微生物在鐵路車站生活污水處理中的應(yīng)用

明月

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鐵路車站作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，每天都會接待大量旅客和貨物流通，給城市化進(jìn)程的推進(jìn)和人們的生活提供了巨大的便利。然而，車站運(yùn)營所產(chǎn)生的大量生活污水會對環(huán)境和人體健康造成不可忽視的威脅，因此，做好鐵路車站生活污水處理工作，不僅可以減少環(huán)境污染，還能夠促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高。傳統(tǒng)的污水處理方法存在工藝復(fù)雜、耗能高、投資大等弊端；而應(yīng)用微生物進(jìn)行污水處理，可以借助其降解和轉(zhuǎn)化能力，將有機(jī)物質(zhì)降解為無害物質(zhì)，同時有效去除水中的氮、磷等污染物，以減少對環(huán)境的污染，節(jié)約能源和資源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益[1]。

1 相關(guān)特性分析

1.1 鐵路車站生活污水特性分析

鐵路車站生活污水指的是車站日?；顒铀a(chǎn)生的廢水，主要來自車站中的廁所、洗手間、餐廳、洗滌等生活用水，其構(gòu)成十分復(fù)雜。包括有機(jī)物、懸浮物、氨氮、總磷、總氮等。其中有機(jī)物是車站生活污水中的主要污染物之一，其污染量占生活污水總污染量的70%以上，包括可生物降解和難降解有機(jī)物。生物降解有機(jī)物主要來自人類糞便和食物殘?jiān)?，難降解有機(jī)物則主要來自洗滌劑、油脂等。懸浮物是車站生活污水中的另一類主要污染物，包括細(xì)小懸浮物和大顆粒懸浮物。而氨氮、總磷、總氮是車站生活污水中的主要營養(yǎng)物質(zhì)。其中，氨氮多來自尿液和糞便，總磷和總氮主要來自洗滌劑和肥料。車站每天都需要接待大量的旅客和貨物流通，因此車站生活污水的流量波動比較大，有時還會出現(xiàn)突發(fā)性高峰流量[2]。

1.2 微生物污水處理特性分析

微生物具有生物降解能力，能夠降解和轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)與污染物。首先，微生物通過分泌酶類來降解復(fù)雜的有機(jī)化合物，將其轉(zhuǎn)化為比較簡單的物質(zhì)，如二氧化碳、水和無機(jī)鹽等，是微生物污水處理技術(shù)高效去除污染物的基礎(chǔ)。其次，微生物具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠在不同的溫度、pH、氧含量和營養(yǎng)條件下存活并繁殖。這種適應(yīng)性使得微生物污水處理技術(shù)能夠適用于不同類型和性質(zhì)的污水處理。再次，微生物具有很強(qiáng)的繁殖能力，可以迅速增加微生物的數(shù)量，在合適的條件下有利于維持微生物群落的穩(wěn)定性和活性，使污水處理過程更加穩(wěn)定和高效。最后，微生物具有較強(qiáng)的共生作用，一些微生物需要利用其他微生物分泌的物質(zhì)作為能源或生長因子，而其他微生物則能夠利用它們排放的代謝產(chǎn)物作為能源或基質(zhì)。這種共生作用有助于維持微生物群落的多樣性和平衡，可有助于提升污水處理效果[3]。

2 微生物污水處理技術(shù)概述

2.1 微生物污水處理作用機(jī)理

代謝作用。微生物代謝作用包括好氧呼吸、厭氧呼吸和發(fā)酵三種類型。在好氧條件下，微生物將氧氣作為電子受體，將有機(jī)物質(zhì)氧化為二氧化碳和水，并釋放能量。在缺氧或無氧條件下，微生物采用其他無氧條件下可用的電子受體，如硝酸鹽、硫酸鹽等，將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為比較簡單的物質(zhì)，并釋放能量（厭氧呼吸）。在無氧條件下，微生物通過發(fā)酵作用可以降解轉(zhuǎn)化有機(jī)物質(zhì)并生成有機(jī)酸、醇、氣體等產(chǎn)物。這些代謝作用使微生物能夠?qū)⒂袡C(jī)污染物降解為無機(jī)物質(zhì)，并提供能量以維持自身活動，實(shí)現(xiàn)凈化污水的目標(biāo)[4]。

降解作用。在污水處理中，首先，微生物通過分泌各種酶來降解有機(jī)污染物，如蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等，將復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)分解為較為簡單的分子。然后，微生物以這些降解產(chǎn)物為底物來提供能量和碳源供自身生長和代謝。通過代謝反應(yīng)，底物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等無害物質(zhì)，同時產(chǎn)生能量以供微生物的生長和繁殖。隨著微生物數(shù)量的增加，有機(jī)污染物的降解速率也會提高。但在污水處理過程中，需要細(xì)菌、真菌的有效參與，因此根據(jù)實(shí)際情況選用合適的微生物是保證處理效果的關(guān)鍵。

去毒作用。污水中一般含有大量氮、磷元素，氮、磷超標(biāo)會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，進(jìn)而影響水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。其中，磷類污染物通常難以降解，且會導(dǎo)致污水帶有一定的毒性，總磷指數(shù)越高，污水毒性就越強(qiáng)。微生物在代謝過程中也能去除一些有毒化合物。例如，一些特定的微生物能夠降解并去除污水中的重金屬離子、農(nóng)藥殘留和有機(jī)污染物等物質(zhì)。微生物可以通過生理代謝、吸附、轉(zhuǎn)化等方式將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒或無毒的形式，減輕其對環(huán)境和生物的危害。

2.2 微生物污水處理技術(shù)特點(diǎn)

微生物污水處理技術(shù)是一種以微生物為主的處理方法，通過微生物的代謝作用和生物化學(xué)反應(yīng)來降解和轉(zhuǎn)化污水中的有機(jī)物質(zhì)及污染物。相較于傳統(tǒng)的物理、化學(xué)處理方法，微生物污水處理技術(shù)具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先，相較于傳統(tǒng)的物理、化學(xué)方法，微生物污水處理技術(shù)具有高效性，更能夠達(dá)到高效去除污染物的效果。其次，微生物污水處理技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)性，微生物是自然界中廣泛存在的生物資源，其培育和繁殖成本相對較低。最后，微生物污水處理技術(shù)具有環(huán)保性，微生物作為自然界中的生物種群，可以通過自身的代謝作用，將有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì)，從而降低有機(jī)物質(zhì)對環(huán)境的污染程度[4]。

3 微生物在污水處理中主要應(yīng)用

與其他類型的生活污水相比，鐵路車站污水在污水成分、污水量和水質(zhì)波動上都有較大的區(qū)別，需要進(jìn)行合適的微生物選擇、反應(yīng)器設(shè)計(jì)和操作調(diào)控，以確保高效降解有機(jī)物，去除氮、磷等污染物，并實(shí)現(xiàn)對污水的安全處理，使水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

3.1 微生物吸附技術(shù)

微生物吸附通過將污水中的有機(jī)物質(zhì)、重金屬離子等污染物吸附到微生物表面，然后利用微生物的代謝作用將其降解或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。國內(nèi)已經(jīng)有一些大型鐵路車站開始采用微生物吸附技術(shù)來進(jìn)行污水處理了，其通過選用適宜的微生物菌種和吸附劑將污水中的有機(jī)物質(zhì)、重金屬離子等污染物吸附到微生物表面，以達(dá)到凈化污水的目的。例如，北京西站安裝了生活污水處理裝置，采用微生物法進(jìn)行污水處理。生物濾池和好氧微生物反應(yīng)器等設(shè)施的應(yīng)用，能夠高效降解并去除污水中的有機(jī)物質(zhì)和污染物，實(shí)現(xiàn)了對污水的凈化和達(dá)標(biāo)排放；又如，上海南站采用了微生物污水處理技術(shù)來進(jìn)行污水處理，通過建設(shè)微生物接觸氧化法和活性污泥法的處理裝置，能夠有效去除污水中的有機(jī)物質(zhì)、氮、磷等污染物，凈化污水；再如，廣州南站配備了生物接觸氧化池和微生物反應(yīng)器等設(shè)施，通過微生物的降解作用來去除污水中的有機(jī)物質(zhì)和污染物。

3.2 微生物絮凝技術(shù)

目前，微生物絮凝技術(shù)在鐵路車站污水處理方面已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用和發(fā)展。該技術(shù)主要包括培養(yǎng)微生物、制備絮凝劑、添加絮凝劑以及沉淀和分離等步驟。首先，選取適宜的微生物菌種進(jìn)行培養(yǎng)和增殖。然后，通過提取已培養(yǎng)的微生物細(xì)胞產(chǎn)生的絮凝物，制備得到絮凝劑。然后向污水中添加絮凝劑，利用微生物細(xì)胞及其產(chǎn)生的多糖類物質(zhì)與懸浮顆粒的相互作用，促進(jìn)顆粒的聚集。最后，通過絮凝劑的作用，使懸浮顆粒逐漸聚集成較大的絮凝體，從而沉淀到底部。沉淀后的絮凝體可以通過沉淀池或沉淀器進(jìn)行分離，使水體得到凈化。盡管微生物絮凝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著一些挑戰(zhàn)，如菌種選擇、絮凝劑制備和添加方式等，但該技術(shù)正在逐漸提高其處理效果和穩(wěn)定性。通過進(jìn)一步研究和開發(fā)優(yōu)化技術(shù)方案與操作條件，其有望成為處理鐵路車站污水處理工作一種有效、環(huán)保的選擇。

3.3 固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)是一種利用固定在載體上的微生物來處理鐵路車站污水的技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用，需要應(yīng)該選取適宜的微生物菌種，并將其固定在特定載體上，如生物濾料、生物膜等。常見的微生物固化污水處理技術(shù)有固定化生物膜技術(shù)、固定化生物濾料技術(shù)、固定化顆粒污泥技術(shù)和固定化生物顆粒技術(shù)等。固定化生物膜技術(shù)是指將微生物固定在一種薄膜表面，通過薄膜的過濾和降解作用，來實(shí)現(xiàn)對污水的凈化。固定化生物濾料技術(shù)是指將微生物固定在一種多孔材料或填料上，多孔載體上有大量附著面積可以讓微生物在上面生長繁殖，并利用微生物的降解能力進(jìn)行污水處理。固定化顆粒污泥技術(shù)是指將微生物固定在一種顆粒狀載體上，形成固定化的顆粒污泥，然后通過懸浮顆粒的形式進(jìn)行污水處理。固定化生物顆粒技術(shù)是指將微生物固定在一種顆粒狀的載體上，形成固定化的生物顆粒，通過生物顆粒的活性進(jìn)行污水的降解和凈化。

目前，固定化微生物技術(shù)主要與人工濕地工藝相結(jié)合進(jìn)行污水處理，通過優(yōu)化載體的選擇和微生物的負(fù)載量等控制參數(shù)，能夠高效去除污水中的有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對污水的凈化，當(dāng)前該技術(shù)已經(jīng)在鐵路車站污水處理中得到了一定的應(yīng)用，并取得了良好的處理效果。

4 結(jié)語

對鐵路車站生活污水進(jìn)行治理和排放控制已成為當(dāng)前城市污染治理的重點(diǎn)之一，一般來說，微生物污水處理方法能夠取得較好的效果，然而，其實(shí)際效果容易受多種因素影響，如工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和污水質(zhì)量等，因此，相關(guān)人員需要對具體車站的污水處理情況進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測和評估，以確保達(dá)到預(yù)期處理效果，同時持續(xù)進(jìn)行運(yùn)維和改進(jìn)也是確保微生物污水處理技術(shù)持久有效的必然要求。