微生物污水处理技术及其应用_张少栋.pdf

第 1 期第 53 卷作者简介：张少栋（1992.09），男，汉族，河南平顶山人，硕士，平顶山工业职业技术学院，尼龙化工学院，助教，研究方向：水污染处理技术。E-mail：zhang_。微生物污水处理技术及其应用张少栋，罗忆涵，乔雯雯平顶山工业职业技术学院尼龙化工学院，河南 平顶山 467000摘要：新时期，微生物污水处理技术在污水处理中得到越来越广泛的推广，这一技术有助于降低污水处理难度，提升污水处理效果，确保污水处理稳定性。对此，文章将从微生物的特征及作用机理入手，阐述微生物污水处理技术常见种类，探讨微生物污水处理技术在不同污水处理中的应用，以期为促进微生物污水处理技术作用的有效发挥提供一些帮助。关键词：微生物；微生物污水处理技术；污水doi：10.3969/j.issn.1001-6678.2023.01.0170引言水作为人类生产生活不可或缺的一种能源，未经有效处理的污水若被直接排入自然水体，必然会对水体造成严重的污染，破坏生态环境，威胁人们的生命健康。随着经济社会的不断发展，污水排放量呈逐年增多趋势，传统污水处理技术已难以满足新时期污水处理需求。因此，如何实现对污水的高质、高效处理，成为业界人员如今所需思考研究的一项重要课题。微生物污水处理技术凭借效率高、污染小、无二次污染等优势特征，在污水处理中得到越来越广泛的应用。1微生物相关概述1.1微生物的特征微生物凭借种类繁多、生长繁殖迅速、个体小、适应性强等优势特征，在污水处理中得到了广泛推广1。一是种类繁多。微生物有着繁多的种类，代谢方式多种多样，所以，相关人员将微生物应用于污水处理，可结合水体污染的实际情况选取不同的微生物种类，进而收获理想的污水处理效果。二是生长繁殖迅速。微生物不仅生长迅速、繁殖能力强，而且覆盖面大，将其应用于污水处理，可大幅提升污水处理效率。三是个体小。微生物个体微小，所以在狭小的空间内也可实现大量繁殖。四是适应性强。因为微生物异变迅速、适用面广泛、抗逆性强，可适应一系列极端恶劣的生长环境，所以可将其有效应用于各种污水处理。1.2微生物的作用机理微生物的作用机理主要表现在以下三个方面。一是代谢作用。在污水处理中，微生物极快的生长繁殖速度及多样的代谢方式需要极大的营养物质消耗，而污水中的各种有机物正好可满足微生物生长繁殖及代谢需求。基于此，微生物可通过对这些有机物的运用完成自身代谢，并发生各种化学反应，进一步消除污水中的污染物，并将其转化成无毒无害的物质。因为微生物种类繁多，所以可通过引入不同微生物，发挥其多样化的代谢作用，进而实现对不同类型污水的有效处理。比如，对城市餐饮行业产生的含有大量油脂的生活污水进行处理时，可引入大肠杆菌、放线菌等相关微生物，实现对污水中多余脂肪的有效代谢转化2。二是降解作用。微生物的降解作用主要是指污水中的各种有机物经由污水生态系统中微生物的破坏或者矿化影响，进而转化成无机物的过程。微生物对于有机物的降解主要可通过矿化作用、共代谢作用两条途径，其中矿化作用是因为一些微生物有合成并降解有机物的酶系；共代谢作用则是在微生物难以对相关有机物进行充分降解时，通过向其中添加碳源等能源基质，进而可实现对有机物的部分降解。值得一提的是，污水中的有机物经由微生物降解后，转化产生的无机物可参与物质循环，维持生态系统中的物质平衡。比如，在污水处理中，氨类细菌可对再生有机物完成诸如氨化、硝化、反硝第 53 卷第 1 期2023 年 2 月工业微生物Industrial MicrobiologyVol.53 No.1Feb.202355-第 1 期第 53 卷工业微生物化等反应，减少污水中的有机物含量。但在此期间，需要得到真菌、细菌的有力支持，所以在污水处理中，应结合实际情况选用适宜的微生物，以切实保证处理的有效性。三是去毒作用。在污水处理中，消毒是所需关注的一项重要内容。污水达到排放标准与否，毒性指标是一项重要评定标准。污水中通常含有大量的氮、磷等元素，这些元素超标会使得水体富营养化，进而破坏水生生态系统平衡。其中，磷类污染物不仅不易于降解，而且会使污水产生毒性，且污水的毒性与其总磷指数呈正相关关系。微生物的去毒作用，即为借助微生物将污水中的磷类污染物或者其他污染物依托代谢降解作用予以吸收转化，进一步实现净化水体、减小污水毒性的效果，让污水达到排放标准，达到保护水环境的目的。2微生物污水处理技术常见种类2.1微生物吸附技术微生物吸附技术，主要是指基于微生物的结构特征，将微生物及其分泌物与污水中的漂浮物进行结合，进一步完成吸附的过程，以及最后由人工开展分离的一项技术。这一技术十分常见，因为其成本低、操作便捷，所以在微生物污水处理中得到了广泛推广，特别适用于对金属污水的处理。这一技术在实际应用中会受到温度、pH、吸附时间等因素的影响。其中，在温度影响方面，随着温度的变化，污水中金属物质的内部结构也会发生相应变化，进而会对微生物吸附造成一定的影响；在 pH 影响方面，该影响与温度影响具有相似性，主要表现为随着 pH值的变化，污水中相关物质的成分发生转变，进而导致微生物吸附技术难以有效发挥作用；在吸附时间影响方面，污水吸附一般要花费约 3 h，一般而言，吸附得越久，越能够保证吸附效果，但需要对这一时间进行合理把握，切忌过长，不然同样会对微生物吸附技术的效果造成不利影响。污水成分趋于复杂化，所以污水处理的重中之重在于对其中的有害物质进行吸附、去除，进而实现对生态环境的有效保护。2.2微生物絮凝技术微生物絮凝技术，主要是指微生物在生长繁殖过程中产生了可实现絮凝功能的有机物，将它们用以污水处理。另外，一些微生物本身也属于有效的絮凝剂。微生物絮凝技术可应用于农业污水处理、废水脱色处理等。比如，在农业污水处理中，因为农业污水中含有大量 BOD（生化需氧量，BiochemicalOxygen Demand），所以其的处理存在不小的难度，传统处理手段难以实现达到效果，而通过引入微生物絮凝技术，则可实现对农业污水的有效处理。又如，废水脱色处理，一些污水中含有大量色素，依托微生物絮凝技术可对该部分污水开展脱色处理，进而得到相对清澈的污水。微生物絮凝技术虽然应用效果可观，但鉴于其应用成本偏高，加之对工作人员技术素养要求较高，因而该项技术尚未得到广泛推广。2.3微生物发酵技术微生物发酵技术，主要是指将诸如乳酸菌、芽孢杆菌、丝状真菌等微生物菌剂加入粪便，利用微生物的发酵作用实现对各种有机物的分解、去除。尤其是基于相关高温微生物的作用，让有机物可通过氧化分解产生生物热，以实现对各种病菌、虫卵的有效消除。通过相关研究可了解到，应用微生物发酵技术可让发酵产物中的有机物含量提升 1 倍左右，磷含量提升 28 倍，氮素含量提升 14 倍，钾含量提升10 倍左右，进而获取无害、无臭且无病菌虫卵的优质有机肥料，为农业、畜牧业的发展提供有力支持3。3微生物污水处理技术在不同污水处理中的应用3.1在重金属离子废水处理中的应用机械制造、化工、冶金等生产实践中会排放大量重金属离子废水，不仅会对生态环境带来不小的破坏，而且会对人类的身体健康造成极大威胁。鉴于微生物吸附技术具备成本低、吸附能力突出、污染物去除效果佳等优势，将这一技术应用于重金属离子废水处理，可收获较为可观的处理效果。比如，经对啤酒酵母在各种情形下的含铬废水处理开展的研究得出，基于不同酵母投放量、不同 pH、不同时间，啤酒酵母对重金属离子废水中铬离子的处理效果不尽相同4。因此，相关工作人员应全面深入切探究微生物污水处理技术的应用范围，以实现对重金属离子废水的有效处理。3.2在生活污水处理中的应用在生活污水处理中引入传统微生物原位处理56-第 1 期第 53 卷张少栋等：微生物污水处理技术及其应用法，尽管可实现对臭气排放的有效解决，缩减臭气异味处理成本，减轻臭气排放对人们日常生活造成的不利影响，但在应用微生物处理技术处理生活污水的实际过程中，更关注的指标是最终的污泥去除效果、出水水质，而并不注重对减少臭气排放技术的研究应用。因此，现阶段生活污水臭气处理依旧主要采用的是生物过滤法。而污水来源、污水处理工艺、污水处理单元等因素之间的差异性使得污水处理厂在处理污水时产生的臭气成分、含量等指标均存在不小的差异，进而对生物过滤法的应用效果造成一定影响。对此，污水处理厂可通过应用兼具降解氨氮、絮凝功能的复合菌剂，并推进对污水中氨氮降解率、絮凝率、COD 去除率等指标的有效监测，由此切实提升生活污水的处理效率及臭气治理水平5。实践表明，通过对这一技术的应用，生活污水中的氨氮降解率、絮凝率、COD 去除率等指标均超过 90%，同时出水水质也达到我国环保部门颁布的相关标准。3.3在养殖废水处理中的应用养殖废水作为一种常见的污水，其中含有大量氨氮、含磷化合物、致病菌等污染物，会对生态环境造成极大的破坏。如今，对于养殖废水常用的处理方式主要包括下述几种。一是厌氧处理技术。这一技术是一项成本低、能耗少，同时适用于高含量有机物养殖废水处理的技术，一般需要引入上流式厌氧污泥床反应设备，以对养殖废水机械地净化处理，其COD 去除率可达到 85%。二是好氧处理技术。这一处理方式即为在好氧前提下，借助微生物以对养殖废水中的有机物进行分解、消除。这一处理技术讲究依托新型序列间隙式反应器对养殖废水予以脱氮处理，去除率高达 90%6。三是厌氧、好氧、缺氧联合处理。该项联合处理技术凭借其成本低、处理效果佳、能源环境综合效益显著等优势特征，在规模化养殖场的养殖污水处理中得到了广泛推广。有相关人员通过将升流式厌氧 MBR 反应设备应用于处理养殖废水，氨氮降解率、COD 平均去除率达到 60%、91%6。4结语综上所述，微生物污水处理技术是一项完全有别于传统物理、化学处理手段的污水处理技术，其以微生物为核心，利用微生物的代谢作用以对污水中的有机物加以去除，生成无污染的水、二氧化碳等，具备操作便捷、效果明显、可靠稳定等特征，值得在污水处理中进行广泛推广。参考文献1 李伟民,江映翔,尹大强,等.微生物选育技术在废水生物处理中的应用进展J.环境污染治理技术与设备,2001(4):49-52.2 凌晨.微生物处理技术在环境工程中的运用与实践J.绿色环保建材,2021(3):42-43.3 曹小勇.微生物技术在城市污水处理中的应用J.清洗世界,2021,37(6):21-22.4 袁广娇.微生物处理技术在废水处理中的运用J.皮革制作与环保科技,2022,3(3):3.5 武耀康,刘延峰,李江华,等.动态调控元件及其在微生物代谢工程中的应用J.化工学报,2018,69(1):272-281.6 周鸣.环境污水处理中微生物的应用探究J.中小企业管理与科技(中旬刊),2019(11):181-182.7 史欢欢.微生物技术在城市污水处理中的应用J.绿色环保建材,2020(02):34-35.AbstractIn the new era,microbial wastewater treatment technology has been more and more widely promoted in wastewatertreatment.This technology helps to reduce the difficulty of wastewater treatment,and improve the effect and ensure the stability ofwastewater treatment.In this regard,this paper will start with the characteristics and action mechanism of organisms,describe thecommon types of microbial wastewater treatment technology,and discuss the application of microbial wastewater treatment technologyin different wastewater treatment,in order to provide some help for promoting the effective role of microbial wastewater treatmenttechnology.Key wordsmicroorganism;microbial wastewater treatment technology;sewageOn the Microbial Wastewater Treatment Technology and ApplicationZHANG Shaodong，LUO Yihan，QIAO WenwenPingdingshan Polytechnic College,Nylon Institute of Chemical Engineering,Pingdingshan City,Henan Province,46700057-