分析環境污水處理中微生物的應用

摘要：本文針對污水處理，在簡述其現狀的基礎上，對微生物環境污水處理作用機理和微生物在環境污水處理中的應用進行深入分析，以此為相關污水處理技術的推廣發展提供參考借鑒。

關鍵詞：污水處理;水體自凈;微生物;氧化塘;活性污泥;生物濾池

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：Based on the status quo of wastewater treatment，this paper analyzes the mechanism of microbial environmental wastewater treatment and the application of microorganisms in environmental wastewater treatment，which provides reference for the promotion and development of related wastewater treatment technologies.

Key words：Sewage treatment;Water body self-purification;Microorganism;Oxidation pond;Activated sludge;Biofilter

水作為人類生存的重要因素之一，有著十分重要的作用，沒有經過有效處理的污水、廢水如果直接排入到自然水體中，將對水體造成嚴重污染，并使人類健康受到威脅。天然水體遭受污染以后，所發生的物理、化學或生物過程能對水體予以凈化，這就是水體自凈。在這一過程中，微生物起決定性作用，比如污染物的吸附、氧化和還原，使其性質發生轉變，變為無害的物質。在污染物進行分解與無機化時，有機體能將污染物視作自身的營養源，在滿足自身生命活動要求的基礎上，對水體予以凈化，這就是采用微生物進行污水處理的作用原理。然而，在自然界中，水體自凈速度十分緩慢，若水體中短時間內進入大量污水，將無法得到有效凈化，甚至會對自凈能力造成破壞。對此，一方面要在污水排放前對其進行適當處理，另一方面則可通過人工措施促進水體自凈進程。

1 環境污水處理現狀分析

污水來源以生活污水與工業廢水為主，然而近幾年工業化進程快速推進，加之排水管網泄漏越來越嚴重，使兩者開始融合，導致污水處理變得更加復雜。從現有污水處理能力看，雖然污水處理廠所在區域的環境污水處理效果相對良好，但從整個國土面積角度講，距離全面治理還有很大一段距離。另外，技術落后與資金匱乏使污水處理發展受到制約，特別是新技術方面，其應用還沒有達到預期效果[1]。

2 微生物環境污水處理作用機理

對于不同類型污染物，微生物有不同凈化方式：

（1）藻類、細菌及真菌能在吞食作用下把有機物轉化成無機物，使生命元素得以自然循環，達到生態平衡，該方式能對含氮有機物進行有效處理，如蛋白質、尿素及氨基酸，實現對生活污水的凈化;

（2）在污水中還含有無法被微生物直接食用的部分有機物，但能作為代謝能源使微生物正常活動，比如放線菌與桿菌能從污水中含有的脂肪獲得代謝需要的能量，進而起到對污水進行凈化的作用;

（3）微生物能通過對部分污染物結構的改變來起到降低其毒性的作用，以磷元素為例，微生物能將其拆分成有機酸與二氧化碳，然而，無論是污水成分還是微生物分解，都比較復雜，所以這種方式會產生一定中間物質，導致二次污染，所以在具體應用中要予以嚴格監管;

（4）微生物處理即利用微生物自身新陳代謝分解和轉化污水中有機物，達到有效處理有機物這一根本目標，但需要注意的是，針對污水中含有的懸浮物，需聯合使用膜分離與過濾法等多種方法，以對懸浮物進行截留。

3 微生物在環境污水處理中的應用

采用微生物對環境污水進行處理主要有以下三種方法：

3.1 氧化塘

這是最原始的采用微生物來處理環境污水的方法。該方法應用水體具有的自凈能力，對污水進行適當處理之后將其匯入天然水坑、池塘或洼地。在這些水坑、池塘或洼地當中，往往生長有大量藻類生物及水草，因空氣中的氧氣會持續溶解到水中，而且水中的微生物還會發生光合反應，使污水含有的有機物發生氧化反應，加之其他微生物還有生化及吸附作用，加快有機物分解速度，起到凈化水質的作用[2]。對荒蕪的洼地及池塘進行適當整修就能形成氧化塘，用于污水處理。然而，采用這一方法時必須注意避免對地下水源造成污染。就目前來看，氧化塘得到了進一步發展，即在天然水體中加入適當的人工條件形成強化氧化塘，比如在含有酚和氰等污染物的河流中，通過充氧、生物膜等來有效加快凈化速度。

3.2 活性污泥法

活性污泥法，即曝氣池處理，其特點包括：在曝氣池中由活性污泥和污水進行混合，通過曝氣實現對水體的凈化。對于活性污泥，它具有一定生物性質，利用顯微鏡可以觀察到很多輪蟲、微生物及原生動物。采用活性污泥對污水進行凈化主要包含兩個步驟，即吸附與氧化。由于活性污泥的顆粒比較松散，為花絮狀，有著很大的表面積，所以對膠體物及懸浮物會有較強吸附性。有機物被吸附后，將被微生物進一步分解與氧化。對于一般的污水，僅需在曝氣池當中放置4～10h即可實現凈化，BOD5實際去除率不低于90%。為使活性污泥始終具有良好氧化及吸附力，不僅要對pH值、溫度及溶解氧進行嚴格控制，還應保證營養物質充足，即碳、氮和磷含量之比應適當。在生活污水當中，通常都含有能為微生物提供能量和營養的物質，而在工業廢水當中往往較為缺乏，應予以補充，當廢水處理廠具有相應的條件時，可通過補充生活污水來解決。在活性污泥中，細菌以異養菌為主，此外還包含部分自養菌。然而，自養菌生長速度相對較慢，可能還未生長完全就被排放，而且它對氧氣含量不足極為敏感，因此對活性污泥而言，其硝化作用可能不夠安全，另外，真菌含量也較少。為對活性污泥進行有效培育和馴化，需要設計與運行管理過程中積累更多的經驗。不同的工廠可以自身所產廢水基本性質為依據綜合考慮是否可以借助活性污泥對廢水進行處理，同時要選擇適宜的曝氣池種類[3]。

3.3 生物過濾池

污泥處理方式主要分為活性污泥法、生物膜法。經過長時間生產實踐，在很早就提出了采用砂濾池對廢水進行凈化的方法。生物過濾法，就是以砂濾池為基礎通過不斷發展產生的，其特點為：借助生物膜對有機物實施吸附與生化，去除有毒和有害物質。現在生物濾池的種類越來越多，如生物轉盤、高負荷式與塔式等，雖然結構可能不同，但都采用相同的原理，均利用生物膜達到凈化目的。然而，活性污泥和生物膜所用生物是存在明顯不同的。

生態系統不同：對于活性污泥法，污水從匯入到曝氣池中就開始和活性污泥發生反應，活性污泥包含的生物組成，從生物學角度將屬于群落，單一存在，其另外一端即為凈化后出水[4];對于生物過濾法，往往由不同生物群落構成，處于不同位置上的濾料，可能使用不同類型生物膜，其凈化程度有所不同，另外，在生物膜中還含有和活性污泥相同的異養菌或菌膠團，硝化菌也多于活性污泥，而真菌更比活性污泥多。

第二，生物膜更適宜昆蟲及寡毛類生長，無論是種類還是數量都很多;但在活性污泥當中，這些生物數量很少。

第三，生物濾池所含生物對污水有著更強的毒性忍受力，硝化作用過程相對安全，能通過級數的增加來實現強化硝化，但如果受到干擾，將使毒性超出耐受范圍，導致生物膜破壞，此時對生物膜進行恢復所需時間要長于活性污泥，與活性污泥相同，生物膜生長同樣會受到包含溫度、氧氣及pH值等在內的一系列因素影響，生物膜自身性質除了會受到污水性質影響，濾池類型也會對其性質造成一定程度的影響，基于此，在實際的污水處理過程中，需要以工廠所產廢水類型與性質為依據確定生物過濾法是否適用，然后再選擇適宜的種類[5]。

4 結束語

綜上所述，采用微生物來處理污水實際上就是采用人工措施促進水體自凈，這樣不僅能達到良好的污水處理效果，而且還能避免二次污染、保證安全性。因此，在實踐中可將其作為首選的污水處理方法，并在應用中對其進行不斷完善和優化。

參考文獻

[1]吳睿鈺.生物強化技術在污水處理中的作用機理及應用探究[J].居舍，2018（26）：249-250+111.

[2]劉倩，姬華勇，王俊玲，范秀芹.“微生物+膜過濾”技術在油田污水處理中的應用及評價[J].河北企業，2016（04）：154-155.

[3]段超杰，郭長偉，李廣梁.高效微生物菌劑在污水處理廠的應用[J].生物技術世界，2015（07）：21-22.

[4]趙欣欣，孫玲，董玉瑋，張惠芳，曹文平，涂寶軍.固定化微生物技術及其在污水處理中的應用[J].水處理技術，2015，41（07）：17-20.

[5]李博偉，楊軍，酈和生.分子生物學技術在污水處理中的應用[J].工業水處理，2015，35（04）：11-14.

收稿日期：2019-07-02

作者簡介：周婷（1984-），女，漢族，碩士，工程師，研究方向為市政水處理。