微生物菌劑在水處理中的應用研究

張朋飛 高云霞 張瑤佳

（河北建筑工程學院市政與環境工程學院，河北 張家口075000）

隨著國家工業化的飛速發展，水環境面臨著嚴峻的挑戰，人工合成的大量有機物涌入河流，加大了水處理的成本和難度。通過向水體中投加微生物菌劑，依靠功能菌的針對性能夠有效的克服普通生物法處理污廢水效率低下的問題。本文介紹微生物菌劑的特性以及在污廢水中的應用現狀，并提出微生物菌劑的不足和改進方向。

1 微生物菌劑的特性

微生物在自然界起著至關重要的作用，在物質分解、新陳代謝中扮演著重要角色，具備繁殖速度快、代謝旺盛、生命力強等特點。在水處理中與普通的生物處理方法相比顯得更具優勢。

1.1 綠色無毒

在水處理中利用微生物處理污廢水行之有效，污水中有機污染物被微生物分解最終轉換為氮氣、二氧化碳、水和污泥。氮氣和二氧化碳對環境無毒害作用；污泥可通過消化池降解作為肥料，或者通過燒結制磚用于建筑。

1.2 高效

針對不同的去除對象，可在污水底泥中分離出高效降解菌種。通過一定的比例進行混合培養，采用固定化技術等方法使微生物與載體相結合制得復合微生物菌劑[1-4]。該法與常規活性污泥處理法相比對COD 和氨氮的去除率明顯提高。

1.3 應用廣泛

目前微生物菌劑技術廣泛應用于堆肥、農業種植、降解難降解物質、水環境監測、水環境修復等領域。研究熱點主要集中在印染廢水、啤酒廢水、制藥廢水、造紙廢水、焦化廢水等廢水處理領域。由于微生物菌劑成本低、用量少、效率高等優點，并隨著研究的不斷深入，微生物菌劑的應用范圍將更加廣闊。

2 微生物菌劑在污廢水中的應用

2.1 用于重金屬離子廢水處理

在電子儀器、冶金、電鍍、化工、機械制造等行業的生產過程中會產生重金屬離子（鎘、鎳、鉻、銅、汞等）廢水。含有重金屬離子的廢水不但對環境造成污染，而且對人類的健康特別是臟器產生巨大危害。目前微生物吸附技術憑借其處理成本低、投資少、吸附快、去除低濃度重金屬離子效果顯著等優點已成為研究熱點。鄧書平[5]考察了啤酒酵母在不同條件下對含鉻廢水處理能力的研究，通過正交試驗探究啤酒酵母在不同ph、酵母投加量和時間的條件下對鉻離子的去除影響并選出最優組合，即ph 為6.0、酵母菌濃度為3.0g/L 和時間為50min 時，鉻離子的去除率可高達91%以上。

2.2 用于焦化廢水處理

煤廠和化工廠等工業在煉焦、煤氣發生、煤氣凈化和化工產品精制等過程中產生的廢水稱為焦化廢水，通常包含氧、硫、氮的雜環化合物、揮發性酚類以及多環芳香族化合物。出水水質通常具備氨氮濃度高、成分復雜、難降解有機物含量高等特點。因此焦化廢水的處理就顯得尤為重要。目前國內外研究學者考慮通過向活性污泥中投加微生物菌劑來提升廢水處理效果。彭湃等[6]在A2O 工藝中投加環保菌劑用于處理焦化廢水，結果表明在相同的負荷沖擊條件下，菌劑強化系統的COD 比對照組提高了18%；經PCR-DGGE 結果顯示，菌劑強化系統中的微生物種類由之前14 種提高到23 種。

2.3 用于養殖廢水處理

養殖廢水主要含大量的含磷化合物、氨氮以及致病菌等污染物。考慮到處理效果受溫度、二次污染、占地面積和投資費用等因素的影響，有不少學者考慮投加微生物菌劑來提高處理效果。馬琳等[7]將諾卡氏菌、光合細菌、假絲酵母和芽孢桿菌混合培養制成的復合微生物菌劑用于修復養殖水體，并與對照組進行對比分析，結果表明投放該復合微生物菌劑后水體中氨氮、亞硝酸鹽和COD 含量均處于較低水平，水質狀況良好。

2.4 用于含油廢水處理

根據油粒直徑的大小含油廢水可分為溶解油、分散油、浮油和乳化油，處理的難易程度隨廢水的成分和存在形式不同而不同。主要含有芳香烴、烷烴、環烷烴和各種含氮化合物和含硫化合物等非烴組分以及含有有機磷化物、有機氯化物、有機醛、酮、酚、腈、胺、酸等，因此去除難度較大。目前微生物菌劑降解針對性強、生命力旺盛、無二次污染等優點已成為研究熱點[8]。劉少北等[9]在不同ph、菌種量、回收菌種、曝氣時間、曝氣量等條件下，考察微生物菌劑對含油生活污水的去除效果，結果表明當ph 為中偏弱堿性、菌劑投放量為10g/L 和每升廢水曝氣量為3.2L/min 時，COD 的去除率為91%，油的去除率為93.5%。

2.5 用于生活污水處理

國內污水處理廠正面臨著進水負荷高、微生物活性下降、處理效率低、產生污泥量大和受外界因素影響等弊端，投加微生物菌劑可改善這種狀況。王博等[10]通過構建具有絮凝和降解氨氮雙重功能的復合菌劑，并以BOD 去除率、COD去除率、絮凝率、氨氮降解率和濁度去除率為實驗指標進行監測，試驗表明以上指標去除率均高于90%，出水水質均達到GB 18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B 標準。

3 結論與展望

微生物菌劑被廣泛應用于含重金屬離子廢水、焦化廢水、養殖廢水、含油廢水等處理難度大的工業廢水以及用于污泥減量化等實踐和研究中，并已取得顯著成效。但微生物菌劑的作用機理和種間協同作用比較復雜以及受外界因素影響較多，為了使微生物菌劑更好的服務于水處理領域，目前還需要加強微生物降解機理的研究，加強擴展新的功能菌種資源庫，并且要加強生態學方面知識的探索。