微生物在城市生活污水处理中的应用
摘要：本文介绍目前环境污水处理中的常用微生物处理法及发展前景。概述了我国环境污水处理的现状以及存在的问题。
关键词：微生物 污水处理 环境 应用
Abstract: The paper introduces common microbe treatment methods of sewage disposal and their development prospevt prosqect. And the situation of urban sewage disposal and the related problems are presented.
Key words:Microbe; Treatment; Environment; Application
生物，特别是微生物，在生物的降解和转化过程中发挥着强大的作用[1]。利用微生物处理污水具有工艺投资少、运行费用低、最终产物少等优点，是污水处理的首选方法，再者微生物具有体积小、表面积大、繁殖力强等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水中有机物含量高，可供给微生物生长繁殖所需要的营养。污水中的微生物多数为腐生型细菌和原生动物，能够在天源水体的自净和污水处理中发挥作用。且污水处理的方法很多，可归纳为物理方法、化学方法和生物方法三大类。目前国内外多采用二级处理工艺或三级处理工艺治理污水。即采用微生物的作用分解污水中的有机物和采用沉淀法除去排放中的无机盐类及其它悬浮污染物，去磷和在中性条件下增温使氨氮逸出。也可利用微生物的反硝化作用脱氮；借繁殖藻类以去氮、磷同时收获藻体。
1.微生物处理污水处理的机理
所谓微利用微生物处理污水是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径分解氧化有机物，把有害有毒物质转化为无害无毒物质。水体中的微生物，在其生命活动中，吸收和转化某些污染物质，并将大量有机物分解成无机盐类、二氧化碳和水，从而使水体得到自净。污水处理主要是根据水体自净原理，利用微生物分解和转化污水中的污染物质。其中优先采用微生物群为主要处理方生物群的处理方法就是以一种或几种微生物为主，并使之与其它微生物混合作用处理对象，以达到提高效率的方法。
2.微生物净化水质的方式
微生物用于污水处理一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解，转化的作用。其净化方式有：
2．1降解作用：细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物，如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等；霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等；藻类可以降解多种酚类化合物，例如，1989年，美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏的3.8吨原油，在投入特殊的氮、磷营养盐后，促进了当地石油降解菌的生长和繁殖，加速了油污的分解。
2．2共代谢：微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物质，但是却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象，这类微生物有假单胞菌属、不动杆菌属、洛卡式菌属、芽孢杆菌属等。
2．3去毒作用：微生物通过转化-降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解为含有一酸或二酸的物质。
但是，微生物的作用是复杂的，有些微生物在净化作用的同时，也有毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质，从而产生新的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯，这是强致癌物质。因此，在利用微生物进行净化的同时，要密切监视系统中有机物分解的中间产物和最终产物及其毒性。
3.污水微生物处理类型
目前，污水的微生物处理主要有活性泥法，生物膜法，厌氧处理法，氧化塘法。
3．1活性泥法：
又称日曝气法。它利用含有好氧微生物的活性污泥，在通气条件下，使污水净化的生物学方法。是一种应用最广、工艺比较成熟的废水生物处理技术。其处理装置是由曝气池和沉淀两个部分组成。曝气池高度充气，污水在其中的活性泥不断混合，水中的有机物质被污泥吸附，部分被氧化分解，部分污泥进入沉淀池。污泥在沉淀池内沉淀，清水流出，沉淀污泥部分回流再生，部分为剩余污泥被排除。活性污泥法不仅用于处理生活污水，而且在印染炼油、石油化工、农药、造纸和炸药等许多工业污水处理中，都取得很好的净化效果，一般可使污水的BOD5去除率达90%。
活性污泥一般经过人工培养，驯化而获得，并在污水处理过程中，能不断地返回接种使用。活性污泥是一种绒絮状小颗粒，主要由菌胶团形成菌、原有生物、有机和无机胶体以及悬浮物组成。
此法最大弱点是产生大量的第八污泥，剩余污泥已成为令人头疼的难以解决的疑难问题，研究开发从源头上不产生污泥的污水处理技术成为热点课题。
3．2生物膜法：
它是以好氧微生物组成的生物膜为净化的处理方法。根据不同的处理装置，又分为滤池法，悬浮颗粒生物膜法等，它广泛应用于石油、印染、造纸、农药、食品等工业废水的处理。净化效果好，一般可使污水的BOD5减少75%~90%。
生物膜由污水与载体BOD5的接触而形成。由于污水通过载体时，污水中的有机物污染物和微生物吸附到载体上，并发生微生物的增殖。经历一个初生。生长和成熟的过程，在载体表面形成一层约2mm厚的生物膜，生物膜在污水处理过程中不断增厚，最后老化整块剥落，随废水流入沉淀池中，然后又开始新生物膜形成过程，它是生物膜的正常更新。最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同，都是依靠于固体介质表面的微生物来净化有机物的，因此，又称生物过滤法。处理过程中的物质转移：
空气中的氧→废水（污水）→生物膜
此法比活性污泥法产生的剩余污泥少。
3.3厌氧处理法：
厌氧处理法，是在无氧条件下由兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机污染物的处理方法。通常用于不溶性有机物质，如纤维素含量高的污水，或高浓度的工业废水，也经常用于处理剩余污泥。
3.4氧化塘法：
又称生物塘法或稳定塘法，是得用一个天然的或人工修整的池塘，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。在氧化塘中，废水中的有机物方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，三种作用相互影响。
污水中的污染物质是多种多样的，所以一般一种污水的处理需要联合使用几种处理类型。
4.城市生活污水处理的现状，存在的问题
目前国内外城市生活污水处理厂大多采用活性污泥——曝气池二级生物处理技术，部分用了三级处理技术。控制的主要指标：BOD、COD、SS、PH、营养污染物（N、P）、病源微生物、感观污染物等。采用传统的处理工艺具有耗能多、没有回报等弊端。虽然工业发达国家其城市生活污水处理率在90%以上，基本上得到了有效控制，但投资巨大。我国城市生污水处理起步较晚，现有设备污水处理量不到污水总的20%，目前绝大部分污水未经处理就用于农田灌溉。随着城市人中的增加，城市污水的排放也在逐年增加，97年与90年相比生活污水的排总量整整翻了一翻达到189亿吨。污水灌溉带入农田的污染物大于农田的自净能力时，则成环境污染，如土壤、农作物、浅层地下水污染，污水中的病原菌寄生虫卵随着污水扩散，使肝炎用腹泻等肠道疾病增多。为了根治这种现象，必须采取工程措施来解决此类水污染问题。但是由于我国经济条件的限制，不可能也不应该仿效工业发达国家采用高投资高耗能的污水处理技术，因此研究建设费用低廉，节能和运行管理方便的城镇生活污水处理技术已成为我国城镇生活污水处于理技术研究的重要内容。
在对城市生活污水采用活性污泥法处理时，其微生物主要包括微球菌属（Micrococcus）、无色菌属(Achromobacter)、黄杆菌属(Flavobacterium)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、动胶菌属(Ioogloea)等，大多不是得用纯培养的微生物，而是对自然界生长的微生物加以驯化、繁殖利用，在污水处理过程中，有细菌、真菌、原生动物等不同种类微生物共同参与净化，由于其代谢过程复杂，能量利用不尽合理以及可是能存在的微生物拮抗作用，通常污水处理效率有限。微生物强化技术已成为今后处理生废水的重要发展趋势。
5.微生物在污水处理中的优势
随着基因重组技术、细胞融合技术以及酶和细胞固定化技术的进一步发展，微生物在环保方面的得用，在将来的发展中将会日益显示其重要性。贵州省作为环境污染较为严重的地区，更应注意环境的治理，挖掘微生物在环境治理的潜力。使环境污染治理达到良性循环，实现以尽可能小的环境代价，获得最大的经济发展效益，进一步推进环保事业的发展。
利用微生物治理污水是今后环保产业的主攻方向，其应用前景广阔，具体作用表现在以下几方面：
1.节约水资源，降低能耗和成本；
2.利用有益菌群原液比一般净化槽处理污水，大缩短曝气时间，担高工效；
3.治污效果显著，如有机氮、金属离子、混浊度、COD（化学需气量）、BOB（生化需氧量）、SS（浮游生物）等均下降至国标以下标准，面DO（溶解氧）上升、水质得到改善；
4.处理污水中的重金属等，消除毒害；
5.抑制病原菌，消除异味，改善空气质量；
6.可以清除粪尿恶臭，净化生态环境，最大限度地减少畜禽的臭味，明显地抑制了蚊蝇滋生。
用微生物对环境治理尤其是对污水进行处理在国内已得到广泛使用，并已应用于各种工业的生产污水和城市污水处理，BOD5去除率达87%～95%；出水水质量较好，一般可达到排放标准；去除渎职水中溶解的和胶体的有机物质的效率较高；与化学法相比，成本较低；污水肥分高，一般可用作农田肥料；污泥的沉降性能也好，有利于进一步脱水。但由于所用的微生物是天微行物，处理效果不好。通过辐射诱变和化学诱变方法筛选出对污水有极高净化能力的高效微生物，是微生物处理方法的发展方向，在我国将有很大的发展前景。
总之，污水治理受到全世界各国的重视，而微生物处理技术处理污水是行之有效的重要方法。
参考方献：
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