浅谈微生物应用于污水处理领域的研究

摘要：随着人们对污水处理行业认识的不断深入，微生物越来越受到人们的重视，对微生物菌群的研究也越来越深入，更多新的研究方法还将应用于污泥微生物分析领域，人们对微生物菌群的认识将会更准确，这对于将来更好的利用微生物治理水污染，具有十分重要的指导意义。

关键词：微生物、协同作用、育种、指示作用

中图分类号：Q93 文献标识码：A 文章编号：

前言

在我们生存的环境中，微生物无时不在，它曾经带给我们巨大的灾难，但也是我们忠诚的卫士；随着人类自身的发展，我们对它的认识也愈加科学和量化。在水污染日益严重的今天，微生物将是我们净化自身生存空间的重要武器；尤其是在城市污水处理系统中，定向构建的基因工程菌将发挥出它巨大的潜力。

微生物处理污水的特点

节约水资源，降低能耗和成本

利用有益菌群原液可以大大缩短曝气时间，提高效率

有效处理污水中的重金属，消除毒害

抑制病原菌，消除异味，改善空气质量

多功能混合菌协同作用处理污水

许多微生物和原生动物可以净化废水，传统的生物处理技术大多是对自然生长的微生物群体加以驯化，繁殖利用，对污染物的降解水平较低。20世纪70年代以来，针对一些特定的有毒废水或成分单一的高浓度有机废水，已选育出具有较高降解活性的菌种，并进行纯培养后用于废水处理，已初步显示出一定的优越性。但单一菌株的降解处理能力有一定的限制。在此基础上，发展起一种多功能混合菌协同作用处理污水技术，人工筛选，混配各种各样的微生物群落，各种微生物在其生长过程中产生的有用物质及其分泌物质，成为微生物群体相互生长的基质和原料，通过相互间的这种共增殖关系，形成了一个复杂而稳定的微生物系统，发挥多功能作用。

EM是日本琉球大学比嘉照夫教授等人，于20世纪80年代初期研制出来的一种新型复合微生物制剂，主要代表性微生物有光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌四类。研究表明EM对生活污水中有机污染物的去除有一定的促进作用，在好氧条件下对COD的去除效果优于厌氧条件下的处理效果。用生物膜和活性污泥法处理污水，都需要藻类与细菌等微生物形成一个共生系统，其中藻类进行光合作用，放出氧气并分解一部分污染物，细菌主要起分解、氧化作用。有报道利用光合细菌和螺旋藻共同处理啤酒废水及黄泔水，利用光合细菌将高浓度有机大分子物质降解为无机的氮和磷后养殖螺旋藻，旨在进一步净化废水中的有机质和利用无机N、P，同时获得高蛋白的螺旋藻，达到废水资源化的目的。

总之，发挥多功能混合菌的协同作用处理污水，将是今后的一个发展方向。

微生物的育种手段

诱变育种、原生质体融合、基因工程等。其中诱变育种带很大随机性，并且筛选工作量大，因而其成功率较低，所以在基因工程菌的研制中应用很少；现在的育种方法以原生质体融合技术和基因工程技术为主，它们定向较为准确，效率高。目前基因工程菌的构建方法有以下几种：

降解质粒转移；

质粒分子育种；

原生质体融合技术；

基因工程育种。

影响微生物生存状态的因素

系统的BOD负荷、营养均衡情况、溶解氧含量、原水的PH值、水温变化等，都可能对微生物的生存环境造成冲击，影响甚至抑制其正常生长，从而削弱其对水质的净化作用。从我厂的运行经验来看，BOD负荷对活性污泥的影响非常大。2013年春季时，我厂进水COD基本上保持在在250—350mg／L之间，进入雨季后，由于雨水大量流入，使进入污水厂的原水COD指标偏低，个别时候仅有120mg／L。进水污染物浓度明显下降，可出水指标却未见好转，相反还出现了下滑趋势。污泥的沉降性明显减弱，出水SS增高，严重时可在二沉池见到少量浮泥。后来通过投加营养物质,调整活性污泥的有机负荷以及污水中营养物质的比例，才保证了系统处理效果的稳定。

另外，系统中的溶解氧含量也是—个相当重要的指标。溶解氧偏低时，好氧微生物的生存需求难以保证，即使能够存活，生存状态也大多不健康，更严重的是会诱发丝状菌的大量繁殖，造成污泥膨胀；而溶解氧偏高时，一是浪费能源，经济上不可行，二来也存在着因过量曝气造成污泥解絮的隐患，所以必须随时监测系统中的溶解氧含量，根据实际情况及时调整，才能保证系统处理效果的稳定。溶解氧指标因处理工艺及原水水质不同略有不同，一般说来，曝气池出口处的溶解氧应不低于2mg／L，从我厂的运行经验分析，曝气池出口处的溶解氧在1.5～2.5mg／L时，处理效果都比较稳定。除了BOD负荷率及溶解氧外，PH值、水温的突变也会对系统造成冲击，活性污泥适宜的PH值范围为6.5～8.5，过高或过低都将影响其生存；水温最佳范围在20至30摄氏度之间，高于或低于这个范围，活性污泥就会受到不同程度的影响，代谢机能就会相对差—些，超出极限温度时，代谢活动将会停止。极个别时候还会遇到这样的情况：以上各项指标都在合理范围内，但污泥活性突然发生变化，污水处理效果明显下降，这往往是因为有毒物质流入带来的影响。污水中的有毒物质包括重金属离子和各种难降解的有机及无机污染物等，这也是在日常检测过程中必须关注的—个方面。

微生物在污水处理中的指示作用

微生物在调试过程中起着很重要的指示作用。通过镜检，根据活性污泥中的微生物可以确定该活性污泥的优劣。其指示作用有以下几方面：小口钟虫在生活污水和工业废水处理中，其处理效果较好时往往是优势菌种；如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目种类很少时，表明净化作用较差；大量自由游泳的纤毛虫出现，表明净化作用效果较差，出水浊度上升；若主要出现有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在90％以上；根足虫的大量出现往往是污泥中毒的表现；在生活污水处理中，若有累枝虫大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆；在印染废水中，累枝虫常作为污泥正常或改善的指示生物；在石油废水处理中。出现钟虫是处理效果较理想的表现；过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。

结论

利用微生物治理污水是今后环保产业的主攻方向。有益微生物应用于污水处理，总体来说是一项十分复杂、技术性较强的工作。微生物种类繁多，分布广泛，资源丰富，是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。

参考文献：

【1】罗娅君，赵仕林，朱明，等微生物在环境污染治理中的应用[J]四川环境，2001，20(3)：41—44，

【2】吴崇丹，杨平，郭勇．污泥生物处理的研究与应用[J]．环境科学与技术.2006，29(5)：100·102．]