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。产生初期是因为一些废水治理厂的突发事故，如菌体大量死亡、有毒有害物质泄露等致使废水达不到排放标准，于是直接投加高效菌种以改善出水水质，使系统恢复正常。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

尽管向废水生物处理系统中投加优势菌对效果的影响众说不一，但许多生物增强技术的应用已显示出优越性。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。刘琴等针对酒精废水中难生物降解的有机物，从氧化塘污泥中筛选分离出高适应能力和降解能力的高效优势菌群，将其投加到升流式厌氧污泥床反应器中进行中试。运行结果表明: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。Hung等用该方法处理马铃薯废水，可使TOC去除率达到98%。Kennedy等研究发现，用生物增强技术可使对氯酚的去除率在9h内达到96%，而非生物增强系统的去除率在58h后才达到57%。邱忠平等[71]筛选出5株有效降解垃圾渗滤液化学需氧量(COD)的优势菌株，结果表明，5株优势菌株对COD的最佳降解时间为h，最适pH均为7；混合菌株比单一菌株的降解效果好，在30℃，pH为7时COD去除率为45.3%。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。Hung等实验室规模研究中发现，优势菌增强技术使有机物去除率比普通活性污泥法提高20%，污泥的产量降低34%；对于低浓度的城市废水，长期试验结果表明，生物增强可降低污泥产生，在进水TOC为40mg/L，COD为mg/L，生物增强系统产生的污泥要比对照系统低mg/L；而在全规模实际废水处理中，生物增强作用使污泥床层由2.3-2.7m降到0.7-1m，既节省了能源又控制了臭气的发生。投加优势菌具有加快系统启动，增强耐负荷冲击能力和系统稳定性的作用。投加一定量的优势菌种，增大系统中有效菌种的比率，就会大大缩短系统启动的时间，快速达到较高去除效果，并增强耐负荷冲击的能力及系统的稳定性。Edgehill等用降解五氯酚(PCP)的纯菌来增强活性污泥系统，当加入10%(相对于固有菌量)的纯菌，就会使PCP废水驯化期大大缩短。当PCP负荷由40mg/L升高到mg/L时，出水则达到60mg/L，单纯的活性污泥系统恢复正常需48h，但加入5%或7%的纯菌(相对于固有菌量)，系统在18h内就使PCP出水达到15mg/L，表现出良好的抗负荷冲击的能力。Watanabe等把3种菌接种到3个活性污泥单元体系来降解酚，发现普通活性污泥法需要10d才能将酚完全降解，而接种EE2菌种的增强系统分别只在3d内将其完全降解。

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。