催化氫化技術
濕式氧化法是處理高濃度、有毒有害、難降解廢水的一種有效手段，它是在催化劑的作用下，在高溫、高壓的條件下，利用氧氣或空氣直接將污水中的有機物及含N、S等毒物分解成COZ、H20及N:等無害物以達到凈化的目的。具有處理效率高，占地面積小，無二次污染等優點。
光催化降解技術
由于TiO2的化學穩定性高，耐腐蝕性能好，并且它具有深的價帶能級，可以使一些吸熱的化學反應在紫外光輻射激發下的TIO；粉粒表面得到實現和加速，另外，TiO2對人體無毒無害，因此，主要是利用光催化劑TiO2粉粒來研究光催化降解機理。
利用紫外光激發半導體光催化劑，半導體價帶上的電子吸收紫外光后被激發到導帶上，因而在導帶上產生帶負電的高活性電子，在價帶上產生帶正電的空穴，構成氧化一還原體系。溶解氧和水與電子及空穴在紫外光的激發作用下，最終產生具有高度化學活性的游離基OH，利用這種高度活性的自由基可以氧化分解包括用生物法難以降解的各種有機物并使之礦化。
微電解技術
微電解法又叫內電解法。其工作原理是在含有酸性電解質的水溶液中，鐵屑和碳粒之間形成無數個微小的原電池，并在其作用空中間構成一個電場。通過反應生成的新生態鐵離子具有較強的還原能力，使某些氧化態的有機物還原成還原態。并使部分難降解環狀有機物環裂解，生成相對容易降解的開環有機物，從而提高廢水的可生化性。鐵離子時具有良好的絮凝吸附作用。另外新生成的氫也有較強的還原能力，對氧化態有機物也有還原作用。
萃取置換技術
萃取是基于可逆反應的絡合萃取法，由于其對級性有機稀溶液的高效性和高選擇性，操作簡單、分離效率高，在廢水處理領域具有廣闊的應用前景。
微生物固定化技術
固定化微生物技術的機理是將微生物固定在載體土使其高度密集并保持其生物功能，在適宜的條件下還可增殖以滿足處理工藝要求。適合處理高濃度有機廢水的優勢菌固化劑應具備以下特征:不被高濃度有機動性物或溶解氧溶解，具有良好的滲透性;不應被微生物所分解而應對微生物的固定具有良好的耐久性:應具有物理強度。固定化微生物的方式主要有結合固定化、交聯固定化、包埋固定化和自身固定化等。
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