基于微生物处理技术在环境工程中的应用概述

基于微生物处理技术在环境工程中的应用概述

张锐锋

惠州市同方水务有限公司广东惠州516000

摘要：在工业污染日益严重的背景下，微生物技术为解决污染问题提供了一个很好的方案，微生物技术不仅能够对水质进行实时监测，作为评定水质等级的一项标准，并且对处理固体垃圾问题，废水污染问题都有很大的作用，微生物技术的应用能够极大的改善国内的环境问题。本文主要阐述微生物处理技术在环境工程中的应用。

关键词：微生物、环境工程、应用、污染处理

1微生物工程的概述

微生物工程，又被叫做发酵工程，主要内容是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种技术。发酵工程的内容包括菌种选育、培养基的配置、灭菌、种子扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯（生物分离工程）等方面。发酵是微生物特有的作用，在几千年前就被人类认识了，并且用来制造酒、面包、酱、醋等。微生物工程，是大规模发酵生产工艺的总称，就是利用微生物发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。它是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。发酵工程跟环境保护和农牧业等许多领域关系密切，对它的开发有很大的经济效益。DNA重组技术和生物反应器，装有固定化酶的容器，能进行生物化学合成，是生物工程中的两大支柱。从工业规模生产这一点看，生物反应器尤其重要。因为只有通过微生物发酵，才能形成新的产业。本文详细分析了微生物技术在环境工程中的作用，和对环保工作所做出的贡献之大。

2微生物处理技术在环境工程中的应用

2.1通过微生物对水质进行监测

水是人的生命之源，对于水质的控制是十分重要的一个内容。目前世界上在对水质检测的过程中，会将大肠杆菌群作为食品和饮用水的检验指标之一，用于常规的检验中去。在我国，对水质的检测有明确的规定，指出第三级水质是最低的标准，在这一标准下，每升的水中含有的大肠杆菌不能超过50000。大肠杆菌的检测方式一般是采用发酵法，通过大肠杆菌的发酵作用发酵乳糖，收集到产酸量，通过相应的化学反应及化学公式间接的计算出大肠杆菌群的数量，从而判断出水质是否达到相关的标准和层级。

2.2使用微生物对废水进行治污处理

采用微生物来净化工业以及生活污水成本最低，而且非常简单，净化效果非常出色，具体有下面几种方法：

1）厌氧处理法。厌氧微生物可以在无氧环境下生存，那么将这些微生物置入废水中，就能够让废水中存在的有机物分解成CO2和CH4等物质。具体过程大概经过三个步骤：第一，水解发酵。这个环节主要是废水中的有机物在厌氧微生物的作用下被分解成较为简单的有机物，比如纤维物质在厌氧菌的作用下转化成蛋白质以及糖类等，然后再进一步转换成脂类以及氨基酸等物质，接着进行转换就能够转变成脂肪酸和甘油等物质。接着添加一些产酸菌，就能够将这些物质进一步转换成乙酸、丁酸以及醇类物质。参与这些发酵活动的微生物包括了拟杆菌属、真细菌以及双歧杆菌等厌氧微生物。第二，转化成乙酸或者氢气环节。这主要是利用产氢产酸菌将第一阶段中间衍生物如丙酸和丁酸和各种醇类等进行转换，形成乙酸和氢气，同时伴随二氧化碳气体产生。第三，转化成甲烷。在这个阶段主要是运用产甲烷菌将第二阶段生成的乙酸、氢气以及二氧化碳进行发酵反应转化成甲烷。

2）好氧处理法。这种方法就是将好氧微生物放置在拥有大量氧环境下，使之快速繁殖，然后通过好氧微生物对污水中的有机物进行氧化分解，从而转化成二氧化碳以及水和硝酸盐等物质，这样就能够实现对污水的净化。目前这种方法比较简单，而且灵活性较强，比如有活性污泥法以及生物转盘法等。

2.3对固体垃圾进行微生物发酵转化成肥料

对于固体垃圾的处理，可以在这些固体废物中置入大量的嗜热的微生物以及硝化细菌、纤维分解微生物等，然后再为这些微生物的快速生长提供一定的环境，并能够促进微生物反馈回路的形成。比如对于部分中温微生物，如果温度升高或者不能够适应该种微生物生长时，就能够变成负反馈机制，此时会抑制微生物的生长，然后嗜热微生物的在高热环境下活性增强，于是又再次形成正反馈回路，也就是高温微生物的数量快速增长会让温度出现升高，但是如果温度上升到一定程度，同样也会对嗜热菌构成负面影响，于是嗜热菌的数量增长就会变缓，最终让这个温度保持在一定范围之内。

2.4运用微生物对废气进行净化

微生物也能够对废气进行净化，对此第一，要对废气进行液相转换，然后通过液相环境置入微生物从而实现对废气进行降解，其中产生的代谢物则能够进入到液相环境中，部分可以作为细胞代谢能源，另一部分比如二氧化碳被析出。比如通过微生物净化二甲苯就可以在室温环境下进行，其中废气含有二甲苯的浓度达到了每立方米为250mg～2500mg之间，气流量则为每小时100L-400L，废气在空塔中的时间为28s-83s，该塔的阻力将为12.8Pa-40.9Pa之间，根据实验结果得出，该生物膜填料塔在处理含有二甲苯的废气具有良好的效果，总有效去除率达到了90%以上。

2.5固定化微生物技术

和传统的生物处理技术相比，固定化的微生物处理技术更加的先进，而且有更多的优势。利用这种技术来处理废水废气取得了卓越的成效，使得这种技术在我国环境工程建设中得到了广泛的应用。这种技术具体的操作方法包括生物膜和活动污泥法两种。在自然状况下，微生物都是在菌胶团或者一些固定的物质上分布的，根据这一现象，人们开始找寻在培养特定微生物的方法和条件，尽可能的降低培养微生物所需的成本，从多个角度来提升培养的微生物的活性。现在研究出的微生物培养技术主要有交联法、包埋法和吸附法三种固定化方法，使用这种技术来处理废水，可以有效的提升生物反应器中的微生物的浓度，加强微生物对环境的抵抗能力，便于后续固液分离工作的进行，提升了废水处理的效率，降低了成本。同时，由于微生物分解作用会产生一定的活性物质，部分絮状的活性物质能偶吸附有毒物质，从而达到净水的目的。

3微生物技术的发展创新

微生物技术虽然在环境工程种的应用非常广泛，但是在一些难以处理的污染问题方面还存在着问题，固定化微生物技术就是为了解决这类问题而研究出的一种新的微生物技术，相比以前的微生物技术，固定化微生物技术有着更强大的效果和效率，所以固定化微生物技术正在逐步取代落后的微生物技术，其作用在环境工程中也得到了证明。固定化微生物技术主要用于废水的处理上，方法包括两种，一种是生物膜法，另外一种叫活性污泥法。通常微生物技术所用到的微生物原本是存在于菌胶团上，在一些特定的物质上也有一些存在，为了微生物技术的发展，人们开始研究能够人工培养微生物的方法，使培养出的微生物能够满足微生物技术的需要，并且让培养出的微生物能够充满活性，目前已经研究出多种合适的方法来人工培育微生物。固定化微生物技术的应用，在处理废水污染的问题时，能够提高微生物的抵抗性，防止受到恶劣环境的影响，还可以增加处理器中微生物的数量，提高浓度。固定化微生物技术与原来的微生物技术相比，能够提高废水处理的效率，减少处理的时间，并且固定化微生物技术中的微生物对废水中的有害物质有着强大的吸附力，能够有效的净化杂质和有害物质，从根本上解决废水污染问题。

4结语

在污染的处理过程中，传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染，且运行费用高，处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解和转化因此，生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势，是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。

参考文献：

[1]贾贞，王廷璞，安建平，顾克东.低温微生物的研究及应用[J].天水师范学院学报.2003（05）

[2]张翠英.低温微生物在污水处理中的应用与展望[J].科技信息（科学教研）.2007（27）