微生物污水處理技術的應用探討

王雪花

（廣東省河源市市區城南污水處理廠 廣東河源 517000）

目前，水源污染已經是我國集中飲用水水源的一種比較普遍的現象。常規的水處理工藝已難以保證供水水質，如何經濟有效地處理污染水源則是近年來水處理工作者的研究熱點。微生物處理技術以其價廉、高效、傳質好、以及強度高等特點，在水處理領域得到了越來越廣泛的應用。同時為了提高微生物處理污染物的能力，人們從兩個方面入手：一是通過基因工程或人工馴化的手段獲得高效工程菌；二是改善微生物生長的環境條件，例如，人工曝氣增加氧的濃度，調節碳、氮和磷的比例，有效地控制p H值等等。

1 污水生物處理的原理

生物法是利用微生物分解污水中的污染物質獲得營養和能量，是污水凈化的方法。污水中的可溶性有機物透過微生物細胞壁和細胞膜被菌體吸收；固體和膠體等不溶性有機物先吸附在菌體外，由細胞分泌的胞外酶分解為可溶性物質，再滲入細胞內。通過微生物體內的氧化、還原、分解、合成等生化作用，將一部分有機物轉化成微生物所需要的營養物質，組成新的微生物體。另一部分有機物氧化為二氧化碳和水等簡單無機物，并產生能量。當污水中有機營養充足時，微生物以外源呼吸大量合成細胞物質，快速繁殖；當水中有機物消耗殆盡，則以氧化本身細胞物質的內源呼吸為主，供應養分與能量。許多微生物體內含有降解質粒，在某些有毒物質的降解中發揮重要作用。微生物在可用碳源和能源的基質生長時，伴隨著一種非生長物質的不完全轉化，為其他微生物的生長創造了條件，使其進一步分解，使原來不能降解的物質被降解。這種通過微生物間的相互配合，完成對一些難降解有機物的分解和轉化的現象稱為共代謝作用，降解質粒和共代謝作用可視為分解作用的擴展和延伸。整個處理過程基本上是在微生物酶的作用下發生的生物化學反應，因此生物法又稱生化法[1]。

2 固定化微生物技術概述

固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術，一直是水處理領域的研究熱點。該生物技術的工藝是：利用物理或化學手段，在載體上高度集中微生物，并保持其生物特性，使其在一定的環境下進行增殖并進行應用。這種生物技術的優點是：微生物聚集多、反應速度快、反應過程容易控制等，在廢水處理上得到了廣泛地應用[2]。

載體材料和種類的選擇，影響著微生物的固定化過程，因此應注重對細胞載體的選擇。通常我們認為理想的載體應具有價格低、壽命長、機械強度高等特征，這樣的細胞載體對于微生物的固定化具有很好地推動作用，使得固定化過程簡單并且固定化后對微生物沒有危害，也不干擾生物分子的功能。目前常用的微生物固定化載體材料大致可分為有機載體、無機載體和復合載體3大類。在廢水處理中吸附法常用的載體有硅藻土、多孔磚、石英砂、活性炭、天然沸石、聚氨醋泡沫、大孔樹脂和多孔陶瓷等。

3 固定化微生物預處理工藝——生物接觸氧化

生物接觸氧化的工藝是：以填料為生物載體，微生物通過曝氣充氧迅速繁殖，并在填料的表面富集，形成生物種類多、生態系統穩定的生物膜。溶解性的有機污染物通過生態系統豐富多樣的生物膜的吸附、分解、氧化等作用，氧化氨氮或者轉化氨氮。該技術的最主要的優點是對污水的處理能力強，污泥量生成少、對沖擊負荷具有較好的適應能力。該技術的不足之處在于填料間的水力沖擊力較小，水流平緩，影響到生物膜的活性并且更新速度也變得緩慢。此外一些填料價格過高，或填料形狀等影響因素，造成投資成本增加或堵塞填料管，布水布氣不均勻[3]。

使用該技術進行污水處理時，往往采用自然掛膜法，掛膜成功的關鍵在于氨氮及化學需氧量的去除率，去除率越高，標志著掛膜越成功。我國某市采用該技術進行了去污能力試驗，試驗中氣和水的比例為1:1，過濾速度約4～6.2 m/s，對氨氮高達21.3%，對的去除率高達91.1%；我國市政工程研究院以某地富營養化湖泊水為研究對象，經過一年多實驗觀察，對污水處理2～3個小時內，的去除率可達到28%左右，氨氮的去除率約為94%，藻類去除率約為90%，具有較好的出水效果，極大地改善了當地的水質環境；我國某大學根據具體實踐也證明了該技術對有機物、濁度等較強的去除率，并且和傳統的混凝沉淀技術相比較，該技術還具有明顯的對過濾工藝的除污能力；由此可見該技術對污水中氨氮、藻類、可生物降解有機物等有著較好的凈化效果。

4 結語

綜上所述,在現代污水處理中,微生物污水處理技術是國際前沿污水處理技術的代表。通過微生物污水處理技術優勢的發揮能夠提高環境生態保護工作效果。我國相關政府機構應加強自身引導與監督職能的發揮,引導工作的開展促進微生物污水處理技術的應用，提供污水處理的社會效益。

[1]王建龍.生物固定化技術與水污染控制[M].北京：科學出版社，2002.

[2]何延青,劉俊良,楊平,高永.微生物固定化技術與載體結構的研究[J].環境科學，2004（25）：101—104.

[3]馬放,楊基先,金文標,等.環境生物制劑的開發與應用[M].北京:化學工業出版社，2004.