微生物处理技术在废水处理中的运用

袁广娇

（沈阳鑫顺源环保科技有限公司，辽宁 沈阳 110141）

现阶段，随着工业化进程持续加快，大量废水的排放对水环境造成了严重污染。同时，随着排放到自然水体中的有机物的数量日益增加，环保部门的水环境治理成本和难度也随之加大。但随着微生物技术在水体污染治理中的应用，不仅有效降低了废水治理的成本，也相应解决了传统污水处理工作效率低下的问题，从而也促进了废水处理技术的创新发展。

1 微生物的特征

由于微生物具有个体小、适应性强、种类多且繁殖生长速度快等优点，所以被广泛地应用于污水处理中。其主要特征是：（1）微生物个体小，即便是在有限的空间内，也能大量繁殖[1]。（2）适应性强。由于微生物具有异变快、抗逆性强、适用范围广泛的特点，其适合于各种极端的生长环境，所以，可灵活应用于污水处理中。（3）种类繁多。微生物的种类繁多且代谢方式多样，因此，工作人员在使用微生物处理污水时，应根据水体中污染物的种类，科学合理地选择和匹配微生物种类，从而可有效提升污水处理的效率。（4）生长速度快。微生物具有生长时间短、繁殖能力强且表面积大等特点，因此在使用微生物治理污水时，可有效提升污水中污染物的去除效率。

2 在污水处理中应用微生物技术的作用

微生物技术具有传统污水处理技术无法比拟的优势，其主要是充分发挥了微生物生长繁殖速度快的特点，以此有效去除污水中的各种污染物，从而达到高效净化污水的目的。

2.1 除臭作用

通常，污水中存在的苯系物、硫化氢、烃类物质、氨气等，都是导致污水出现腥臭难闻气味的主要物质，且这些物质对人体的呼吸系统、精神系统以及皮肤等都会造成一定程度的伤害。通常，相关部门在利用微生物技术处理污水时，主要是应用各种不同类型的微生物来去除和降解污水中的恶臭气体，同时微生物还可以吸收污水中的营养物质，加快其生长和繁殖的速度，从而实现了彻底去除污水中恶臭气体的目的，提高了污水的处理效果[2]。

2.2 去毒作用

城市污水中会含有大量的无机磷有毒物质，其主要来自于洗衣粉与化肥制造企业。由于磷元素具有降解难度大的特点，如果将没有去除磷元素的城市污水直接排放至河道中，会使河道中的磷元素含量急剧上升，就导致河道出现藻类过度生长的情况，从而会引发城市河道中的水生生物大量死亡，这对水生态系统的平衡造成了严重破坏[3]。

2.3 代谢作用

环保部门在运用微生物技术处理城市污水时，主要是利用污水中的有机物质为微生物提供营养，促进微生物的生长与繁殖。同时，随着污水中微生物含量的持续增加，污水中的有机物质也随之增加，而城市污水处理的效果也随之提高[4]。

2.4 降解作用

微生物降解作用主要体现在有机物向无机物的转化方面，且循环利用自然界中的各种生命元素，加快有机物向无机物转化的速度。由于在城市污水处理中，不可避免地会产生大量的有机物质，特别是印染行业生产过程中排放的含有大量分子且复杂程度高的有机物，在使用传统方法往往已无法达到彻底降解处理的目的，所以，环保部门应合理运用微生物技术，以有效去除或降解城市污水中的有害物质，这样才能降低污水处理过程中二次污染的发生几率。

3 微生物技术应用分析

3.1 絮凝技术

微生物絮凝技术主要是借助微生物絮凝剂的絮凝作用，来提高污水的综合处理效果。微生物絮凝剂作为微生物细胞中产生的代谢产物，其组成可有效降解高分子有机物。应用该技术处理污水，具有总氮、有机碳去除效果显著的特点。而微生物絮凝技术与传统污水处理技术相比，其可去除污水中降解难度较大的可溶性色素，可有效提高污水的处理效果[5]。另外，借助微生物絮凝技术，还可以去除高浓度有机废水中残留的各种悬浮物，因此，该技术具有污水处理成本低、安全无害且效率高的特点，同时还降低了二次污染的发生几率。

3.2 吸附技术

微生物吸附技术是一种借助活性污泥絮凝体具有的吸附作用，来去除污水中污染物的处理技术。活性污泥絮凝体主要是由微生物细胞、微生物分泌物、悬浮颗粒等组成的，其不仅具有吸附能力强的特点，而且，作为一种生物吸附剂，既丰富了污水处理材料的来源，又提高了污水中有毒有害物质的去除效率。另外，该技术具有使用成本低、设备管理难度低、污水处理效果显著等特点，这也为该技术在污水处理中的推广和应用奠定了坚实基础。此外，相关部门经过研究发现，微生物吸附技术在处理污水中的重金属元素时，具有吸附去除效果显著的特点。在未来，相关人员在后续研究中，可将提升微生物吸附技术的吸附能力以及污水处理效果作为目标，从而充分发挥该技术的优势，同时，还要进一步优化和完善该技术的处理模式，以此有效提高污水的综合治理和处理效果。

3.3 固定化微生物技术

固定化微生物技术主要是利用吸附法、交联法、共价法、包埋法等物理或化学方法，将污水中含有的游离微生物固定于特定区域，从而达到有效提升污水处理效果的目的。在实际应用中，由于被固定于有限空间中的微生物细胞具有生活活性与吸附能力较强的特点，因此，该技术可在污水净化处理中重复使用。在使用固定化微生物技术处理污水时，可有效提高有机物降解的效率和稳定性，并且，经过处理后的污水，产生的污泥量较小，所以，这也为污水处理行业的技术创新和发展提供了一定参考[6]。

目前，常见的固定化微生物污水处理技术主要有以下几种：（1）好氧生物固化技术。该技术是借助固定化好氧生物，来降解污水中的污染物与溶解氧分子，虽然使用该方法有助于提升污水处理的效果，但其在实际应用过程中需要消耗大量的氧气。

（2）厌氧生物固化技术。如果污水中没有溶解氧分子，工作人员应通过培植厌氧生物菌或兼性生物菌的方式进行化学反应，然后再利用化学反应降解污水中的有机污染物。但该技术在实际应用过程中，不仅对厌氧环境提出了非常严格的要求，且污水处理成本较高。

（3）好氧和厌氧综合处理技术。好氧和厌氧技术相结合的综合处理技术，不仅有效避免了两种技术存在的缺点，还充分发挥了两种技术的优点。因此，在培植的无氧环境和有氧环境下，为兼性生物菌的生存和繁殖创造了良好环境，从而有效提高了污水的处理效果。

（4）其他新兴的固化生物技术。当前，由于传统的生物技术已无法满足污水净化处理的要求，所以，相关部门应通过在污水中添加可降解微生物或微生物结合技术的方式，充分发挥固定化微生物与其他技术相结合的优势，这样既优化和完善了当前的污水处理技术，又进一步促进了固定化微生物污水处理技术的全面发展。

3.4 生物强化处理技术

生物强化处理技术也是利用生物控制生物。工作人员在应用该技术处理污水时，将可制服污染物的微生物添加至自然菌群中，强化微生物的能力，并利用微生物与污水中污染物质之间发生的反应，提高污水中污染物的去除效果。目前，常见的强化法主要有高浓度活性污泥法、活性污泥中投放无机盐法与生物活性炭法等几种。在这些方法中，高浓度活性污泥是通过增加污泥龄以及提高活性污泥浓度的方式，来强化污水中污染物的分解效率。而在活性污泥中添加铁盐等无机盐，则主要是利用无机盐形成的铁絮凝活性污泥，来有效去除污水中含有的磷等无机物，以此达到污水处理的效果。

3.5 电极生物膜技术

电极生物膜技术是属于一种生物膜与电化学法相互结合的污水处理技术，应用该技术对于降解污水中的污染物以及提升去除效率具有极大的促进作用。在实际应用过程中，相关人员必须先应用固化技术将微生物固定于电极表面，充分发挥电极作为生物膜形成和生长载体的积极作用，并通过建立稳定性较强的生态系统，来吸附或降解污水中含有的各种污染物质。相关人员在运用电极生物膜技术处理污水时，应通过向电极提供低压直流电的方式，促使电极生物膜与污水之间产生化学反应[7]。由于电极生物膜技术在实际应用过程中具有脱氮效果明显，且增强了电极生物膜处理有机物的能力。所以，该技术主要应用于污水脱氮处理中，其满足了高浓度硝酸盐污水处理的要求。

3.6 微生物分解技术

微生物分解技术主要是借助微生物生态的特性处理污水中的污染物。由于污水中含有的大量有机物是微生物生长不可缺少的营养物质，所以，借助微生物的自然生理代谢以及大量繁殖，就可以达到去除污水中各种有机污染物的目的。该技术在处理有机物浓度较高的污水中，其应用效果非常显著，提高了污水中有机污染物净化处理的效果。

4 微生物菌剂在废水处理中的应用

4.1 处理重金属离子废水

在电子仪器、冶金、电镀、化工、机械制造等行业生产过程中，会产生大量的重金属离子废水，这不仅对生态环境造成了严重的污染和破坏，还对人类身体健康造成了巨大危害。由于微生物吸附技术具有污水处理成本低、投资少、吸附能力强、重金属离子去除效果显著等特点，所以，该技术在重金属离子废水处理中的应用，有效提高了污水的处理效率和质量。比如，通过对啤酒酵母在不同条件下的含铬废水进行处理的研究发现，啤酒酵母在不同的pH、酵母投加量以及时间条件下，对于重金属离子废水中铬离子的去除效果也存在一定差异，所以，相关人员应深入研究和探讨该技术的应用范围，有效提升重金属离子废水处理的效果。

4.2 处理焦化废水

煤炭企业与化工企业，在焦炼、煤气净化、化工产品精制等生产过程中，会产生大量废水，这就是人们常说的焦化废水。由于焦化废水中含有的氧、硫、氮杂环化合物、挥发性酚类、多环芳香族化合物等物质，具有成分复杂、降解难度大等特点。所以，相关部门必须充分重视焦化废水的研究。在实践中，经研究发现，通过在焦化废水中添加微生物菌剂的方式，不仅增强了焦化废水中活性污泥的活性，而且，焦化废水处理的效果也比传统处理技术有了显著提升。

4.3 处理养殖废水

养殖废水中含有的大量含磷化合物、氨氮、致病菌等污染物，其对生态环境造成了严重的污染。目前常见的养殖废水处理技术主要有以下几种：

（1）厌氧处理。这种方法作为一种能耗少、造价低且适用于高浓度有机物畜禽养殖废水处理的技术，主要是利用上流式厌氧污泥床反应器来处理和净化养殖废水，且经过净化处理的养殖废水的COD去除率可高达85%。

（2）好氧处理。好氧处理实际上是在好氧条件下，利用微生物分解养殖废水中的有机物。该技术是利用新型序列间歇式反应器对养殖废水进行脱氮处理，去除率达到了90%。

（3）厌氧、缺氧、好氧联合养殖废水处理技术。这种养殖废水联合处理技术，因其具有投资少、设备运行费用低、净化效果显著以及能源环境综合效益高等特点，所以，适用于规模化养殖场中养殖污水的净化处理。养殖户在养殖废水处理过程中，可使用升流式厌氧滤处理技术。该联合处理法具有投资少、运行费用低、净化效果好、能源环境综合效益高等优点，特别适合于规模化畜禽养殖场污水的处理。而采用升流式厌氧滤MBR反应器处理养殖废水，养殖废水中的COD与NH3-N平均去除率分别达到了91%与60%。

4.4 处理含油废水

一般情况下，通过对油粒直径大小的分析，可将含油废水分为溶解油、分散油、乳油、乳化油等几种。由于含油废水中所含的成分以及成分存在形式的不同，其处理难度和效果也不同。在实际应用中，由于含油废水中含有芳香烃、烷烃、环烷烃、含氮化合物、含硫化合物等非烃组分以及含有有机磷化物、有机氯化物、有机醛、酮、酚、腈、胺、酸等，所以，去除难度较大。对此，相关人员在处理含油废水时，应充分发挥出微生物的新陈代谢作用，将含油废水中的有机物转化为无害化无机物，并将其去除，即可达到有效提升含油废水处理的效果。

而针对处理含油废水中含有的降解难度较大的物质时，应根据具体情况，采取好氧与厌氧处理相结合的方式进行处理。在使用生物膜法处理含油废水时，主要是利用附着于载体上的微生物，来吸附和去除含油废水中的大量有机物。同时，因为膜生物反应器兼具了好氧微生物降解与高效截留分离的功能，所以，保证了含油废水固液分离的效果，降低了含油废水的处理成本，并提高了含油废水的处理效果。此外，生物处理法在含油废水处理中的应用，虽然有效避免了二次污染的问题，保证了含油废水的处理效果，但该技术在应用过程中会发生超盐水污染问题，这对于微生物的代谢以及质壁分类的效果产生了极大的影响。因此，为了有效提高含油废水的处理效果，研究单位应充分利用先进的科学技术，将如何有效提升生物处理的效果和实用性作为研究重点，以此研究出更适合于含油废水处理的先进技术手段，从而促进含油废水处理技术的创新和发展。

4.5 处理生活污水

利用传统的微生物原位处理法处理生活污水，虽然有效解决了臭气排放对人们日常生活的影响，降低了臭气异味治理的成本，但就目前来说，在应用微生物处理法处理生活污水时，注重的是在使用菌剂后，其出水水质与污泥含量的去除效果，而忽略了对减少臭气排放技术的研究和应用。所以，目前，生活污水臭气异味处理仍然是以生物过滤法为主。但因为受污水处理工艺不同、污水处理单元不同、污水来源不同等因素的影响，污水处理厂在处理污水过程中产生的臭气的成分以及含量等方面都存在很大差异，影响了应用生物过滤器臭气异味处理工艺的效果。针对这一情况，污水处理厂应通过构建具有絮凝与降解氨氮双重功能复合菌剂的方式，加大污水中COD的去除率、絮凝率、氨氮降解率等实验指标监测的力度，这样才能从根本上有效提升生活污水的处理效率以及臭气异味的治理质量。比如，通过试验研究发现，在使用该技术后，生活污水中的各项污染指标的去除率全部高于90%，其出水水质达到了我国环保部门颁布实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。

5 结语

总之，在应用微生物菌剂处理重金属离子废水、养殖废水、含油废水、焦化废水等有机物降解处理难度较大的废水时，已取得了显著成效，并加快了我国应用微生物技术在污水处理中的研究速度。但由于影响微生物菌剂发挥作用的内外部因素较多，所以，为了进一步提高微生物菌剂在污水处理中的应效果，相关部门应加强微生物降解的研究力度，并通过扩展功能菌种资源库的方式，进一步推动我国微生物处理技术在污水处理领域的应用和发展。