探討環境污水處理中微生物的應用

劉廷貴

摘要:歷年來,隨著經濟的地快速發展,不斷出現越來越多的環境問題,而水污染又是其中最為嚴重的問題。水與人們的日常生產生活息息相關,沒有水就沒有生命的存在,水就是生命之源。所以對于污水的處理和水資源的保護是每個地球人的責任和義務。本文側重討論了微生物在環境污水處理中的應用。

關鍵詞:污水處理微生物應用

中圖分類號:X703.1 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0142-01

水是生命之源,沒有水就沒有生命跡象的存在。水對于生物的生存發展都是極其重要的。雖然地球表面70%都是被水所覆蓋,但是真正能被人們直接飲用的水資源卻是少之又少。然而隨著經濟的發展,對于水的污染和破壞也在加大,使得可以利用的淡水資源更為貧乏。人類要生存和發展,就必須保護好水資源,尤其是淡水資源。因此,保護水資源人人有責。

人們的生活離不開水,水是生命的源泉。然而隨著人類社會經濟的飛速發展,對于環境的破壞日益惡化,水資源更是面臨著極其嚴峻的威脅。全球缺水的城市已經越來越多,但水污染則是造成缺水的首要因素。因此如何處理污水已經成為世界性的問題,而微生物處理技術則是污水處理技術中的一項獨特技術,占據著重要地位。目前國內大多數采用二級或三級處理工藝進行污水治理。一級處理主要是通過篩網對沉淀物、泥沙碎屑等進行過濾處理,因此也稱其為預處理。而二級處理則是利用生物分解有機物,達到凈化污水的目的,也叫生物處理技術。三級處理則是用沉淀法除去在二級處理中遺留下來的磷,并且在中和性條件下通過增溫的方法使得氨氮逸出。所以提高微生物在環境污水處理系統中的應用,使之快速啟動以及遭到嚴重破壞時迅速恢復的能力已成為當前相關工作人員最亟待解決的問題之一。高效的微生物污水處理技術正是目前國內外研究的熱點之一。

1影響污水處理的微生物種群

據調查發現,在16rRNA基因分析對污水反應器的實驗中,總共發現有36個細菌,這說明污水中微生物具有多樣性的特點。

1.1 除磷的重要細菌

生物除磷是可以通過在EBPR的微生物途徑來完成的,該過程是以循環火星泥沙進行交替的厭氧、需氧為特征的。主要有Rhodocyclus群、lanctomycete群及茁撓桿菌屬、CFB群等。

1.2 硝化細菌

氮循環主要是依賴微生物活性和轉化的一個過程,因此這類微生物在污水處理中應用極其廣泛。Kindaichi等對自養硝化生物膜進行的FISH分析表明,膜上有50%屬于硝化細菌,50%為異養細菌。該結果還表明,硝化細菌是來通過可溶性產物的產生支持異養菌的,而異養菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態的穩定性。

1.3 反硝化細菌

反硝化細菌是通過依賴培養法來鑒定和計數的。它的屬的成員,例如產堿桿菌屬、假單胞菌屬、甲基桿菌屬,副球菌屬和生絲微菌屬等,是從污水廠中的脫氮微生物群分離出來的,這些細菌卻是鮮為人知的。通過研究分析發現氮弧菌屬等相關細菌,都是污水廠反硝化中的重要脫氮菌。

1.4 絲狀細菌

絲狀細菌顯著影響著絮狀活性污染的沉降性和引起生物量的變化和形成泡沫,這些都嚴重影響著污泥的處理效率。從活性污泥中分離出來的15種絲狀菌,然后利用FISH技術進行系統分類,發現了大多數未描述的絲狀菌是屬于綠色非硫細菌的,也可能是豐度最高的絲狀菌。

2微生物的性能特點

高效微生物技術是通過利用生物工程手段,根據不同的污染物,培植出專門針對其中的降解微生物,直接在污水處理工藝中加以使用的一門技術。它們的主要性能特點表現在以下幾方面:(1)專一性。根據不同的水質具體分析,培養出針對性強的微生物對其進行處理。尤其是傳統方法無法處理或未處理干凈的高濃度有機污水和高氨氮污水效果良好。(2)微生物的活性高,抗沖擊能力強,高效率、穩定性強。(3)繁殖能力強、速度快,培養短,能快速啟動和恢復力快。這些特點使得它在污水處理中意義重大。

3方法原理

微生物污水處理技術主要是根據水體的微生物,在生命活動中吸收和轉化污染物,分解有機質,從而達到水體的自凈。目前常見的有以下幾種方法。

第一,生物膜法。主要是以好氧微生物為主的,依據不同的處理裝置又可以分為濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、流化床、懸浮顆粒等生物膜法。它在石油、造紙、農藥、印染、食品等工業廢水的處理中廣泛應用。而它的凈化效果也相當不錯,能達到75%～90%左右。

第二,活性污泥法,又叫日曝氣法。它是利用好氧微生物的活性污泥,在通氣的條件下,使得污水凈化的方法。按照曝氣方式,可以分為普通曝氣法、完全混合曝氣法、逐步曝氣法、旋流曝氣法和純氧曝氣法。這種方法不僅應用于日常生活污水的處理上,并廣泛應用于煉油、印染、造紙等眾多工業廢水的處理中,去除率達到90%。活性污泥可以通過人工培養、馴化而成,能循環使用。

4評價

眾多實驗和實際運行結果表明,微生物污水處理法比傳統方法具有明顯的優勢。但也存在很多問題:(1)降解能力差。微生物是通過自然培養馴化的,有部分能夠與污水中的污染物匹配,因此降解能力有限,不能完全自凈。(2)自然培養馴化需要的時間較長。要是遇氣溫低的季節,甚至會導致培養馴化工作失敗。(3)抗沖擊性能差,對水質和環境的變化適應性較差。針對微生物存在的這些問題,提出高效的解決措施,提高微生物在環境污水處理中的應用。

5結語

污水處理系統中的微生物,作為一種特殊的方法,對污水處理的幫助意義重大。微生物處理在污水的處理工作中用途甚為廣泛,并大量應用于各種工業廢水和城市生活污水的處理中。而且它的去污能力達到87%～95%;凈化的水質較好,一般可以直接排放;溶解有機物質的效率高;與化學方法比較而言,成本相對較低;污水的肥力較好,可以作為肥料使用;污泥沉降性好,利于進一步脫水。

然而在實際工作中,如果指利用單一的微生物對污水進行處理,則這種方法不能完全達到預期的目標,需要綜合運用多種手段。同時發展高效微生物,因為高效微生物在降解性能等各方面具有很強的優勢。提高微生物在污水處理中的利用率,使得污水自凈能力更高更好,使人類吃上真正干凈純凈的水。

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