淺談微生物在污水治理中的應(yīng)用

安　琪　韓美玲

淺談微生物在污水治理中的應(yīng)用

安琪韓美玲

（廊坊師范學(xué)院河北廊坊065000）

水污染嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的健康發(fā)展和人民生活水平的提升。水污染治理技術(shù)眾多，而微生物在許多技術(shù)實(shí)施中均具有重要作用。文章論述了微生物在污水治理中的廣泛應(yīng)用，以期為改善水資源環(huán)境提供參考。

微生物；生物處理；污水治理

我國(guó)水資源面臨著匱乏和分布極為不均的問(wèn)題，雖然水資源總量極為豐富，但是人均水資源占有量不足世界人均水資源占有量的四分之一，是全球13 個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。此外，我國(guó)水環(huán)境污染也嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生活水平提升。水污染主要是河流水污染、湖泊水污染和地下水污染[1]，造成水污染的原因眾多，比如：工業(yè)廢水、城市居民生活廢水和農(nóng)業(yè)有機(jī)物污染等。

1 水污染主要治理方法

目前，治理水污染的方法較多，主要分為四大類(lèi)：（1）物理方法；（2）化學(xué)方法；（3）生物方法；（4）物理化學(xué)法。常見(jiàn)的物理方法主要有重力分離法、離心分離法和過(guò)濾法等；常見(jiàn)的化學(xué)方法主要有沉淀技術(shù)和氧化還原技術(shù)等；常見(jiàn)的生物方法主要有生物凝固技術(shù)、生物黏附技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)等；常見(jiàn)的物理化學(xué)法主要有吸附法、離子交換法、膜分離法和萃取法等。

2 微生物在水污染中的優(yōu)越性

微生物處理污水實(shí)質(zhì)上是人為地創(chuàng)造了一個(gè)適合于微生物菌群生長(zhǎng)的生態(tài)系統(tǒng)，繼而通過(guò)微生物之間的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程[2]。

微生物能夠有效降解水中的污染物得益于微生物自身的優(yōu)點(diǎn)，主要包含以下幾個(gè)方面，第一，微生物繁殖能力強(qiáng)、形態(tài)微小、表面積大；第二，微生物自身代謝速度快且強(qiáng)、代謝產(chǎn)物種類(lèi)廣泛，含較多種類(lèi)和數(shù)量的降解酶；第三，微生物種群及數(shù)量多且在自然界中分布廣泛；第四，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，受環(huán)境因素影響后易發(fā)生突變，能與周?chē)h(huán)境形成快速有效的物質(zhì)交換等。基于此，微生物治理污水的方法能夠在各種類(lèi)型的環(huán)境中均有廣泛的應(yīng)用，甚至是極端環(huán)境。

3 與微生物相關(guān)的生物處理技術(shù)

3.1 好氧生物處理

3.1.1 活性污泥法

基本原理：在連續(xù)通氣的攪拌槽內(nèi)，讓廢水-廢物與微生物菌群接觸混合，微生物菌群需以絮凝懸浮液的方式存在。

用途：處理經(jīng)初步處理之后的城市（鎮(zhèn)）和農(nóng)村居民生活污水和工業(yè)廢水。

主要微生物：各種類(lèi)型的細(xì)菌，如硝化細(xì)菌、碳氧細(xì)菌、脫氮細(xì)菌等，還包括部分真菌。

常見(jiàn)處理技術(shù)：間歇式活性污泥法（SBR）、氧化溝技術(shù)和吸附-生物氧化法（AB）等。

3.1.2 噴淋過(guò)濾法（生物膜法）

基本原理：生物反應(yīng)器中，微生物菌群在固體載體表面形成生物膜，污水噴灑在過(guò)濾器表面，在通過(guò)過(guò)濾床時(shí)被微生物菌群進(jìn)行生物降解的過(guò)程。

用途：早期出現(xiàn)的方法，目前具有應(yīng)用，至今仍處于研究發(fā)展之中的技術(shù)，工業(yè)運(yùn)行也仍處于完善之中。

主要微生物：過(guò)濾器里面不同位置出現(xiàn)的微生物菌群不同。過(guò)濾器的頂部有各種微生物的存在，包括細(xì)菌、真菌；過(guò)濾器頂部表面之下主要是氧化碳類(lèi)型的微生物占據(jù)優(yōu)勢(shì)；過(guò)濾器底部主要是硝化細(xì)菌占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

常見(jiàn)處理技術(shù)：生物濾池，包括普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池和塔式生物濾池，生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物流化床、曝氣生物濾池（BAF）、生物接觸氧化、純氧生化處理等[3]。

3.1.3膜生物反應(yīng)器工藝法（MembraneBio-Reactor，MBR）

膜生物反應(yīng)器工藝法是一種膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的、于二十世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的新型廢水處理技術(shù)。

基本原理及優(yōu)勢(shì)：同活性污泥法，其與活性污泥法的本質(zhì)區(qū)別是不再使用傳統(tǒng)的二沉淀池進(jìn)行固液分離，而是采用中空的纖維膜來(lái)替代傳統(tǒng)的二沉淀池，這種中空纖維膜通常為超濾膜，具有極高效的固液分離的特性，實(shí)現(xiàn)泥水分離。不僅能保證污泥在生化池內(nèi)形成超高濃度的活性污泥濃度，從而使得污染物能夠被充分地降解；還能夠截留菌群使其不會(huì)隨水流失，維持菌群種類(lèi)和數(shù)量，減少池容。通過(guò)該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)污水的深度凈化，出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定，懸浮物和微生物接近于零，是其他傳統(tǒng)工藝所不具備的優(yōu)勢(shì)。

3.2 厭氧生物處理

厭氧生物處理在污泥和高濃度污水處理方面是一種極為重要的方式。其是在無(wú)氧發(fā)酵條件下利用兼性和專(zhuān)性厭氧菌這兩大類(lèi)微生物的活性，來(lái)降解廢水中的污染物或污泥并產(chǎn)生二氧化碳、甲烷和生物量的方法。

厭氧生物處理需要三類(lèi)不同微生物類(lèi)群的相互作用，分別是：（1）發(fā)酵/水解細(xì)菌，該類(lèi)細(xì)菌能夠分泌胞外酶來(lái)水解復(fù)雜的聚合物，如：蛋白質(zhì)、脂肪和多糖。（2）乙酸產(chǎn)生菌，包括共養(yǎng)單胞菌屬和互養(yǎng)桿菌屬。（3）產(chǎn)甲烷細(xì)菌，包括產(chǎn)甲烷的嚴(yán)格專(zhuān)性厭氧菌[4]。

厭氧生物處理的幾種設(shè)計(jì)，如：常規(guī)混合污泥反應(yīng)器、厭氧生物濾池、厭氧接觸消化器和厭氧膜反應(yīng)器等[4]。

3.3 其他技術(shù)

3.3.1 水生植物凈化技術(shù)

微生物與植物、植物根際周?chē)男?dòng)物等協(xié)同凈化水污染的方法。

3.3.2 人工濕地凈化技術(shù)

微生物與植物、土壤等對(duì)污水進(jìn)行處理的方法。

3.3.3 蚯蚓生態(tài)濾池

微生物與蚯蚓等對(duì)污水進(jìn)行處理的方法。

4 小結(jié)

微生物在污水治理中具有極為重要的作用，無(wú)論是在處理工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢水均具有極大的潛力。但用微生物來(lái)進(jìn)行污水處理的方法仍需要不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以便于更大范圍的、更大規(guī)模的、更節(jié)省成本的進(jìn)行推廣。對(duì)于復(fù)合微生物制劑的開(kāi)發(fā)與研究仍需要加大力度，以期早日投入應(yīng)用。

[1]李茂靜.中國(guó)水污染現(xiàn)狀及對(duì)策分析[J].化工管理,2019(06):16.

[2]熊子涵.試論綠色理念下微生物在污水污染治理中的應(yīng)用前景[J].經(jīng)貿(mào)實(shí)踐,2016(18):51-52.

[3]崔小東,王雅茹.污水治理技術(shù)研究及微生物生態(tài)學(xué)分析[J].價(jià)值工程,2010,29(15):170.

[4]曹軍衛(wèi),馬輝文,張甲耀.微生物工程[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.05.28

廊坊市科學(xué)技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2018013108）。

安琪（1991- ），男，漢族，山東省青島市，廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，講師，博士，主要從事菌物資源與應(yīng)用、漆酶降解環(huán)境污染物研究；韓美玲（1987- ），女，滿族，河北省承德市，廊坊師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，副教授，博士，主要從事菌物資源與應(yīng)用研究。

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2095-1205(2019)05-49-02