微生物污水處理技術(shù)的應(yīng)用探討

王雪花

（廣東省河源市市區(qū)城南污水處理廠 廣東河源 517000）

目前，水源污染已經(jīng)是我國(guó)集中飲用水水源的一種比較普遍的現(xiàn)象。常規(guī)的水處理工藝已難以保證供水水質(zhì)，如何經(jīng)濟(jì)有效地處理污染水源則是近年來水處理工作者的研究熱點(diǎn)。微生物處理技術(shù)以其價(jià)廉、高效、傳質(zhì)好、以及強(qiáng)度高等特點(diǎn)，在水處理領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)為了提高微生物處理污染物的能力，人們從兩個(gè)方面入手：一是通過基因工程或人工馴化的手段獲得高效工程菌；二是改善微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，例如，人工曝氣增加氧的濃度，調(diào)節(jié)碳、氮和磷的比例，有效地控制p H值等等。

1 污水生物處理的原理

生物法是利用微生物分解污水中的污染物質(zhì)獲得營(yíng)養(yǎng)和能量，是污水凈化的方法。污水中的可溶性有機(jī)物透過微生物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜被菌體吸收；固體和膠體等不溶性有機(jī)物先吸附在菌體外，由細(xì)胞分泌的胞外酶分解為可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞內(nèi)。通過微生物體內(nèi)的氧化、還原、分解、合成等生化作用，將一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化成微生物所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，組成新的微生物體。另一部分有機(jī)物氧化為二氧化碳和水等簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物，并產(chǎn)生能量。當(dāng)污水中有機(jī)營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)，微生物以外源呼吸大量合成細(xì)胞物質(zhì)，快速繁殖；當(dāng)水中有機(jī)物消耗殆盡，則以氧化本身細(xì)胞物質(zhì)的內(nèi)源呼吸為主，供應(yīng)養(yǎng)分與能量。許多微生物體內(nèi)含有降解質(zhì)粒，在某些有毒物質(zhì)的降解中發(fā)揮重要作用。微生物在可用碳源和能源的基質(zhì)生長(zhǎng)時(shí)，伴隨著一種非生長(zhǎng)物質(zhì)的不完全轉(zhuǎn)化，為其他微生物的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件，使其進(jìn)一步分解，使原來不能降解的物質(zhì)被降解。這種通過微生物間的相互配合，完成對(duì)一些難降解有機(jī)物的分解和轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象稱為共代謝作用，降解質(zhì)粒和共代謝作用可視為分解作用的擴(kuò)展和延伸。整個(gè)處理過程基本上是在微生物酶的作用下發(fā)生的生物化學(xué)反應(yīng)，因此生物法又稱生化法[1]。

2 固定化微生物技術(shù)概述

固定化微生物技術(shù)是生物工程領(lǐng)域中的一項(xiàng)新技術(shù)，一直是水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該生物技術(shù)的工藝是：利用物理或化學(xué)手段，在載體上高度集中微生物，并保持其生物特性，使其在一定的環(huán)境下進(jìn)行增殖并進(jìn)行應(yīng)用。這種生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：微生物聚集多、反應(yīng)速度快、反應(yīng)過程容易控制等，在廢水處理上得到了廣泛地應(yīng)用[2]。

載體材料和種類的選擇，影響著微生物的固定化過程，因此應(yīng)注重對(duì)細(xì)胞載體的選擇。通常我們認(rèn)為理想的載體應(yīng)具有價(jià)格低、壽命長(zhǎng)、機(jī)械強(qiáng)度高等特征，這樣的細(xì)胞載體對(duì)于微生物的固定化具有很好地推動(dòng)作用，使得固定化過程簡(jiǎn)單并且固定化后對(duì)微生物沒有危害，也不干擾生物分子的功能。目前常用的微生物固定化載體材料大致可分為有機(jī)載體、無(wú)機(jī)載體和復(fù)合載體3大類。在廢水處理中吸附法常用的載體有硅藻土、多孔磚、石英砂、活性炭、天然沸石、聚氨醋泡沫、大孔樹脂和多孔陶瓷等。

3 固定化微生物預(yù)處理工藝——生物接觸氧化

生物接觸氧化的工藝是：以填料為生物載體，微生物通過曝氣充氧迅速繁殖，并在填料的表面富集，形成生物種類多、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的生物膜。溶解性的有機(jī)污染物通過生態(tài)系統(tǒng)豐富多樣的生物膜的吸附、分解、氧化等作用，氧化氨氮或者轉(zhuǎn)化氨氮。該技術(shù)的最主要的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)污水的處理能力強(qiáng)，污泥量生成少、對(duì)沖擊負(fù)荷具有較好的適應(yīng)能力。該技術(shù)的不足之處在于填料間的水力沖擊力較小，水流平緩，影響到生物膜的活性并且更新速度也變得緩慢。此外一些填料價(jià)格過高，或填料形狀等影響因素，造成投資成本增加或堵塞填料管，布水布?xì)獠痪鶆騕3]。

使用該技術(shù)進(jìn)行污水處理時(shí)，往往采用自然掛膜法，掛膜成功的關(guān)鍵在于氨氮及化學(xué)需氧量的去除率，去除率越高，標(biāo)志著掛膜越成功。我國(guó)某市采用該技術(shù)進(jìn)行了去污能力試驗(yàn)，試驗(yàn)中氣和水的比例為1:1，過濾速度約4～6.2 m/s，對(duì)氨氮高達(dá)21.3%，對(duì)的去除率高達(dá)91.1%；我國(guó)市政工程研究院以某地富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水為研究對(duì)象，經(jīng)過一年多實(shí)驗(yàn)觀察，對(duì)污水處理2～3個(gè)小時(shí)內(nèi)，的去除率可達(dá)到28%左右，氨氮的去除率約為94%，藻類去除率約為90%，具有較好的出水效果，極大地改善了當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)環(huán)境；我國(guó)某大學(xué)根據(jù)具體實(shí)踐也證明了該技術(shù)對(duì)有機(jī)物、濁度等較強(qiáng)的去除率，并且和傳統(tǒng)的混凝沉淀技術(shù)相比較，該技術(shù)還具有明顯的對(duì)過濾工藝的除污能力；由此可見該技術(shù)對(duì)污水中氨氮、藻類、可生物降解有機(jī)物等有著較好的凈化效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,在現(xiàn)代污水處理中,微生物污水處理技術(shù)是國(guó)際前沿污水處理技術(shù)的代表。通過微生物污水處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮能夠提高環(huán)境生態(tài)保護(hù)工作效果。我國(guó)相關(guān)政府機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)自身引導(dǎo)與監(jiān)督職能的發(fā)揮,引導(dǎo)工作的開展促進(jìn)微生物污水處理技術(shù)的應(yīng)用，提供污水處理的社會(huì)效益。

[1]王建龍.生物固定化技術(shù)與水污染控制[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[2]何延青,劉俊良,楊平,高永.微生物固定化技術(shù)與載體結(jié)構(gòu)的研究[J].環(huán)境科學(xué)，2004（25）：101—104.

[3]馬放,楊基先,金文標(biāo),等.環(huán)境生物制劑的開發(fā)與應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.