微生物菌劑在水處理中的應(yīng)用研究

張朋飛 高云霞 張瑤佳

（河北建筑工程學(xué)院市政與環(huán)境工程學(xué)院，河北 張家口075000）

隨著國(guó)家工業(yè)化的飛速發(fā)展，水環(huán)境面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人工合成的大量有機(jī)物涌入河流，加大了水處理的成本和難度。通過(guò)向水體中投加微生物菌劑，依靠功能菌的針對(duì)性能夠有效的克服普通生物法處理污廢水效率低下的問(wèn)題。本文介紹微生物菌劑的特性以及在污廢水中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出微生物菌劑的不足和改進(jìn)方向。

1 微生物菌劑的特性

微生物在自然界起著至關(guān)重要的作用，在物質(zhì)分解、新陳代謝中扮演著重要角色，具備繁殖速度快、代謝旺盛、生命力強(qiáng)等特點(diǎn)。在水處理中與普通的生物處理方法相比顯得更具優(yōu)勢(shì)。

1.1 綠色無(wú)毒

在水處理中利用微生物處理污廢水行之有效，污水中有機(jī)污染物被微生物分解最終轉(zhuǎn)換為氮?dú)?、二氧化碳、水和污泥。氮?dú)夂投趸紝?duì)環(huán)境無(wú)毒害作用；污泥可通過(guò)消化池降解作為肥料，或者通過(guò)燒結(jié)制磚用于建筑。

1.2 高效

針對(duì)不同的去除對(duì)象，可在污水底泥中分離出高效降解菌種。通過(guò)一定的比例進(jìn)行混合培養(yǎng)，采用固定化技術(shù)等方法使微生物與載體相結(jié)合制得復(fù)合微生物菌劑[1-4]。該法與常規(guī)活性污泥處理法相比對(duì)COD 和氨氮的去除率明顯提高。

1.3 應(yīng)用廣泛

目前微生物菌劑技術(shù)廣泛應(yīng)用于堆肥、農(nóng)業(yè)種植、降解難降解物質(zhì)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)、水環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域。研究熱點(diǎn)主要集中在印染廢水、啤酒廢水、制藥廢水、造紙廢水、焦化廢水等廢水處理領(lǐng)域。由于微生物菌劑成本低、用量少、效率高等優(yōu)點(diǎn)，并隨著研究的不斷深入，微生物菌劑的應(yīng)用范圍將更加廣闊。

2 微生物菌劑在污廢水中的應(yīng)用

2.1 用于重金屬離子廢水處理

在電子儀器、冶金、電鍍、化工、機(jī)械制造等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生重金屬離子（鎘、鎳、鉻、銅、汞等）廢水。含有重金屬離子的廢水不但對(duì)環(huán)境造成污染，而且對(duì)人類的健康特別是臟器產(chǎn)生巨大危害。目前微生物吸附技術(shù)憑借其處理成本低、投資少、吸附快、去除低濃度重金屬離子效果顯著等優(yōu)點(diǎn)已成為研究熱點(diǎn)。鄧書(shū)平[5]考察了啤酒酵母在不同條件下對(duì)含鉻廢水處理能力的研究，通過(guò)正交試驗(yàn)探究啤酒酵母在不同ph、酵母投加量和時(shí)間的條件下對(duì)鉻離子的去除影響并選出最優(yōu)組合，即ph 為6.0、酵母菌濃度為3.0g/L 和時(shí)間為50min 時(shí)，鉻離子的去除率可高達(dá)91%以上。

2.2 用于焦化廢水處理

煤廠和化工廠等工業(yè)在煉焦、煤氣發(fā)生、煤氣凈化和化工產(chǎn)品精制等過(guò)程中產(chǎn)生的廢水稱為焦化廢水，通常包含氧、硫、氮的雜環(huán)化合物、揮發(fā)性酚類以及多環(huán)芳香族化合物。出水水質(zhì)通常具備氨氮濃度高、成分復(fù)雜、難降解有機(jī)物含量高等特點(diǎn)。因此焦化廢水的處理就顯得尤為重要。目前國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者考慮通過(guò)向活性污泥中投加微生物菌劑來(lái)提升廢水處理效果。彭湃等[6]在A2O 工藝中投加環(huán)保菌劑用于處理焦化廢水，結(jié)果表明在相同的負(fù)荷沖擊條件下，菌劑強(qiáng)化系統(tǒng)的COD 比對(duì)照組提高了18%；經(jīng)PCR-DGGE 結(jié)果顯示，菌劑強(qiáng)化系統(tǒng)中的微生物種類由之前14 種提高到23 種。

2.3 用于養(yǎng)殖廢水處理

養(yǎng)殖廢水主要含大量的含磷化合物、氨氮以及致病菌等污染物?？紤]到處理效果受溫度、二次污染、占地面積和投資費(fèi)用等因素的影響，有不少學(xué)者考慮投加微生物菌劑來(lái)提高處理效果。馬琳等[7]將諾卡氏菌、光合細(xì)菌、假絲酵母和芽孢桿菌混合培養(yǎng)制成的復(fù)合微生物菌劑用于修復(fù)養(yǎng)殖水體，并與對(duì)照組進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)果表明投放該復(fù)合微生物菌劑后水體中氨氮、亞硝酸鹽和COD 含量均處于較低水平，水質(zhì)狀況良好。

2.4 用于含油廢水處理

根據(jù)油粒直徑的大小含油廢水可分為溶解油、分散油、浮油和乳化油，處理的難易程度隨廢水的成分和存在形式不同而不同。主要含有芳香烴、烷烴、環(huán)烷烴和各種含氮化合物和含硫化合物等非烴組分以及含有有機(jī)磷化物、有機(jī)氯化物、有機(jī)醛、酮、酚、腈、胺、酸等，因此去除難度較大。目前微生物菌劑降解針對(duì)性強(qiáng)、生命力旺盛、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)已成為研究熱點(diǎn)[8]。劉少北等[9]在不同ph、菌種量、回收菌種、曝氣時(shí)間、曝氣量等條件下，考察微生物菌劑對(duì)含油生活污水的去除效果，結(jié)果表明當(dāng)ph 為中偏弱堿性、菌劑投放量為10g/L 和每升廢水曝氣量為3.2L/min 時(shí)，COD 的去除率為91%，油的去除率為93.5%。

2.5 用于生活污水處理

國(guó)內(nèi)污水處理廠正面臨著進(jìn)水負(fù)荷高、微生物活性下降、處理效率低、產(chǎn)生污泥量大和受外界因素影響等弊端，投加微生物菌劑可改善這種狀況。王博等[10]通過(guò)構(gòu)建具有絮凝和降解氨氮雙重功能的復(fù)合菌劑，并以BOD 去除率、COD去除率、絮凝率、氨氮降解率和濁度去除率為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，試驗(yàn)表明以上指標(biāo)去除率均高于90%，出水水質(zhì)均達(dá)到GB 18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論與展望

微生物菌劑被廣泛應(yīng)用于含重金屬離子廢水、焦化廢水、養(yǎng)殖廢水、含油廢水等處理難度大的工業(yè)廢水以及用于污泥減量化等實(shí)踐和研究中，并已取得顯著成效。但微生物菌劑的作用機(jī)理和種間協(xié)同作用比較復(fù)雜以及受外界因素影響較多，為了使微生物菌劑更好的服務(wù)于水處理領(lǐng)域，目前還需要加強(qiáng)微生物降解機(jī)理的研究，加強(qiáng)擴(kuò)展新的功能菌種資源庫(kù)，并且要加強(qiáng)生態(tài)學(xué)方面知識(shí)的探索。