微生物在污水處理中的應用研究

楊軍+徐凱

摘 要：隨著經濟的發展，人們對環境問題越來越重視。水污染問題是環境污染的主要問題之一，已經受到社會大眾的廣泛關注。工業廢水、養殖污水及生活污水中含有大量的有機化合物、氨氮及重金屬等，嚴重危害著人類和動物的健康，對植物生長也造成了一定的影響。在污水處理工藝中，微生物處理技術顯現出明顯的優勢，已經得到了廣泛研究。簡要分析了水污染現狀和微生物功能特點，研究了微生物在污水處理中的應用及存在的問題，為微生物在污水處理中更好地運用提供了指導。

關鍵詞：微生物；污水處理；工業廢水；生活污水

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.071

隨著社會經濟的快速發展，大量的工業廢水、生活污水及養殖污水等的不達標排放，導致水體中N、P、有機物等污染物含量大大增加，導致水體富營養化嚴重，溶解氧含量降低，藻類大量繁殖，水體發黑發臭，嚴重破壞了水體的生態結構，影響了水體生態平衡，給人類健康及動植物生長帶來了極大的影響。微生物具有繁殖快、針對性強及分解速度快等特點，近年來，在污水處理中得到了廣泛應用，已經成為國內外專家的研究熱點。本文簡要分析了水污染現狀和微生物功能特點，研究了微生物在污水處理中的應用及存在的問題，為微生物在污水處理中的高效運用提供指導。

1 水污染現狀

隨著國家城市化進程的不斷加快和工業化的不斷推進，水污染問題已經成為社會關注的重點議題。當前水污染的來源主要是工業廢水、生活污水、畜牧業污水及農業生產產生的污水等。研究表明，自1988年起，我國的生活污水排放量就已經超過了工業廢水的排放量，大量未經處理的生活污水排放到河流、湖泊等水體中，嚴重影響了水體生態環境，加之工業廢水及畜牧養殖污水處理的不達標排放、農業生產中化肥和農藥的流失，大量的污染物質流入水體中，加重了水體污染。

2 微生物的功能特點

微生物種類繁多、適應性強、代謝方式多樣，幾乎可以降解環境中的所有污染物質，因此，在污水處理中的應用前景非常廣闊。

微生物在污水處理中的應用特點主要有3個：①生長繁殖快，分解效率高。微生物繁殖能力強、生長代時短、表面積大，所以，對污染物的分解效率高。②微生物作用的針對性強。不同種類的微生物具有不同的代謝途徑，因此，所利用的能源也不同，對于不同的污染水體應選用不同的微生物種類。③抗逆性強，適用性廣。微生物具有變異快的特點，當水體環境發生極端變化時，微生物會在短時間內產生適應性突變，所以，其處理污水的方式更加靈活多樣。

3 微生物在污水處理中的應用

3.1 對不含氮的有機物分解

自然界中大多數微生物只能利用葡萄糖、麥芽糖等基本糖類，而對于利用纖維素、油脂等的微生物種類較少。通常對不含氮有機物的降解主要是靠某些特定的微生物將大分子物質分解為小分子物質，再通過細菌、霉菌等對小分子進行利用。對于葡萄糖等簡單糖類的分解主要是一些常見的微生物，比如酵母、芽孢等；對于脂肪分解主要是靈桿菌、放線菌、霉菌或者熒光桿菌等微生物；對于芳香族化合物主要是通過白腐菌、某些光合細菌進行有效降解。

3.2 對于含氮物質的分解

污水中主要的含氮物質是氨氮、尿素、氨基酸、蛋白質、硝酸鹽等物質。對于尿素的分解主要是一些尿素細菌，比如桿狀菌、球狀菌等進行尿素水解；對于蛋白質的分解，主要通過熒光假單胞菌將蛋白質分解為氨基酸。

在分解的每個階段都有特定的微生物參與，比如氨化的作用主要是一些好氧細菌和厭氧細菌，硝化的作用主要是好氧細菌，反硝化作用則是一些兼性厭氧微生物。

3.3 對無機物的轉換

污水中一般含硫、磷和鐵等無機物，對于硫元素的處理主要是依靠硫磺細菌和硫化細菌來將硫元素進行轉化，對于磷元素主要是通過一些蠟質芽孢桿菌來處理，對于鐵元素的處理主要是通過微生物的氧化還原作用進行處理。有的工業廢水和畜禽養殖污水中還含有鉻、銅等重金屬，比如冶金、醫藥等廢水中含有多種重金屬，養殖污水由于飼料添加劑銅類化合物的廣泛使用，常造成養殖污水中銅元素超標。重金屬不能被分解，對于重金屬的處理只能是將其轉化成鈍化態或將其轉移。微生物在轉化重金屬方面具有重要作用，比如鎘元素一般采用微生物吸附、還原的方法來處理。

4 微生物在污水處理應用中存在的問題

4.1 污水處理微生物菌劑菌種結構單一

當前市場上的污水處理菌劑多樣，包括氨氮去除劑、COD降解劑、反硝化菌劑等，它們之中大多只含有1種或2種不同種類的微生物，這些微生物大多是一些常見的微生物種群，對某些特定環境中的易處理的污水能夠有較好的效果，而對于一些含有大量難以降解的污染物，比如芳香烴、抗生素等的污水以及極端環境下（比如高鹽污水）的處理效果不佳，對于含芳香烴、抗生素及高鹽等環境下降解污染物的微生物選擇是研究的主要方向。

4.2 低溫條件下微生物作用效率低

微生物發揮作用需要一定的溫度條件，對于北方一些低溫地區，溫度過低往往會影響微生物的繁殖效率、代謝活性，導致微生物對污染物的分解效率降低，最終導致污水處理成本增加。因此，篩選低溫條件下的具有相應降解功能的微生物也是目前研究的熱點。

5 結束語

綜上所述，微生物在污水處理中的應用前景廣闊，與傳統的污水處理工藝相比，微生物處理技術更科學、價格更低廉，能夠維持長遠發展。隨著對微生物研究的深化，大量作用效率更高、適應性更強的微生物菌株將被篩選和培育，在對特殊環境，比如對含鹽、芳香烴及抗生素等濃度高的污水的處理將會取得一定的進展。

此外，將微生物學與環境生物學、病理學等學科進行結合，可不斷提高污水的處理質量和效率，實現污水資源利用的最大化，這是未來研究的方向。

參考文獻

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作者簡介：楊軍（1988—），男，碩士研究生，研究方向為環境微生物。

〔編輯：張思楠〕