解析微生物技术在城市污水处理中的应用

解析微生物技术在城市污水处理中的应用

吴迪

关键词：微生物技术；城市污水处理；应用

1.传统污水处理技术及其存在的弊端问题

1.1传统污水处理技术

水的污染通常指人为原因造成的水质恶化，降低水的使用价值，主要污染物是固体废弃物和化学物质（需氧有机物、难降解有机物、重金属、植物营养物质、酸、碱和石油类物质）。我国目前常用的污水处理技术有：

1.1.1物理法即不溶态污染物的分离技术（重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、离心力分离、磁力分离等）。

1.1.2化学法即污染物的化学转化技术（酸碱中和法、化学沉淀法、氧化还原法、化学物理消毒法）。

1.1.3溶解态污染物物理化学分离技术（吸附法、离子交换法、膜分离法、蒸发、冷冻法）。

1.2常用方法存在的弊端

物理方法占地面积大，基建费、运行费高，能耗大，管理复杂，易出现污泥膨胀现象；设备不能满足高效低耗的要求，单独使用效果不明显。化学方法运行成本高，消耗大量的化学试剂，易产生二次污染。多数情况下两者须结合使用。

2.微生物技术处理城市污水的机理与优势

利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动，将污水中的有机物分解，从而达到净化污水的目的。微生物能从污水中摄取糖，蛋白质，脂肪，淀粉及其它有机化合物作为微生物的营养物质，经过一系列的酶促反应，这些有机物在微生物体内得到分解利用，有些合成微生物自身的结构和功能物质，有些则为微生物提供所需的能量。

与物理化学方法相比，废水生物处理技术具有一系列的特点：在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底地完成，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。

3.微生物在城市污水处理中的有效应用方法

3.1活性污泥处理技术

活性污泥处理技术是利用含有好氧微生物的活性污泥在通气条件下净化污水的废水生物处理技术，由曝气池和沉淀池组成处理装置，通过充气将曝气池内污水与活性污泥不断混合、吸附并氧化分解部分有机物质。活性污泥是一种由细菌、菌类、藻类、原生动物、线虫类等各种微生物、有机和无机胶体以及悬浮物组成的绒絮状小颗粒。运转优良的活性污泥，是以丝状菌为骨架由球状菌组成菌胶团，通过活性污泥中的微生物与污水中的有机营养物形成食物链，首先由异氧菌和腐生性真菌进行初步净化。

3.2厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术也称厌氧消化或厌氧发酵，是在无氧条件下通过各种厌氧菌联合作用来降解有机污染物的污水净化技术。由厌氧细菌或兼性细菌在厌氧条件下将吸附于污泥中的有机物分阶段进行分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体，有效净化了污水中的有机污染物。厌氧生物处理主要应用于不溶性有机物质含量高的污水或高浓度的工业废水处理，也经常用于处理剩余污泥，有机物厌氧降解过程如图1所示。

3.3生物膜处理技术

生物膜处理技术是依靠固体介质表面的好氧微生物组成的生物膜来净化水质的生物过滤污水处理技术。当污水通过滤料时，污水中的有机污染物和微生物被吸附到滤料表面并逐渐形成生物膜，由好氧性和厌氧性等菌类微生物互相粘连构成氧化能力非常强的菌胶团，吸附污水中的有机物并进行氧化分解；通过生物膜上的丝状菌进行降解有机物；生物膜中的各种真菌可形成网状结构对污水进行过滤净化；通过生物膜表面的藻类和原生动物、轮虫、线虫等后生动物去除池内污泥，防止污泥积聚、保持生物膜好氧状态，提高生物滤池的净化效率。

图1有机物厌氧降解过程

3.4氧化塘处理技术

氧化塘处理技术是利用一些适宜的自然池塘或人工池塘，通过厌氧、好氧、兼性生物处理等不同的净化机理去除污染物的技术。在氧化塘中，废水有机物主要通过悬浮于污水中的有机菌藻共生作用、水中微生物代谢活动进行降解，水中藻类光合作用能增高溶解氧浓度，氧化塘污水中的细菌可将污水有机物分解变成二氧化碳、硝酸根等无机物，沉积于污泥中的有机物则可通过厌氧菌分解成甲烷、硫化氢等被藻类利用，从而使污水得到净化。

3.5固定化微生物技术

固定化的微生物技术，其在城市污水处理上，主要是把游离状态的生物细胞，固化到一定区域内，专门强力吸附污水中的有机杂质。固定化微生物技术，具有指定性的特征，可以根据城市污水处理的需求，选择固定化微生物处理的区域。微生物具有很强的活性，能够多次重复使用在污水处理上，体现出了节约与环保的特征。固定化微生物技术，改善了污水处理的过程，在很大程度上降低了污水的处理体积，不会产生较大的污泥产量，提高了有机杂质的降解效率，有效提升城市污水的净化水平。

3.6利用基因工程菌处理污水

相比较于传统的利用微生物处理污水的方法，利用基因工程菌处理污水是当前用微生物处理污水的重要发展方向，它具有定向性和高效性的特点鉴于污染物来源的复杂性，单一的微生物所分解的污染物种类有限，且微生物在污水处理的时候要经历复杂的代谢过程，很难针对某种细菌去提高其能量利用率，微生物相互之间甚至存在拮抗作用，降低污染物的降解效率。近些年，基因工程技术和现代分子生物学技术的发展，使得构建能控制多种污染物分解的杂种微生物成为现实。

结束语：总体来说，相对于传统污水处理技术而言，微生物技术的处理效果理想，安全性较强，不易形成二次污染，而且有效避免了水资源浪费的现象。因此，微生物技术在污水处理中的应用是今后城市污水处理事业中的重要发展方向。

参考文献

[1]赵敏娟，张纯.微生物在城市污水处理中的新应用[J].资源节约与环保.2014.

[2]曾珠.现代微生物技术在城市污水处理中的应用探究[J].科技创新与应用.2016.

[3]邓元月，邹佳霖，杜伟强等.微生物技术在污水处理中的应用[J].科学与财富.2014.