微生物處理技術在廢水處理中的運用

袁廣嬌

（沈陽鑫順源環保科技有限公司，遼寧 沈陽 110141）

現階段，隨著工業化進程持續加快，大量廢水的排放對水環境造成了嚴重污染。同時，隨著排放到自然水體中的有機物的數量日益增加，環保部門的水環境治理成本和難度也隨之加大。但隨著微生物技術在水體污染治理中的應用，不僅有效降低了廢水治理的成本，也相應解決了傳統污水處理工作效率低下的問題，從而也促進了廢水處理技術的創新發展。

1 微生物的特征

由于微生物具有個體小、適應性強、種類多且繁殖生長速度快等優點，所以被廣泛地應用于污水處理中。其主要特征是：（1）微生物個體小，即便是在有限的空間內，也能大量繁殖[1]。（2）適應性強。由于微生物具有異變快、抗逆性強、適用范圍廣泛的特點，其適合于各種極端的生長環境，所以，可靈活應用于污水處理中。（3）種類繁多。微生物的種類繁多且代謝方式多樣，因此，工作人員在使用微生物處理污水時，應根據水體中污染物的種類，科學合理地選擇和匹配微生物種類，從而可有效提升污水處理的效率。（4）生長速度快。微生物具有生長時間短、繁殖能力強且表面積大等特點，因此在使用微生物治理污水時，可有效提升污水中污染物的去除效率。

2 在污水處理中應用微生物技術的作用

微生物技術具有傳統污水處理技術無法比擬的優勢，其主要是充分發揮了微生物生長繁殖速度快的特點，以此有效去除污水中的各種污染物，從而達到高效凈化污水的目的。

2.1 除臭作用

通常，污水中存在的苯系物、硫化氫、烴類物質、氨氣等，都是導致污水出現腥臭難聞氣味的主要物質，且這些物質對人體的呼吸系統、精神系統以及皮膚等都會造成一定程度的傷害。通常，相關部門在利用微生物技術處理污水時，主要是應用各種不同類型的微生物來去除和降解污水中的惡臭氣體，同時微生物還可以吸收污水中的營養物質，加快其生長和繁殖的速度，從而實現了徹底去除污水中惡臭氣體的目的，提高了污水的處理效果[2]。

2.2 去毒作用

城市污水中會含有大量的無機磷有毒物質，其主要來自于洗衣粉與化肥制造企業。由于磷元素具有降解難度大的特點，如果將沒有去除磷元素的城市污水直接排放至河道中，會使河道中的磷元素含量急劇上升，就導致河道出現藻類過度生長的情況，從而會引發城市河道中的水生生物大量死亡，這對水生態系統的平衡造成了嚴重破壞[3]。

2.3 代謝作用

環保部門在運用微生物技術處理城市污水時，主要是利用污水中的有機物質為微生物提供營養，促進微生物的生長與繁殖。同時，隨著污水中微生物含量的持續增加，污水中的有機物質也隨之增加，而城市污水處理的效果也隨之提高[4]。

2.4 降解作用

微生物降解作用主要體現在有機物向無機物的轉化方面，且循環利用自然界中的各種生命元素，加快有機物向無機物轉化的速度。由于在城市污水處理中，不可避免地會產生大量的有機物質，特別是印染行業生產過程中排放的含有大量分子且復雜程度高的有機物，在使用傳統方法往往已無法達到徹底降解處理的目的，所以，環保部門應合理運用微生物技術，以有效去除或降解城市污水中的有害物質，這樣才能降低污水處理過程中二次污染的發生幾率。

3 微生物技術應用分析

3.1 絮凝技術

微生物絮凝技術主要是借助微生物絮凝劑的絮凝作用，來提高污水的綜合處理效果。微生物絮凝劑作為微生物細胞中產生的代謝產物，其組成可有效降解高分子有機物。應用該技術處理污水，具有總氮、有機碳去除效果顯著的特點。而微生物絮凝技術與傳統污水處理技術相比，其可去除污水中降解難度較大的可溶性色素，可有效提高污水的處理效果[5]。另外，借助微生物絮凝技術，還可以去除高濃度有機廢水中殘留的各種懸浮物，因此，該技術具有污水處理成本低、安全無害且效率高的特點，同時還降低了二次污染的發生幾率。

3.2 吸附技術

微生物吸附技術是一種借助活性污泥絮凝體具有的吸附作用，來去除污水中污染物的處理技術。活性污泥絮凝體主要是由微生物細胞、微生物分泌物、懸浮顆粒等組成的，其不僅具有吸附能力強的特點，而且，作為一種生物吸附劑，既豐富了污水處理材料的來源，又提高了污水中有毒有害物質的去除效率。另外，該技術具有使用成本低、設備管理難度低、污水處理效果顯著等特點，這也為該技術在污水處理中的推廣和應用奠定了堅實基礎。此外，相關部門經過研究發現，微生物吸附技術在處理污水中的重金屬元素時，具有吸附去除效果顯著的特點。在未來，相關人員在后續研究中，可將提升微生物吸附技術的吸附能力以及污水處理效果作為目標，從而充分發揮該技術的優勢，同時，還要進一步優化和完善該技術的處理模式，以此有效提高污水的綜合治理和處理效果。

3.3 固定化微生物技術

固定化微生物技術主要是利用吸附法、交聯法、共價法、包埋法等物理或化學方法，將污水中含有的游離微生物固定于特定區域，從而達到有效提升污水處理效果的目的。在實際應用中，由于被固定于有限空間中的微生物細胞具有生活活性與吸附能力較強的特點，因此，該技術可在污水凈化處理中重復使用。在使用固定化微生物技術處理污水時，可有效提高有機物降解的效率和穩定性，并且，經過處理后的污水，產生的污泥量較小，所以，這也為污水處理行業的技術創新和發展提供了一定參考[6]。

目前，常見的固定化微生物污水處理技術主要有以下幾種：（1）好氧生物固化技術。該技術是借助固定化好氧生物，來降解污水中的污染物與溶解氧分子，雖然使用該方法有助于提升污水處理的效果，但其在實際應用過程中需要消耗大量的氧氣。

（2）厭氧生物固化技術。如果污水中沒有溶解氧分子，工作人員應通過培植厭氧生物菌或兼性生物菌的方式進行化學反應，然后再利用化學反應降解污水中的有機污染物。但該技術在實際應用過程中，不僅對厭氧環境提出了非常嚴格的要求，且污水處理成本較高。

（3）好氧和厭氧綜合處理技術。好氧和厭氧技術相結合的綜合處理技術，不僅有效避免了兩種技術存在的缺點，還充分發揮了兩種技術的優點。因此，在培植的無氧環境和有氧環境下，為兼性生物菌的生存和繁殖創造了良好環境，從而有效提高了污水的處理效果。

（4）其他新興的固化生物技術。當前，由于傳統的生物技術已無法滿足污水凈化處理的要求，所以，相關部門應通過在污水中添加可降解微生物或微生物結合技術的方式，充分發揮固定化微生物與其他技術相結合的優勢，這樣既優化和完善了當前的污水處理技術，又進一步促進了固定化微生物污水處理技術的全面發展。

3.4 生物強化處理技術

生物強化處理技術也是利用生物控制生物。工作人員在應用該技術處理污水時，將可制服污染物的微生物添加至自然菌群中，強化微生物的能力，并利用微生物與污水中污染物質之間發生的反應，提高污水中污染物的去除效果。目前，常見的強化法主要有高濃度活性污泥法、活性污泥中投放無機鹽法與生物活性炭法等幾種。在這些方法中，高濃度活性污泥是通過增加污泥齡以及提高活性污泥濃度的方式，來強化污水中污染物的分解效率。而在活性污泥中添加鐵鹽等無機鹽，則主要是利用無機鹽形成的鐵絮凝活性污泥，來有效去除污水中含有的磷等無機物，以此達到污水處理的效果。

3.5 電極生物膜技術

電極生物膜技術是屬于一種生物膜與電化學法相互結合的污水處理技術，應用該技術對于降解污水中的污染物以及提升去除效率具有極大的促進作用。在實際應用過程中，相關人員必須先應用固化技術將微生物固定于電極表面，充分發揮電極作為生物膜形成和生長載體的積極作用，并通過建立穩定性較強的生態系統，來吸附或降解污水中含有的各種污染物質。相關人員在運用電極生物膜技術處理污水時，應通過向電極提供低壓直流電的方式，促使電極生物膜與污水之間產生化學反應[7]。由于電極生物膜技術在實際應用過程中具有脫氮效果明顯，且增強了電極生物膜處理有機物的能力。所以，該技術主要應用于污水脫氮處理中，其滿足了高濃度硝酸鹽污水處理的要求。

3.6 微生物分解技術

微生物分解技術主要是借助微生物生態的特性處理污水中的污染物。由于污水中含有的大量有機物是微生物生長不可缺少的營養物質，所以，借助微生物的自然生理代謝以及大量繁殖，就可以達到去除污水中各種有機污染物的目的。該技術在處理有機物濃度較高的污水中，其應用效果非常顯著，提高了污水中有機污染物凈化處理的效果。

4 微生物菌劑在廢水處理中的應用

4.1 處理重金屬離子廢水

在電子儀器、冶金、電鍍、化工、機械制造等行業生產過程中，會產生大量的重金屬離子廢水，這不僅對生態環境造成了嚴重的污染和破壞，還對人類身體健康造成了巨大危害。由于微生物吸附技術具有污水處理成本低、投資少、吸附能力強、重金屬離子去除效果顯著等特點，所以，該技術在重金屬離子廢水處理中的應用，有效提高了污水的處理效率和質量。比如，通過對啤酒酵母在不同條件下的含鉻廢水進行處理的研究發現，啤酒酵母在不同的pH、酵母投加量以及時間條件下，對于重金屬離子廢水中鉻離子的去除效果也存在一定差異，所以，相關人員應深入研究和探討該技術的應用范圍，有效提升重金屬離子廢水處理的效果。

4.2 處理焦化廢水

煤炭企業與化工企業，在焦煉、煤氣凈化、化工產品精制等生產過程中，會產生大量廢水，這就是人們常說的焦化廢水。由于焦化廢水中含有的氧、硫、氮雜環化合物、揮發性酚類、多環芳香族化合物等物質，具有成分復雜、降解難度大等特點。所以，相關部門必須充分重視焦化廢水的研究。在實踐中，經研究發現，通過在焦化廢水中添加微生物菌劑的方式，不僅增強了焦化廢水中活性污泥的活性，而且，焦化廢水處理的效果也比傳統處理技術有了顯著提升。

4.3 處理養殖廢水

養殖廢水中含有的大量含磷化合物、氨氮、致病菌等污染物，其對生態環境造成了嚴重的污染。目前常見的養殖廢水處理技術主要有以下幾種：

（1）厭氧處理。這種方法作為一種能耗少、造價低且適用于高濃度有機物畜禽養殖廢水處理的技術，主要是利用上流式厭氧污泥床反應器來處理和凈化養殖廢水，且經過凈化處理的養殖廢水的COD去除率可高達85%。

（2）好氧處理。好氧處理實際上是在好氧條件下，利用微生物分解養殖廢水中的有機物。該技術是利用新型序列間歇式反應器對養殖廢水進行脫氮處理，去除率達到了90%。

（3）厭氧、缺氧、好氧聯合養殖廢水處理技術。這種養殖廢水聯合處理技術，因其具有投資少、設備運行費用低、凈化效果顯著以及能源環境綜合效益高等特點，所以，適用于規模化養殖場中養殖污水的凈化處理。養殖戶在養殖廢水處理過程中，可使用升流式厭氧濾處理技術。該聯合處理法具有投資少、運行費用低、凈化效果好、能源環境綜合效益高等優點，特別適合于規模化畜禽養殖場污水的處理。而采用升流式厭氧濾MBR反應器處理養殖廢水，養殖廢水中的COD與NH3-N平均去除率分別達到了91%與60%。

4.4 處理含油廢水

一般情況下，通過對油粒直徑大小的分析，可將含油廢水分為溶解油、分散油、乳油、乳化油等幾種。由于含油廢水中所含的成分以及成分存在形式的不同，其處理難度和效果也不同。在實際應用中，由于含油廢水中含有芳香烴、烷烴、環烷烴、含氮化合物、含硫化合物等非烴組分以及含有有機磷化物、有機氯化物、有機醛、酮、酚、腈、胺、酸等，所以，去除難度較大。對此，相關人員在處理含油廢水時，應充分發揮出微生物的新陳代謝作用，將含油廢水中的有機物轉化為無害化無機物，并將其去除，即可達到有效提升含油廢水處理的效果。

而針對處理含油廢水中含有的降解難度較大的物質時，應根據具體情況，采取好氧與厭氧處理相結合的方式進行處理。在使用生物膜法處理含油廢水時，主要是利用附著于載體上的微生物，來吸附和去除含油廢水中的大量有機物。同時，因為膜生物反應器兼具了好氧微生物降解與高效截留分離的功能，所以，保證了含油廢水固液分離的效果，降低了含油廢水的處理成本，并提高了含油廢水的處理效果。此外，生物處理法在含油廢水處理中的應用，雖然有效避免了二次污染的問題，保證了含油廢水的處理效果，但該技術在應用過程中會發生超鹽水污染問題，這對于微生物的代謝以及質壁分類的效果產生了極大的影響。因此，為了有效提高含油廢水的處理效果，研究單位應充分利用先進的科學技術，將如何有效提升生物處理的效果和實用性作為研究重點，以此研究出更適合于含油廢水處理的先進技術手段，從而促進含油廢水處理技術的創新和發展。

4.5 處理生活污水

利用傳統的微生物原位處理法處理生活污水，雖然有效解決了臭氣排放對人們日常生活的影響，降低了臭氣異味治理的成本，但就目前來說，在應用微生物處理法處理生活污水時，注重的是在使用菌劑后，其出水水質與污泥含量的去除效果，而忽略了對減少臭氣排放技術的研究和應用。所以，目前，生活污水臭氣異味處理仍然是以生物過濾法為主。但因為受污水處理工藝不同、污水處理單元不同、污水來源不同等因素的影響，污水處理廠在處理污水過程中產生的臭氣的成分以及含量等方面都存在很大差異，影響了應用生物過濾器臭氣異味處理工藝的效果。針對這一情況，污水處理廠應通過構建具有絮凝與降解氨氮雙重功能復合菌劑的方式，加大污水中COD的去除率、絮凝率、氨氮降解率等實驗指標監測的力度，這樣才能從根本上有效提升生活污水的處理效率以及臭氣異味的治理質量。比如，通過試驗研究發現，在使用該技術后，生活污水中的各項污染指標的去除率全部高于90%，其出水水質達到了我國環保部門頒布實施的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B標準。

5 結語

總之，在應用微生物菌劑處理重金屬離子廢水、養殖廢水、含油廢水、焦化廢水等有機物降解處理難度較大的廢水時，已取得了顯著成效，并加快了我國應用微生物技術在污水處理中的研究速度。但由于影響微生物菌劑發揮作用的內外部因素較多，所以，為了進一步提高微生物菌劑在污水處理中的應效果，相關部門應加強微生物降解的研究力度，并通過擴展功能菌種資源庫的方式，進一步推動我國微生物處理技術在污水處理領域的應用和發展。