微生物技術在山西冶金污染治理中的應用研究

薛明霞

（山西晉環科源環境資源科技有限公司，山西太原 030024）

微生物技術在山西冶金污染治理中的應用研究

薛明霞

（山西晉環科源環境資源科技有限公司，山西太原 030024）

針對山西冶金行業發展的現狀及污染問題，從NOx微生物凈化技術、除臭技術、煙氣脫硫技術幾方面探討微生物煙氣脫硫技術的原理與工藝流程，并分析微生物技術在治理山西冶金污染中的優勢和不足，旨在為山西省的冶金污染治理提供參考。

環境 山西冶金污染 微生物 治理

目前，對運用微生物技術治理冶金污染的研究非常少，作為全球最大的發展中國家，我國環境污染日趨嚴重，環境治理正面臨嚴峻考驗，但是對微生物技術的研究仍停留在初級階段，除了硬件設施設備相對落后之外，在基礎研究方面同樣受到制約。由于污染物數量龐大，種類繁多，微生物的生長代謝受到諸多環境因素的影響，很難實現功能菌的工業放大技術，因此微生物工業化程度不高。另外，我國缺乏該領域內的專項研究，理論指導依據相對匱乏[1]。

1 山西冶金行業發展的現狀及污染問題

山西一直是能源大省，現階段的經濟發展產業雖然開始走向了服務業，但是省內很大一部分工程建設及企業發展依然以能源為主。冶金行業是山西重要的能源產業之一，在我國的冶金工業發展歷史中，山西起到了十分重要的推動作用，但在冶金工業迅速發展的過程中，也給山西的環境造成了很大的污染。面對日益惡化的環境問題，山西必須采取適當的防治污染技術和措施，合理降低污染物的排放，或對污染物進行吸收，而采用微生物技術就可以吸收污染物[2]。

現階段冶金行業的環境污染問題主要體現在固廢堆放對生態環境的影響以及冶金生產過程中的廢氣排放。

1）在對金屬礦物的開采勘察過程中，許多企業由于本身的防護措施并不完善，導致金屬固體廢棄物直接進入了周邊環境，嚴重影響了周圍的生態環境，造成了直接性的污染。同時，在冶煉金屬礦物的過程中，也會產生各種金屬固體廢棄物，如鋼渣、鋅渣、高爐渣等，許多企業對于這些固體廢棄物的排放并沒有采取切實可行的措施，而是將其進行堆積或丟棄，導致其對環境的污染日益加重。

2）冶金行業的大氣污染主要體現在生產過程中，由于冶煉的能源大都是以煤炭為主，而煤在燃燒的過程中對大氣造成的污染非常嚴重，主要污染物包括含氟煙氣、二氧化硫煙氣、含塵煤氣、含氮氧化物煙氣等。這些廢棄污染物的排放量非常大，所污染的大氣范圍也十分廣，這些廢棄污染物大都產生于煤炭燃燒的過程中，因此具有較高溫度，成分極為復雜，呈顆粒狀的較多，具有十分強的吸附力。此外，這些廢氣也存在一定的回收價值，其中很多物質都能被凈化后加以合理利用。

2 微生物技術在治理冶金污染中的優勢

2.1 徹底治理，不會產生二次污染

微生物技術最為強大的凈化特點在于吞噬，能夠實現對固體污染物的完全凈化，并徹底實現對污染物的消除作用，不會帶來二次污染，因而對整體的污染治理具有較強的實效性[3]。將其運用到山西冶金污染的治理中，可以在污染產生的同時，采用微生物技術進行防治，從根源上阻截了污染物擴大污染的渠道，其凈化效率高，不會再次形成二次污染。

2.2 成效快，凈化速度優越

微生物技術治理污染的成效較快，僅需要微生物黏附在固態污染物質上，對其中的物質進行消化分解即可，其凈化速度優越，能夠在短時間內迅速消除大量的污染物，適應于當前山西冶金工業的污染狀況。

2.3 范圍廣，適應不同污染需求

微生物技術不同于其他污染防治技術，它具有相當廣的適用范圍，能夠滿足不同污染源的具體需求。山西冶金行業造成的污染是多方面的，不僅有直接的環境污染，還有間接的大氣污染，而微生物技術對其都有相當優越的適用性，能夠有效地處理這些污染問題，以統一的方式進行污染處理，很大程度上改善了污染防治的效率，為產業的發展帶來了更高的效益。

3 微生物煙氣脫硫技術的原理與工藝流程

導致山西冶金污染的原因有很多，其中最主要的是燃煤過程中產生大量的高濃度SO2，最終可形成酸雨。盡管已經有高效的脫硫技術，但是昂貴的技術成本讓其實用價值大打折扣，微生物技術由此應運而生，并在西方發達國家普及和應用[4]。

3.1 微生物煙氣脫硫技術的作用原理

眾所周知，煙氣中含有大量的SO2，將其轉化成H2SO4的方式也比較多，如化學反應，物理吸附等，而利用微生物技術可以提高SO2的轉化速度，生長在吸收液里的微生物可以讓Fe3+和Fe2+相互轉化，從而加速了反應過程。前者屬于作用很強的氧化劑，脫硫速度隨著濃度的提高而提高，Fe3+在反應過程中可以產生Fe2+，而Fe2+又能成為微生物的營養物質加以利用，從而又產生Fe3+，如此循環，脫硫效率非常高。

3.2 微生物煙氣脫硫技術的工藝流程

第一步：將含有脫硫菌的溶液作為循環吸收液。第二步：由于粉煤灰里含有Fe2O3，經過離子化之后會產生鐵離子，可用來作為反應介質與催化劑。第三步：分別建立“吸收塔”和“三層濾料生物濾池”兩個生化反應器。含有微生物的吸收液作為吸收塔中的噴淋水，煙氣進入反應塔之后就會產生生化反應，而“三層濾料生物濾池”的粒狀填料表面，經過微生物生長、繁殖、培育、掛膜之后會生成一層生物膜，從吸收塔中揮發出的氣水混合物與之產生反應，從而脫除剩余在煙氣里的SO2，與此同時，循環吸收液會被生物濾膜料凈化，因此噴淋水不會把噴嘴阻塞[5]。

4 微生物技術治理山西冶金污染的優勢與不足

4.1 NOx微生物凈化技術

優勢：效率高，成本和耗能較低，不存在二次污染，工藝流程簡單，容易管理。

不足：微生物的生長環境并不完全適宜；微生物生長速度慢，既要凈化大量煙氣，又要篩選菌種；塔中填充料會隨著微生物的生長而發生堵塞。

4.2 微生物除臭技術

優勢：凈化成本低，效率高，不會引起污染物的轉移，沒有二次污染，便于管理。

不足：需要10～40℃的細菌活性溫度，無法在嚴寒區域使用。

4.3 微生物煙氣脫硫技術

優勢：對催化劑、高壓和高溫沒有要求，可在常壓常溫環境下運用，所需設施設備相對簡單，不需要高額操作費用，對微生物的營養物質要求低，沒有二次污染。

不足：需要長時間的菌種馴化，技術工藝不成熟。

5 結語

運用微生物技術治理山西冶金污染，主要的研究內容應該有三點：第一，如何用微生物控制污染物的代謝；第二，如何有效培育出高效功能菌；第三，有關復合微生物的研究。僅憑單一的微生物治理山西冶金污染很難取得理想效果，需要多種微生物技術的綜合運用，所以生化技術、物化技術、單H多相反應器以及多菌種群的發展都應是相關學者專家的研究重點，以工業化應用作為微生物技術的核心目標。隨著全球各國對環境治理的重視，微生物技術的研究必將成為熱門和焦點。

[1]金秋，陳立華，閆少鋒，等.有效微生物技術在城市環境治理領域中的應用[J].環境科技，2015（1）：70-74.

[2]李余.微生物在環境治理中的地位與作用[J].東方教育，2015（6）：350.

[3]楊毅堅，唐宇燕.微生物在環境治理中的應用及前景展望[J].科技風，2014（9）：83.

[4]石澤鳳.環境治理中微生物應用研究[J].電源技術應用，2014（3）：400.

[5]韓佳，王中衛.空氣微生物作為大氣污染常規分析指標的必要性[J].環境科學與管理，2012，37（8）：129-131.

（編輯：楊光輝）

Study on the Application of Microbial Technology in Shanxi Metallurgical Pollution Management

XUE Mingxia
（Shanxi Jinhuan Keyuan Environmental Resource Science and Technology Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030024）

In view of the present situation and pollution problems of the development of Shanxi metallurgical industry, from NOx microbial deodorization technology,purification technology,flue gas desulfurization technology and several aspects,the principle and process of microbial flue gas desulfurization technology are discussed,and the advantages and disadvantages of microbial technology in Shanxi metallurgical pollution are analyzed,in order to provide reference basis for the management of metallurgical pollution in Shanxi.

environment,Shanxi metallurgical pollution,microorganism,treatment

X756

A

1672-1152（2016）06-0059-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.22

2016-10-16

薛明霞（1983—），女，碩士研究生，工程師，從事環境工程方面的研究工作。