探討環(huán)境污水處理中微生物的應(yīng)用

劉廷貴

摘要:歷年來,隨著經(jīng)濟(jì)的地快速發(fā)展,不斷出現(xiàn)越來越多的環(huán)境問題,而水污染又是其中最為嚴(yán)重的問題。水與人們的日常生產(chǎn)生活息息相關(guān),沒有水就沒有生命的存在,水就是生命之源。所以對(duì)于污水的處理和水資源的保護(hù)是每個(gè)地球人的責(zé)任和義務(wù)。本文側(cè)重討論了微生物在環(huán)境污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:污水處理微生物應(yīng)用

中圖分類號(hào):X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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(duì)于生物的生存發(fā)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(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)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(fā)展,就必須保護(hù)好水資源,尤其是淡水資源。因此,保護(hù)水資源人人有責(zé)。

人們的生活離不開水,水是生命的源泉。然而隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)于環(huán)境的破壞日益惡化,水資源更是面臨著極其嚴(yán)峻的威脅。全球缺水的城市已經(jīng)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(jīng)成為世界性的問題,而微生物處理技術(shù)則是污水處理技術(shù)中的一項(xiàng)獨(dú)特技術(shù),占據(jù)著重要地位。目前國內(nèi)大多數(shù)采用二級(jí)或三級(jí)處理工藝進(jìn)行污水治理。一級(jí)處理主要是通過篩網(wǎng)對(duì)沉淀物、泥沙碎屑等進(jìn)行過濾處理,因此也稱其為預(yù)處理。而二級(jí)處理則是利用生物分解有機(jī)物,達(dá)到凈化污水的目的,也叫生物處理技術(shù)。三級(jí)處理則是用沉淀法除去在二級(jí)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(huán)境污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用,使之快速啟動(dòng)以及遭到嚴(yán)重破壞時(shí)迅速恢復(fù)的能力已成為當(dāng)前相關(guān)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(shù)正是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。

1影響污水處理的微生物種群

據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在16rRNA基因分析對(duì)污水反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)中,總共發(fā)現(xiàn)有36個(gè)細(xì)菌,這說明污水中微生物具有多樣性的特點(diǎn)。

1.1 除磷的重要細(xì)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(huán)火星泥沙進(jìn)行交替的厭氧、需氧為特征的。主要有Rhodocyclus群、lanctomycete群及茁?lián)蠗U菌屬、CFB群等。

1.2 硝化細(xì)菌

氮循環(huán)主要是依賴微生物活性和轉(zhuǎn)化的一個(gè)過程,因此這類微生物在污水處理中應(yīng)用極其廣泛。Kindaichi等對(duì)自養(yǎng)硝化生物膜進(jìn)行的FISH分析表明,膜上有50%屬于硝化細(xì)菌,50%為異養(yǎng)細(xì)菌。該結(jié)果還表明,硝化細(xì)菌是來通過可溶性產(chǎn)物的產(chǎn)生支持異養(yǎng)菌的,而異養(yǎng)菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態(tài)的穩(wěn)定性。

1.3 反硝化細(xì)菌

反硝化細(xì)菌是通過依賴培養(yǎng)法來鑒定和計(jì)數(shù)的。它的屬的成員,例如產(chǎn)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(xì)菌卻是鮮為人知的。通過研究分析發(fā)現(xiàn)氮弧菌屬等相關(guān)細(xì)菌,都是污水廠反硝化中的重要脫氮菌。

1.4 絲狀細(xì)菌

絲狀細(xì)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(yán)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(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分類,發(fā)現(xiàn)了大多數(shù)未描述的絲狀菌是屬于綠色非硫細(xì)菌的,也可能是豐度最高的絲狀菌。

2微生物的性能特點(diǎn)

高效微生物技術(shù)是通過利用生物工程手段,根據(jù)不同的污染物,培植出專門針對(duì)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(shù)。它們的主要性能特點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾方面:(1)專一性。根據(jù)不同的水質(zhì)具體分析,培養(yǎng)出針對(duì)性強(qiáng)的微生物對(duì)其進(jìn)行處理。尤其是傳統(tǒng)方法無法處理或未處理干凈的高濃度有機(jī)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(qiáng),高效率、穩(wěn)定性強(qiáng)。(3)繁殖能力強(qiáng)、速度快,培養(yǎng)短,能快速啟動(dòng)和恢復(fù)力快。這些特點(diǎn)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(shù)主要是根據(jù)水體的微生物,在生命活動(dòng)中吸收和轉(zhuǎn)化污染物,分解有機(jī)質(zhì),從而達(dá)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(jù)不同的處理裝置又可以分為濾池、生物轉(zhuǎn)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(nóng)藥、印染、食品等工業(yè)廢水的處理中廣泛應(yīng)用。而它的凈化效果也相當(dāng)不錯(cuò),能達(dá)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(yīng)用于日常生活污水的處理上,并廣泛應(yīng)用于煉油、印染、造紙等眾多工業(yè)廢水的處理中,去除率達(dá)到90%?；钚晕勰嗫梢酝ㄟ^人工培養(yǎng)、馴化而成,能循環(huán)使用。

4評(píng)價(jià)

眾多實(shí)驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,微生物污水處理法比傳統(tǒng)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但也存在很多問題:(1)降解能力差。微生物是通過自然培養(yǎng)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(yǎng)馴化需要的時(shí)間較長。要是遇氣溫低的季節(jié),甚至?xí)?dǎo)致培養(yǎng)馴化工作失敗。(3)抗沖擊性能差,對(duì)水質(zhì)和環(huán)境的變化適應(yīng)性較差。針對(duì)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(huán)境污水處理中的應(yīng)用。

5結(jié)語

污水處理系統(tǒng)中的微生物,作為一種特殊的方法,對(duì)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(yīng)用于各種工業(yè)廢水和城市生活污水的處理中。而且它的去污能力達(dá)到87%～95%;凈化的水質(zhì)較好,一般可以直接排放;溶解有機(jī)物質(zhì)的效率高;與化學(xué)方法比較而言,成本相對(duì)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(jìn)一步脫水。

然而在實(shí)際工作中,如果指利用單一的微生物對(duì)污水進(jìn)行處理,則這種方法不能完全達(dá)到預(yù)期的目標(biāo),需要綜合運(yùn)用多種手段。同時(shí)發(fā)展高效微生物,因?yàn)楦咝⑸镌诮到庑阅艿雀鞣矫婢哂泻軓?qiáng)的優(yōu)勢(shì)。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。

參考文獻(xiàn)

[1] 李杰,王亞娥,王志盈,等.高效微生物在污水生化處理中的應(yīng)用[J].工業(yè)用水與廢水,2006,37(5):28～30.

[2] 張倩茹,周啟星,陳錫時(shí),等.微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)雜志,2003,22(3):49～53.

[3] 黃小蘭,陳建耀.微生物在城市污水污泥處理中的應(yīng)用[C].2008年微生物實(shí)用技術(shù)生態(tài)環(huán)境應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集,2008:32～39.

[4] 劉海云.微生物在環(huán)境污水處理中的應(yīng)用[J].黑龍江環(huán)境通報(bào),2003,27(4).