微生物在水污染控制中的應(yīng)

word文檔可自由復(fù)制編輯微生物在水污染控制中的應(yīng)摘要：污水生物處理實(shí)際是水體自凈的強(qiáng)化，在去除了污水中的污染物后，必須將微生物從水中分離出來，這種分離主要是通過微生物本身的絮凝和原生動(dòng)物、輪蟲等的吞食作用完成的。本文主要介紹微生物在污水處理中的應(yīng)用，及幾種主要的污水生物處理技術(shù)。關(guān)鍵詞：微生物；污水處理；活性污泥法；生物膜法TheApplicationofMicroorganisminWastewaterTreatmentAbstract：Biologicaltreatmentofsewageisactuallyself-purificationofwater，afterremovingthepollutantsinthesewage，microorganismsmustbeseparatedfromthewater，Thisseparationismainlycompletedbytheflocculationofmicroorganismsthemselvesandswallowingfunctionofprotozoa,rotifers,etc.Thispapermainlyintroducestheapplicationofmicroorganisminwastewatertreatment,andseveralmajorbiologicalwastewatertreatmenttechnology.Keywords：MicroorganismsSewageTreatmentActivatedSludgeProcessSeparationMembrane引言：隨著工業(yè)的高速發(fā)展，水環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重地威脅著人類的生存環(huán)境，制約著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。因此，水污染控制成為全世界共同關(guān)注的問題。目前的水處理技術(shù)中，微生物水處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段，尤其是現(xiàn)代生物技術(shù)將成為水污染控制領(lǐng)域重點(diǎn)開發(fā)和應(yīng)用的技術(shù)手段一.水污染的現(xiàn)狀“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉,70年代水質(zhì)變壞,80年代魚蝦絕代”是一首流傳于沿淮的民謠，形象地反映了水質(zhì)變遷的歷程。目前，全國乃至全世界。水污染造成的富營化都是一個(gè)十分嚴(yán)重的問題。近年來，隨著對(duì)環(huán)境資源開發(fā)利用力度的日益增加，大量含有氮、磷元素營養(yǎng)物質(zhì)的污染物不斷排入湖泊、水庫和河流，使水體的營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷量不斷增加。另一方面，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量，農(nóng)田施用的化肥和牲畜糞便逐年增加，經(jīng)雨水沖刷和滲透，進(jìn)入水體的營養(yǎng)物質(zhì)不斷增多。由于這些人為因素的影響使水體的污染和富營養(yǎng)化問題日益嚴(yán)重。富營養(yǎng)化水體的有效治理已成為迫待解決的重要環(huán)境問題。二.微生物處理水污染的原理利用微生物處理污水實(shí)際就是通過微生物的新陳代謝活動(dòng),將污水中的有機(jī)物分解,從而達(dá)到凈化污水的目的。微生物能從污水中攝取糖，蛋白質(zhì)，脂肪，淀粉及其它有機(jī)化合物作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)過一系列的酶促反應(yīng)，這些有機(jī)物在微生物體內(nèi)得到分解利用，有些合成微生物自身的結(jié)構(gòu)和功能物質(zhì)，有些則為微生物提供所需的能量。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,污水生物處理方法分為好氧生物處理和厭氧生物處理.三.微生物處理水污染的方法1.活性污泥法活性污泥法活性污泥法是目前使用最廣泛的一種利用微生物處理水污染的方法。活性污泥法是指利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除廢水中有機(jī)污染物的一種廢水處理方法?；钚晕勰嗍侵赣杉?xì)菌、微型動(dòng)物為主的微生物與膠體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)等混雜在一起形成的，具有很強(qiáng)吸附分解有機(jī)物的能力和良好沉降性能的絨絮狀顆粒?；钚晕勰嘀猩嬷鞣N微生物，構(gòu)成了復(fù)雜的微生物群落。其中主要的微生物是細(xì)菌（以好氧性異養(yǎng)菌為主）和原生動(dòng)物，此外尚有酵母菌、絲狀霉菌、單胞藻類、輪蟲線蟲等?；钚晕勰嘀形⑸镒饔茫阂惶岣叱鏊|(zhì)方面的作用通過某些原生動(dòng)物的分泌物,在沉降過程中促進(jìn)游離細(xì)菌的絮凝作用,提高細(xì)菌的沉降效率和去除率。2.原生動(dòng)物捕食細(xì)菌,提高細(xì)菌活動(dòng)能力,提高對(duì)可溶性有機(jī)物的攝取能力。3.原生動(dòng)物和細(xì)菌一起,共同攝食病原微生物。二在活性污泥系統(tǒng)中的指示作用當(dāng)活性污泥性能良好時(shí),活性污泥表現(xiàn)為絮凝體較大,沉降性好,鏡檢觀察出現(xiàn)的生物有鐘蟲屬、蓋蟲屬、有肋木盾纖蟲屬、獨(dú)縮蟲屬、聚縮蟲屬、各類吸管蟲屬、輪蟲類、累枝蟲屬、寡毛類等固著型種屬或匍匐型種屬。2.活性污泥惡化時(shí),絮凝體較小,出現(xiàn)的生物有豆形蟲屬、滴蟲屬和聚屋滴蟲屬等快速游泳型的生物。當(dāng)污泥嚴(yán)重惡化時(shí),微型動(dòng)物大面積死亡或幾乎不出現(xiàn),污泥沉降性下降,處理水質(zhì)能力差。3.活性污泥從惡化恢復(fù)到正常,在這段過渡期內(nèi)出現(xiàn)的生物有漫游蟲屬、管葉蟲屬等慢速游泳型或匍匐型的生物。4.活性污泥膨脹時(shí)絲狀菌是導(dǎo)致污泥膨脹的主要生物,由于絲狀菌大量繁殖,活性污泥呈棉絮狀,顆粒細(xì)碎且顏色相對(duì)較淺。優(yōu)點(diǎn)：BOD和SS去除率高，可達(dá)90%－95%，適于處理要求高、水質(zhì)穩(wěn)的廢水。

缺點(diǎn)：對(duì)水質(zhì)變化適應(yīng)差；實(shí)際需氧前大后小，使前段氧少、后段氧余；曝氣池容積負(fù)荷低、占地面積大、基建費(fèi)高；產(chǎn)生大量剩余污泥。2.生物膜法生物膜法生物膜法是利用固著在惰性材料表面的膜狀生物群落處理污水的方法。生物膜的功能和活性污泥法中的活性污泥相同，其微生物的組成也類似。凈化污水的主要原理是附著在載體表面的生物膜對(duì)污水中有機(jī)物的吸附與氧化分解作用。生物膜法根據(jù)介質(zhì)與水接觸方式不同，有生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤法、塔式生物濾池法等。其處理原理基本相同，都是依靠著生于固體介質(zhì)表面的微生物來凈化有機(jī)物的，因此，又稱生物過濾法。處理過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移:空氣中的氧→廢水→生物膜，此法比活性污泥法產(chǎn)生的剩余污泥少。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運(yùn)動(dòng)水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機(jī)物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進(jìn)入?yún)挌鈱舆M(jìn)行厭氣分解，流動(dòng)水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復(fù)以達(dá)到凈化污水的目的。優(yōu)點(diǎn)：

（1）生物膜對(duì)水質(zhì)、水量變化適應(yīng)性強(qiáng)，穩(wěn)定性好；

（2）無污泥膨脹，運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便；

（3）生物膜中生物相豐富，生物種群呈一定分布；

（4）有高營養(yǎng)級(jí)別微生物存在，產(chǎn)能多，剩余污泥少；

（5）自然通風(fēng)供氧，省能耗。

缺點(diǎn)：

（1）運(yùn)行靈活性差，難以人為控制；

（2）載體比表面積小，設(shè)備容積負(fù)荷小，空間效率低；

（3）處理效率差，BOD去除率約80%左右。3.生物接觸氧化法生物接觸氧化法生物接觸氧化法是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法，即在生物接觸氧化池內(nèi)內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料，利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機(jī)物氧化分解,達(dá)到凈化目的。生物接觸氧化法是以附著在載體（俗稱填料）上的生物膜為主，凈化有機(jī)廢水的一種高效水處理工藝。具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn)。在可生化條件下，不論應(yīng)用于工業(yè)廢水還是養(yǎng)殖污水、生活污水的處理，都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。優(yōu)點(diǎn)：微生物濃度高，處理效率高；

(2)生物膜內(nèi)微生物種類、數(shù)量多，呈一穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)；

(3)氧利用率高（10%±）；

(4)比生物膜法能耗高（增加了人工曝氣），投資較高；

缺點(diǎn)：布?xì)?、布水不易均勻，填料易堵塞。（用維綸軟性纖維填料可避免堵塞，且價(jià)廉、耐用、加工方便。4.厭氧生物化學(xué)法厭氧處理法，是在無氧條件下由兼性厭氧菌和專性厭氧菌來降解有機(jī)污染物的處理方法。對(duì)于高濃度有機(jī)廢水及污泥，不宜直接采用好氧生物法處理，而用厭氧消化法預(yù)處理。在厭氧條件下，由兼性菌和厭氧菌分解有機(jī)物，產(chǎn)物主要是甲烷，可燃燒。副產(chǎn)物有硫化氫、臭氣大，有硫化鐵、呈黑色。廢水停留時(shí)間長，設(shè)備容積要求大。厭氧生物處理一般分為四個(gè)階段:水解，發(fā)酵，產(chǎn)乙酸，產(chǎn)甲烷。這些無機(jī)物質(zhì)主要是大量的生物氣體即沼氣。沼氣的主要成分是CH4和CO2。優(yōu)點(diǎn)：（1）適于高濃度廢水和好氧難降解的有機(jī)廢水。(好氧:中、低濃度)

（2）能耗低：為ASP的1/10。

（3）負(fù)荷高：好氧2—4KgBOD/M3·d，厭氧2—10，可高達(dá)50。

（4）剩余污泥少：易濃縮、易脫水，污泥量為ASP的5%—20%。

（5）N、P需要少：好氧BOD:N:P為100:5:1，厭氧100:2.5:0.5，對(duì)N、P缺乏的工業(yè)廢水需投加的營養(yǎng)鹽少。

（6）有一定殺菌作用（廢水、污泥中的寄生蟲卵、細(xì)菌、病毒等）。

（7）生產(chǎn)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)：可季節(jié)性、間歇性運(yùn)轉(zhuǎn)。

（8）可產(chǎn)生有價(jià)值的副產(chǎn)物：如沼氣。缺點(diǎn)：

（1）厭氧微生物生長繁殖慢，設(shè)備啟動(dòng)、處理時(shí)間長。

（2）出水水質(zhì)達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，需進(jìn)一步好氧處理。

（3）操作控制因素比較復(fù)雜。5.固定化微生物法固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)的或者物理的手段和方法將游離微生物限制或定位在某一特定空間范圍內(nèi)，保留其固有的催化活性，且能夠被重復(fù)和連續(xù)使用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)。這種技術(shù)應(yīng)用于污水處理有利于提高生物反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度，利于反應(yīng)后的固液分離，縮短處理的時(shí)間。固定化微生物方法多種多樣，但主要有結(jié)合固定化，交聯(lián)固定化，包埋固定化和系指微生物吸附在載體表面而固定化的方法。優(yōu)點(diǎn)：(1)微生物固定化可以保持反應(yīng)器內(nèi)微生物的高濃度和高活性，有助于提高污染物的處理負(fù)荷和去除效率；(2)采用固定化微生物技術(shù)的工藝，污泥產(chǎn)量低，減輕了后續(xù)污泥處置的負(fù)擔(dān)；(3)微生物固定化形成顆粒態(tài)，利于沉淀過程的泥水分離；4)將具有降解某些難降解有機(jī)物特性的微生物固定化，可有效處理某些行業(yè)廢水；(5)微生物固定化對(duì)有毒物質(zhì)的承受能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；四.對(duì)微生物在水污染控制的建議微生物技術(shù)在水污染控制領(lǐng)域已顯示出獨(dú)特的魅力和應(yīng)用前景。但我認(rèn)為，今后應(yīng)從四個(gè)方面進(jìn)行深入研究：①分離、篩選和培養(yǎng)高效降解菌，利用微生物共代謝作用、多菌種協(xié)同作用降解難降解污染物；②構(gòu)建高效反應(yīng)器，優(yōu)化運(yùn)行條件，探索新技術(shù)新方法；③開發(fā)高效、無毒、廉價(jià)、可大批量生產(chǎn)的微生物水處理劑；④著力實(shí)踐和推廣生物修復(fù)示范工程，為生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供有力的技術(shù)支持。五.結(jié)語污水生物處理方法與傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法相比，前者有著許多不可替代的優(yōu)勢(shì)。微生物形體微小，種類繁多，代謝旺盛，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)，幾乎能夠利用自然界中所有的天然物質(zhì)，是處理污水的理想工具。隨著人類對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的日益重視，微生物技術(shù)的發(fā)展也會(huì)得到越來越多的關(guān)注，如何完善現(xiàn)有的技術(shù)，使之更加符合人類的需求，同時(shí)開發(fā)出新的微生物技術(shù)以更好地解決污水處理中的問題，是我們要關(guān)注的方向。身為當(dāng)代大學(xué)生，身上肩負(fù)著可持續(xù)發(fā)展為子孫后代造福的重任。我們應(yīng)該運(yùn)用所學(xué)，學(xué)以致用，投身于生物技術(shù)類的研究及發(fā)展，實(shí)地的改善社會(huì)一直讓人堪憂的問題。微生物就是其中關(guān)鍵的一部分，利用好微生物是我們改善社會(huì)現(xiàn)狀的一種曙光六.參考文獻(xiàn)[1]孫琪娟.淺談微生物在污水處理中的應(yīng)用[J].科學(xué)咨詢（決策管理）,2006-10（19）：49-51[2]劉海云.微生物在環(huán)境污水處理中的應(yīng)用[J].黑龍江環(huán)境通報(bào),2003-10(19):49-51[3]陶福.微型生物在污水處理中的原理、作用和應(yīng)用[J].中學(xué)生物教學(xué),2004-09;55[4]林海.21世紀(jì)微生物技術(shù)在污水治理中的應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2004-09:33-36[5]魏飛.微生物絮凝劑及其在污水處理中的應(yīng)用[J].微生物學(xué)雜志,2005-01(1);78-81[6]徐健.微生物在城市污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用與展望[J],中國微