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1、水污染治理中常用的微生物技术及原理水污染治理中常用的微生物技术及原理 摘要：随着科技的文明和社会的进步，人们的生活品质日益提高，环境污染也在增加，产生了各种各样的废弃物。其中废水，废气，固体废弃物合称“三废”，针对不同形式的污染，我们可以采取不同的治理方法。今天，我们通过这篇文章来了解一下水污染治理中常用的微生物技术及原理。 关键词：污废水，处理，活性污泥法，生物膜法，厌氧微生物处理法，氧化塘法 水污染是指水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。水污染主要是由于人类排放的各种外源性物质，进
2、入水体后，超出了水体本身自净作用所能承受的范围。水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。所以，水污染的治理已成为迫在眉睫的事情，而其中最重要的则是水污染的微生物处理。 废水微生物处理是利用微生物的生命活动，对水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法。废水微生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管 理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。 污废水的微生物处理又包括污废水的好样微生物处理和污废水的厌氧微生物处理。 污废水的好氧微生物处理中常见的就
3、是活性污泥法与生物膜法。 活性污泥指由细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物群体及其吸附的污水中的有机或无机物质组成的，具有一定活力的，具有良好净化污水功能的绒粒或絮状体。其中，细菌起主导作用。根据曝气方式的不同。分为普通曝气法、完 全混合曝气法、逐步曝气法、旋流式曝气法和纯氧曝气法。 典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。 污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，还使混合液处于剧烈搅动的状态，形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相
4、混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。 第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。 经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其
5、中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。 活性污泥法的原理形象说法：微生物“吃掉”了污水中的有机物，这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似，只是经过人工强化，污水净化的效果更好。 活性污泥法的优点：具有很强的吸附能力强氧化，分解能力和PH缓冲力具有良好的沉降系统。此法最大的弱点是产生大量的剩余污泥，剩余污泥已成为令人头疼的难以解决的疑难问题。 生物膜法指利用固着在惰性材料表面的膜状生物群落净化有机物的污水处理方法。生物膜是微生物高度密集的物质
6、，是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物等组成的生态系统，主要用于去除废水中呈溶解的和胶体状有机污染物。 用生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等 生物滤池一般是长方形或圆形，池内填有滤料，滤料层上为布水装置，滤料层下为排水系统。废水通过布水装置均匀洒到生物滤池表面，呈涓滴状流下，一部分废水呈薄膜状被吸附于滤料周围，成为附着水层；另一部分则呈薄膜流动状流过滤料，并从上层滤料向下层滤料逐层滴流，最后通过排水系统排出池外。 由于滤料间隙的空气不断地溶于水中，水层中保有比较充足的溶解氧；而流过的废水中所含的大量有机物质，可作为微生物的营养源，因此水层中需氧微生物能够大量生
7、长繁殖。微生物的代谢作用使部分有机物质被氧化分解为简单的无机物，并释放出能量。这些能量一部分供微生物自身生长活动的需要，另一部分被转化合成为新的细胞物质。另外，废水通过滤池时，滤料截留了废水中的悬浮物质，并吸附了废水中的胶体物质，使大量繁殖的微生物有了栖息场所，从而在滤料表面逐渐生长起一层充满微生物及原生动物的“生物膜”。膜的外侧有附着水层，废水不断地从滤池上淋洒下来，就有一层废水不断沿生物膜上部表面流下，这部分废水为流动水层。流动水层和附着水层相接触，附着水层由于生物净化作用，所含有机物质浓度很低，流动水层通过传质作用把所含的有机物传递给附着水层，从而不断地得到净化。同时由于生物膜上的微生物
8、的增殖，膜的厚度不断增加，当达到一定厚度时，生物膜层内由于得不到足够的氧，由需氧分解转变为厌氧分解，微生物逐渐衰亡、老化，使生物膜从滤料表面脱落，随水流至沉淀池。生物滤池的滤料上再生成新的生物膜，如此不断更新。 就部分滤料来说，处理废水效能呈周期性变化。在生物膜形成的初期，微生物的代谢活动旺盛，净化功能最好；随着生物膜逐渐加厚,内部出现厌氧分解现象,净化的功能逐渐减退；到生物膜脱落时为最低。但就整个滤池来说,滤料上生物膜的脱落是参差交替的。因此,在正常情况下，整个滤池的处理效果是基本稳定的。 生物膜处理的优点：对水量水质水温变动适应性强，处理效果好污泥量小且易于固液分离节省动力费用 污废水的厌
9、氧生物处理指利用厌氧微生物实现废水污泥的处理以及获取沼气的过程的统称。 厌氧生物处理过程分为3个阶段：第一阶段水解酸化，在水解酶的催化下，将复杂的多糖类水解为单糖类，将蛋白质水解为氨基酸，并将脂肪水解为甘油和脂肪酸；第二阶段产酸，在产酸菌的作用下将第1阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等，如 乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸，以及醇类、醛类等，同时生成二氧化碳和新的微生物细胞；第三阶段产甲烷，在甲烷菌的作用下将第2阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳。处理后的污泥所含致病菌大大减少，臭味显著减弱，肥分变成速效 的，体积缩小，易于处置。 优点;有机负荷高，产生的剩余污泥少运行费用低，对N
10、,P等营养盐的需求量低产生的CH4可以作为能源用于发电照明等，降低废水处理的成本。 缺点：厌氧微生物生长速率低，产生臭味对低浓度的有机废水处理效果低出水水质一般不能直接排放，需进一步处理。 氧化塘法又称生物塘法或稳定塘法，是利用一些适宜的自然池塘或人工池塘，由于污水在塘内停留的时间较长，通过水中的微生物代谢活动可以将有机物降解，从而使污水得到净化的一种方法。在氧化塘中，废水中的有机物主要是通过有机菌藻 共生作用去除的。 氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，3种作用互相影响。氧化塘的效率较低，并需要较大的空间位置，氧化有机物所需的氧气来源常不足，引起氧化作用不完全，因而常常产生较大的臭味。由于它是一个开放系统，所以它的处理效率受季节温度波动的影响很大，这种处理系统只能在温暖的地方使用。 与物理化学方法相比，污废水微生物处理技术具有一系列的特点：由于污染物的生化转化过程不需要高温高压，在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底地完成，因此，处理费用低廉；对废水水质的适用面宽；废水生物处理法不加投药剂，可以避免对水 质造成二次污染。另外，生物处理效果良好，不仅去除了有机物、病原体、有毒物质，还能去除臭味，提高透明度，降低色度等。因此污废水的微生物处理将成为以后污废水处理的重中之重。
