微生物在污水處理中的應(yīng)用研究

楊軍+徐凱

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對環(huán)境問題越來越重視。水污染問題是環(huán)境污染的主要問題之一，已經(jīng)受到社會大眾的廣泛關(guān)注。工業(yè)廢水、養(yǎng)殖污水及生活污水中含有大量的有機(jī)化合物、氨氮及重金屬等，嚴(yán)重危害著人類和動物的健康，對植物生長也造成了一定的影響。在污水處理工藝中，微生物處理技術(shù)顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)得到了廣泛研究。簡要分析了水污染現(xiàn)狀和微生物功能特點(diǎn)，研究了微生物在污水處理中的應(yīng)用及存在的問題，為微生物在污水處理中更好地運(yùn)用提供了指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：微生物；污水處理；工業(yè)廢水；生活污水

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.071

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水、生活污水及養(yǎng)殖污水等的不達(dá)標(biāo)排放，導(dǎo)致水體中N、P、有機(jī)物等污染物含量大大增加，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，溶解氧含量降低，藻類大量繁殖，水體發(fā)黑發(fā)臭，嚴(yán)重破壞了水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)，影響了水體生態(tài)平衡，給人類健康及動植物生長帶來了極大的影響。微生物具有繁殖快、針對性強(qiáng)及分解速度快等特點(diǎn)，近年來，在污水處理中得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為國內(nèi)外專家的研究熱點(diǎn)。本文簡要分析了水污染現(xiàn)狀和微生物功能特點(diǎn)，研究了微生物在污水處理中的應(yīng)用及存在的問題，為微生物在污水處理中的高效運(yùn)用提供指導(dǎo)。

1 水污染現(xiàn)狀

隨著國家城市化進(jìn)程的不斷加快和工業(yè)化的不斷推進(jìn)，水污染問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的重點(diǎn)議題。當(dāng)前水污染的來源主要是工業(yè)廢水、生活污水、畜牧業(yè)污水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水等。研究表明，自1988年起，我國的生活污水排放量就已經(jīng)超過了工業(yè)廢水的排放量，大量未經(jīng)處理的生活污水排放到河流、湖泊等水體中，嚴(yán)重影響了水體生態(tài)環(huán)境，加之工業(yè)廢水及畜牧養(yǎng)殖污水處理的不達(dá)標(biāo)排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥的流失，大量的污染物質(zhì)流入水體中，加重了水體污染。

2 微生物的功能特點(diǎn)

微生物種類繁多、適應(yīng)性強(qiáng)、代謝方式多樣，幾乎可以降解環(huán)境中的所有污染物質(zhì)，因此，在污水處理中的應(yīng)用前景非常廣闊。

微生物在污水處理中的應(yīng)用特點(diǎn)主要有3個：①生長繁殖快，分解效率高。微生物繁殖能力強(qiáng)、生長代時短、表面積大，所以，對污染物的分解效率高。②微生物作用的針對性強(qiáng)。不同種類的微生物具有不同的代謝途徑，因此，所利用的能源也不同，對于不同的污染水體應(yīng)選用不同的微生物種類。③抗逆性強(qiáng)，適用性廣。微生物具有變異快的特點(diǎn)，當(dāng)水體環(huán)境發(fā)生極端變化時，微生物會在短時間內(nèi)產(chǎn)生適應(yīng)性突變，所以，其處理污水的方式更加靈活多樣。

3 微生物在污水處理中的應(yīng)用

3.1 對不含氮的有機(jī)物分解

自然界中大多數(shù)微生物只能利用葡萄糖、麥芽糖等基本糖類，而對于利用纖維素、油脂等的微生物種類較少。通常對不含氮有機(jī)物的降解主要是靠某些特定的微生物將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，再通過細(xì)菌、霉菌等對小分子進(jìn)行利用。對于葡萄糖等簡單糖類的分解主要是一些常見的微生物，比如酵母、芽孢等；對于脂肪分解主要是靈桿菌、放線菌、霉菌或者熒光桿菌等微生物；對于芳香族化合物主要是通過白腐菌、某些光合細(xì)菌進(jìn)行有效降解。

3.2 對于含氮物質(zhì)的分解

污水中主要的含氮物質(zhì)是氨氮、尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、硝酸鹽等物質(zhì)。對于尿素的分解主要是一些尿素細(xì)菌，比如桿狀菌、球狀菌等進(jìn)行尿素水解；對于蛋白質(zhì)的分解，主要通過熒光假單胞菌將蛋白質(zhì)分解為氨基酸。

在分解的每個階段都有特定的微生物參與，比如氨化的作用主要是一些好氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌，硝化的作用主要是好氧細(xì)菌，反硝化作用則是一些兼性厭氧微生物。

3.3 對無機(jī)物的轉(zhuǎn)換

污水中一般含硫、磷和鐵等無機(jī)物，對于硫元素的處理主要是依靠硫磺細(xì)菌和硫化細(xì)菌來將硫元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，對于磷元素主要是通過一些蠟質(zhì)芽孢桿菌來處理，對于鐵元素的處理主要是通過微生物的氧化還原作用進(jìn)行處理。有的工業(yè)廢水和畜禽養(yǎng)殖污水中還含有鉻、銅等重金屬，比如冶金、醫(yī)藥等廢水中含有多種重金屬，養(yǎng)殖污水由于飼料添加劑銅類化合物的廣泛使用，常造成養(yǎng)殖污水中銅元素超標(biāo)。重金屬不能被分解，對于重金屬的處理只能是將其轉(zhuǎn)化成鈍化態(tài)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)移。微生物在轉(zhuǎn)化重金屬方面具有重要作用，比如鎘元素一般采用微生物吸附、還原的方法來處理。

4 微生物在污水處理應(yīng)用中存在的問題

4.1 污水處理微生物菌劑菌種結(jié)構(gòu)單一

當(dāng)前市場上的污水處理菌劑多樣，包括氨氮去除劑、COD降解劑、反硝化菌劑等，它們之中大多只含有1種或2種不同種類的微生物，這些微生物大多是一些常見的微生物種群，對某些特定環(huán)境中的易處理的污水能夠有較好的效果，而對于一些含有大量難以降解的污染物，比如芳香烴、抗生素等的污水以及極端環(huán)境下（比如高鹽污水）的處理效果不佳，對于含芳香烴、抗生素及高鹽等環(huán)境下降解污染物的微生物選擇是研究的主要方向。

4.2 低溫條件下微生物作用效率低

微生物發(fā)揮作用需要一定的溫度條件，對于北方一些低溫地區(qū)，溫度過低往往會影響微生物的繁殖效率、代謝活性，導(dǎo)致微生物對污染物的分解效率降低，最終導(dǎo)致污水處理成本增加。因此，篩選低溫條件下的具有相應(yīng)降解功能的微生物也是目前研究的熱點(diǎn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，微生物在污水處理中的應(yīng)用前景廣闊，與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，微生物處理技術(shù)更科學(xué)、價格更低廉，能夠維持長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著對微生物研究的深化，大量作用效率更高、適應(yīng)性更強(qiáng)的微生物菌株將被篩選和培育，在對特殊環(huán)境，比如對含鹽、芳香烴及抗生素等濃度高的污水的處理將會取得一定的進(jìn)展。

此外，將微生物學(xué)與環(huán)境生物學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科進(jìn)行結(jié)合，可不斷提高污水的處理質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)污水資源利用的最大化，這是未來研究的方向。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：楊軍（1988—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)榄h(huán)境微生物。

〔編輯：張思楠〕