現(xiàn)代微生物技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用探究

摘 要：最近幾年，微生物技術(shù)被廣泛應(yīng)用在城市污水處理領(lǐng)域中，為我國(guó)城市污水處理工作的順利開(kāi)展提供堅(jiān)實(shí)保障。微生物技術(shù)能將城市污水中一些重金屬污染物和有毒害作用的物質(zhì)經(jīng)代謝降解作用轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、處理簡(jiǎn)易的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物，大大降低了后續(xù)水體治理的難度，對(duì)城市水體污染的控制起到良好的促進(jìn)作用。文章旨在通過(guò)探究微生物在城市污水凈化所起的作用，分析現(xiàn)代微生物技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：微生物；污水處理；水質(zhì)凈化；應(yīng)用

1 我國(guó)城市污水處理現(xiàn)狀

城市污水的主要來(lái)源有兩部分：生活污水和工業(yè)廢水。城市污水導(dǎo)致了水體水質(zhì)的惡化、也破壞了水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)。因此，采取有效措施加強(qiáng)城市污水處理是十分必要的。

2 現(xiàn)代微生物的污水凈化作用

2.1 降解作用

微生物在污水處理中的降解作用一般是指微生物能將污水中成分復(fù)雜的有機(jī)物降解轉(zhuǎn)化成一些簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物分子的現(xiàn)象，微生物的降解作用可以實(shí)現(xiàn)自然界生命元素在各物質(zhì)中的往復(fù)循環(huán)，維持自然生態(tài)系統(tǒng)中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的良性循環(huán)過(guò)程。例如，城市生活污水中含有大量蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸等含氮有機(jī)物，為有效處理城市污水中的含氮有機(jī)雜質(zhì)，可利用污水中的微生物，如細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)等，將蛋白質(zhì)水解成氨基酸，再讓硝化細(xì)菌對(duì)氨基酸進(jìn)行徹底降解，從而降低處理水體中氮元素的含量。

2.2 代謝作用

微生物代謝作用是指污水中的微生物為維持正常的生命活動(dòng)，以污水中的有機(jī)物質(zhì)作為代謝能源，同時(shí)降解基質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)[2]。在生活污水和工業(yè)廢水中含有大量脂肪，脂肪能被水體中各種放線(xiàn)菌、桿菌、分支桿菌等分解代謝，這些微生物在分解脂肪的同時(shí)，也從脂肪中獲取自己新陳代謝的所需能量物質(zhì)。為有效處理含油脂較多的餐廳污水，通常會(huì)在其中加入具有油脂分解代謝功能的微生物，通過(guò)微生物對(duì)油脂的降解來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化處理，該技術(shù)并不會(huì)造成水體二次污染危害，是目前我國(guó)城市污水處理領(lǐng)域中的最常用的方法之一。

2.3 去毒作用

城市生活污水中一般含有大量無(wú)機(jī)磷元素，這些磷元素主要來(lái)源于洗衣粉，磷元素是有毒元素且本身較難被降解，當(dāng)水體中含有大量磷元素時(shí)，水體表面會(huì)迅速產(chǎn)生大量藻類(lèi)，水藻對(duì)水體的水質(zhì)有嚴(yán)重影響。在處理城市污水時(shí)，運(yùn)用微生物技術(shù)可將無(wú)機(jī)磷酸鹽分解轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的二氧化碳和有機(jī)酸，有效去除水體中的磷元素。例如，為有效處理城市污水中的硫酸成分和硝酸成分，會(huì)采用硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌對(duì)其進(jìn)行處理，將硫酸和硝酸轉(zhuǎn)化成可溶性鹽，從而降低受污染水體中磷、硫等有毒元素的含量，全面提升受污染水體的水質(zhì)凈化效果。

3 現(xiàn)代微生物技術(shù)在城市污水處理中的應(yīng)用

3.1 微生物吸附技術(shù)

3.1.1 微生物吸附技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。微生物吸附技術(shù)是指將微生物細(xì)胞及其分泌物與水體中懸浮物質(zhì)凝聚在一起，形成活性污泥絮凝體，其表面覆蓋著有粘性的多糖物質(zhì)，最終成為具有良好吸附能力的生物吸附劑[3]。微生物吸附技術(shù)不僅具有成本低廉、處理效果良好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有材料易得、設(shè)備易操作的明顯優(yōu)勢(shì)。

3.1.2 微生物吸附技術(shù)的應(yīng)用。目前，在城市污廢水處理中，會(huì)用酵母菌或白腐真菌吸附水體中的鉛、假單胞菌胞外高聚物吸附水溶性燃料及鉻，相關(guān)研究人士曾利用脫硫桿菌去除污水中的銅離子，在還有大量銅離子的城市污水中加入適量脫硫桿菌，并通入微弱電流，發(fā)現(xiàn)銅離子被活性污泥絮凝體大量吸附，銅離子去除效率高達(dá)97.3%，水質(zhì)凈化效果良好，而且不會(huì)引起二次污染，值得推廣應(yīng)用。因此，我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)生物吸附劑的研究，為城市污水處理的可持續(xù)發(fā)展提供更多的優(yōu)質(zhì)技術(shù)支持。

3.2 電極生物膜法

3.2.1 電極生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。電極生物膜法的工作原理是，利用微生物本身對(duì)有機(jī)物的吸附生長(zhǎng)特性，采用物化法將微生物固定在電極表面，使其包裹形成一層生物膜，接著在電極間通入微弱電流，水體污染物在生物膜的吸附作用和電化學(xué)的電能吸引下在生物膜表面被降解成其他物質(zhì)[4]。該技術(shù)常應(yīng)用于城市污水脫氮處理中，因其具有脫氮效果好、處理費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在污水處理實(shí)踐中。

3.2.2 電極生物膜法的應(yīng)用。由于農(nóng)業(yè)廢水中具有大量農(nóng)藥，農(nóng)藥中的氮元素含量極高，普通的污水處理方法對(duì)廢水脫氮處理效果不太理想。在農(nóng)業(yè)廢水脫氮處理中運(yùn)用電極生物膜法，不僅可以提高TN的去除率，還能增強(qiáng)反硝化效果，有效解決城市污水反硝化作用與釋磷作用對(duì)污水有機(jī)物的惡性競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，起到良好的污水脫氮效果。

3.3 微生物絮凝技術(shù)

3.3.1 微生物絮凝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。微生物絮凝劑是指具有絮凝功能并且最終能被自然降解的一類(lèi)高分子有機(jī)物[5]，此類(lèi)物質(zhì)能夠直接以微生物細(xì)胞作為絮凝劑，也可以以菌細(xì)胞分泌產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物為絮凝劑。該技術(shù)具有高效安全、無(wú)害無(wú)污染、適用性強(qiáng)、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在處理城市高濃度有機(jī)廢水工作中應(yīng)用微生物絮凝技術(shù)，能夠有效去除污水的惡臭味和懸浮性雜質(zhì)。

3.3.2 微生物絮凝技術(shù)的應(yīng)用。（1）畜產(chǎn)廢水處理。事實(shí)上，在城市畜產(chǎn)廢水中BOD成分較多，在水質(zhì)處理方面難度較高，傳統(tǒng)的畜產(chǎn)廢水處理方法是加入高分子絮凝劑以吸附水體中的有機(jī)物，雖然處理后的水體具有較好的水質(zhì)，但在處理過(guò)程中會(huì)造成二次污染。在城市畜產(chǎn)污水處理中運(yùn)用微生物絮凝劑能夠有效去除水體中的TN和TOC，其中TN去除率可達(dá)45%、TOC去除率可達(dá)75%，經(jīng)處理后的廢水水質(zhì)良好，澄清透明，處理效果顯著。（2）廢水脫色處理。微生物絮凝技術(shù)是一種十分有效的廢水脫色處理方法，相較于對(duì)可溶性色素的脫色去除效果較差的傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)而言，微生物絮凝技術(shù)具有顯著污染物絮凝沉淀效果，而且能對(duì)高分子絮凝劑無(wú)法去除的可溶性色素進(jìn)行脫色處理，不僅提高了水體透明度，處理方法也更高效和安全。

3.4 固定化微生物技術(shù)

3.4.1 固定化微生物技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)是指受污染水體中游離微生物細(xì)胞在一定作用下被固定在特定區(qū)域，使其成為污水中有機(jī)雜質(zhì)的強(qiáng)力吸附劑，污水處理過(guò)程中，微生物細(xì)胞活性較強(qiáng)，可以多次重復(fù)使用，符合環(huán)保節(jié)約和經(jīng)濟(jì)原則。固定化微生物技術(shù)應(yīng)用到城市污廢水處理中，不僅可以有效減少污水處理裝置的容積、降低污泥產(chǎn)量，而且大大提高難降解有機(jī)雜質(zhì)的降解效率，提升受污染水體的凈化處理效果。

3.4.2 固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用。固定化微生物技術(shù)對(duì)于洗滌劑廢水和制藥廢水的處理具有顯著成效。相關(guān)研究人員曾利用ACAM凝膠將假單胞桿菌進(jìn)行固定化包埋處理，并將其置于待處理的洗滌劑廢水中，混合處理一段時(shí)間后，檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)固定化微生物細(xì)胞對(duì)洗滌劑廢水中的LAS的吸附去除效率高達(dá)94%，對(duì)洗滌劑廢水有良好的水體凈化效果。相關(guān)人員曾將固定化微生物技術(shù)和厭氧好氧工藝有效結(jié)合，用于處理含有大量四環(huán)素結(jié)晶的城市制藥廢水，處理后經(jīng)檢測(cè)研究發(fā)現(xiàn)，制藥廢水中四環(huán)素成分的去除率達(dá)到95.6%，容積負(fù)荷增加了15.2%，污水處理效果良好，該技術(shù)值得推廣應(yīng)用。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，現(xiàn)代微生物技術(shù)在城市污水處理工程中應(yīng)用十分廣泛，經(jīng)微生物技術(shù)處理后的城市污水出水水質(zhì)較好。有機(jī)雜質(zhì)去除效率高，可達(dá)到水體排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)凈化效果明顯。因此，我們應(yīng)在城市污水處理過(guò)程中積極應(yīng)用微生物技術(shù)，同時(shí)不斷優(yōu)化改進(jìn)微生物技術(shù)，全面提升我國(guó)城市污廢水處理成效，保證人類(lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生態(tài)環(huán)境能夠和諧發(fā)展，共同朝著可持續(xù)方向穩(wěn)定發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：曾珠（1994-），女，湖北荊州人，武漢紡織大學(xué)外經(jīng)貿(mào)學(xué)院給水排水工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生。