漲知識(shí)！微生物技術(shù)處理污水及優(yōu)勢(shì)

1、我國(guó)水源污染現(xiàn)狀

我國(guó)水資源短缺，全國(guó)目前有400 多個(gè)城市缺水，其中100 多個(gè)嚴(yán)重缺水。由于人口眾多，人均水資源的占有量?jī)H為世界人均占有量的25% ，屬世界貧水國(guó)之一。由于水源分布不平衡，更存在南多北少，東多西少，夏天多冬天少的時(shí)空差異。然而就在不利的條件下，工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)污水不加處理的任意排放，造成水源污染愈加嚴(yán)重，根據(jù)環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的2010 年全國(guó)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)的地表水嚴(yán)重污染，七大水系(長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河) 受到輕度、中度、重度污染，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題突出。近幾年來(lái)，重大水污染事件頻繁出現(xiàn)，發(fā)生率高達(dá)50%。缺水問(wèn)題日益嚴(yán)重。

1. 1 傳統(tǒng)污水處理技術(shù)

水的污染通常指人為原因造成的水質(zhì)惡化，降低水的使用價(jià)值，主要污染物是固體廢棄物和化學(xué)物質(zhì)(需氧有機(jī)物、難降解有機(jī)物、重金屬、植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、酸、堿和石油類(lèi)物質(zhì))。

我國(guó)目前常用的污水處理技術(shù)有:

(1) 物理法即不溶態(tài)污染物的分離技術(shù)(重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、離心力分離、磁力分離等)。

(2) 化學(xué)法即污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)(酸堿中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法、化學(xué)物理消毒法)。

(3) 溶解態(tài)污染物物理化學(xué)分離技術(shù)(吸附法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)、冷凍法)。

1. 2 常用方法存在的弊端

物理方法占地面積大，基建費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)高，能耗大，管理復(fù)雜，易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象; 設(shè)備不能滿(mǎn)足高效低耗的要求，單獨(dú)使用效果不明顯?；瘜W(xué)方法運(yùn)行成本高，消耗大量的化學(xué)試劑，易產(chǎn)生二次污染。多數(shù)情況下兩者須結(jié)合使用。

2、微生物技術(shù)

如何使城市污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及實(shí)現(xiàn)磷回收和處理水回用等可持續(xù)的方向發(fā)展，且所采用的技術(shù)必須以低能耗和少資源損耗為前提呢? 微生物技術(shù)滿(mǎn)足了以上的要求。

2. 1 微生物介紹

　　微生物是一類(lèi)形體微小的單細(xì)胞或個(gè)體結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至沒(méi)有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物，是眼看不見(jiàn)，手摸不著，有生命的微小生物，只有借助于光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡才能看到。微生物包括細(xì)菌、病毒、真菌等。

2. 2 微生物技術(shù)及應(yīng)用

微生物技術(shù)主要是利用微生物的代謝反應(yīng)過(guò)程和生物合成產(chǎn)物(包括酶) 對(duì)污染環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、整治以及修復(fù)的單一或綜合性的現(xiàn)代化人工技術(shù)系統(tǒng)。它不僅包含了生物技術(shù)所有的特點(diǎn)，還融合了環(huán)境污染防治以及其他工程技術(shù)，目前已逐步發(fā)展成為一種經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益俱佳的、能解決日益嚴(yán)重的(尤其是水污染) 環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一。

按照微生物降解的過(guò)程和產(chǎn)物種類(lèi)的不同，微生物處理主要分為好氧處理、厭氧處理和兼氧處理。

(1) 好氧微生物處理，在氧氣充足的條件下，微生物通過(guò)有氧呼吸作用將有機(jī)物分解。好氧微生物處理工藝主要有: 

 ①氧化塘，以自然界的池塘、湖泊作為參照物，仿照非流動(dòng)水具有自身凈化功能的原理，人為構(gòu)建一個(gè)靜態(tài)污水池塘，污水中有機(jī)物主要由塘中細(xì)菌降解，細(xì)菌所需氧氣由藻類(lèi)和其他光合微生物的光合作用以及水面上方的空氣提供。方法簡(jiǎn)單易行，但只適合于輕度污染且量少的污水處理。

 ②活性污泥法，具有處理能力高，出水水質(zhì)好的優(yōu)點(diǎn)。該方法主要由曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統(tǒng)組成。廢水和回流的活性污泥一起進(jìn)入曝氣池形成混合液。曝氣池是一個(gè)生物反應(yīng)器，通過(guò)曝氣設(shè)備充入空氣，空氣中的氧溶入混合液，產(chǎn)生好氧代謝反應(yīng)，且使混合液得到足夠的攪拌而呈懸浮狀態(tài)，這樣，廢水中的有機(jī)物、氧氣同微生物能充分接觸反應(yīng)。隨后混合液進(jìn)入沉淀池，混合液中的懸浮固體在沉淀池中沉下來(lái)和水分離，流出沉淀池的就是凈化水。活性污泥除了有氧化和分解有機(jī)物的能力外，還要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥能從混合液中分離出來(lái)，得到澄清的出水。

 ③生物膜法，即利用在固體載體表面附著生長(zhǎng)的微生物所形成的生物膜去除廢水中溶解性有機(jī)污染物的一類(lèi)方法。生物膜法又可分為滴濾池法(或叫生物濾池) 、生物轉(zhuǎn)盤(pán)法、接觸氧化法和流化床生物膜法等。

(2) 厭氧微生物處理，在厭氧條件下，厭氧菌通過(guò)無(wú)氧呼吸或發(fā)酵作用分解有機(jī)物，有機(jī)物最終被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氫和氨。厭氧微生物處理工藝主要有如下幾種: 

 ①厭氧消化池，主要用于處理污泥和糞肥，不宜用于生活和工業(yè)廢水的處理。

 ②厭氧接觸法，在厭氧消化池的基礎(chǔ)上，提高處理效率。在厭氧濾器內(nèi)有固定填料，其上附著生長(zhǎng)的生物膜使處理效率得到進(jìn)一步提高。目前在處理含有易降解可溶性化合物的工業(yè)廢水方面得到了大規(guī)模的應(yīng)用。

(3) 微生物兼氧處理當(dāng)好氧和厭氧在同一處理工藝中共存時(shí)即為兼氧處理，有時(shí)好氧和厭氧的共存反而會(huì)使處理效果更好，其中好氧菌起主體作用，但沒(méi)有厭氧菌及少量的兼氧性菌種也不可能達(dá)到預(yù)期的處理效果。

2. 3 與傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)比存在的優(yōu)勢(shì)

與目前采用的物理法和化學(xué)法相比，在污水處理方面，微生物技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì): 

 ①具有很強(qiáng)的吸附力和良好的沉降性，很強(qiáng)的降解能力，不需要高溫、高壓、溫和的條件，污染物經(jīng)過(guò)酶催化即可高效并相對(duì)徹底完成，處理水量大，處理費(fèi)用低廉，僅為物理、化學(xué)法的30% ～ 50%。

 ②微生物物種豐富、資源廣泛、具有多種代謝類(lèi)型，幾乎可降解或轉(zhuǎn)化環(huán)境中存在的各種天然物質(zhì)，易培養(yǎng)、繁殖快、對(duì)環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力和易實(shí)現(xiàn)變異等特性，一旦新的化合物出現(xiàn)，它們也能逐步通過(guò)自發(fā)或誘導(dǎo)產(chǎn)生新的酶系，具備新的代謝功能，從而降解或轉(zhuǎn)化那些新的化合物。適當(dāng)?shù)貙?duì)其加以培養(yǎng)繁殖，特別是在一定條件下加以馴化，就能使之很好地適應(yīng)各種有毒的工業(yè)廢水、生活污水等環(huán)境。通過(guò)有針對(duì)性地對(duì)菌種進(jìn)行篩選、培養(yǎng)和馴化，可以使大多數(shù)的有機(jī)物實(shí)現(xiàn)生物降解處理，應(yīng)用面寬。

 ③微生物處理不僅能去除有機(jī)物、病原體、有毒物質(zhì)，還能去除臭味、提高透明度、降低色度等，處理效果良好。只要找到合適的微生物，給予合適的條件，所有的污染物質(zhì)都可得到降解或轉(zhuǎn)化。

 ④對(duì)環(huán)境影響小，不產(chǎn)生二次污染，遺留問(wèn)題少。

 ⑤直接暴露在污染物下的機(jī)會(huì)減少。

 ⑥就地處理，操作簡(jiǎn)便，可以避免鋪設(shè)不雅觀(guān)的機(jī)械設(shè)備，減少占地面積，基建費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)，能耗，管理等，且能滿(mǎn)足高效低耗的要求。

人們利用這些微小的生物群體，加之人為作用就可以解決其他物理化學(xué)方法無(wú)法解決的難題。為今后的污水處理提供了一項(xiàng)高效、節(jié)能、環(huán)保的綠色途徑。