微生物处理技术在环境工程中的运用

微生物处理技术在环境工程中的运用

孙华灿

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山东新石器检测有限公司

摘要：近些年来，我国社会迅速发展，对自然的破坏也日益严重，造成了严重的生态环境污染。党的二十大报告强调，中国式现代化是人与自然和谐相处的现代化，为环境治理指明了方向。微生物技术作为废水处理的常用技术之一，具有投入少、污染处理能力强等优点，是保障废水处理效果的重要技术，但传统微生物技术多采用游离微生物，存在一定不足。固定化微生物技术的出现，有效弥补了传统微生物技术的不足。该技术能够通过固定微生物来增强微生物技术废水处理效果。因此，要加强固定化微生物技术在废水处理中的运用。

关键词：微生物处理技术；环境工程；运用

引言

正常水源水中病原微生物的含量一般较少，通过水厂常规混凝、沉淀、过滤、消毒工艺即可将其有效灭活。突发性的地震、洪涝、流行病疫情、废水泄漏等事件可能导致水源水中微生物指标存在超标的临时性风险，这是引起水系(介水)传染病暴发和流行的主要原因。特别是水源受到病原微生物污染后，水中微生物含量剧增，在水中可能存在的其他物质影响消毒效果的情况下，如何采取应急水处理措施保证供水安全有待明确。

1微生物技术简介

微生物技术是废水处理的常用技术之一，能够利用微生物的繁殖、生长以及氧化还原反应来降解废水中有害物质，实现废水处理。固定化微生物技术是微生物技术的新发展，是一种将游离的微生物固定于特定区域中，以保持微生物活性，并重复利用微生物处理废水的技术。载体在固定化微生物技术中发挥着重要的作用。当前，载体主要分为以下3类：（1）无机载体，即由无机物充当的载体，常见的物质有石英砂、多孔玻璃、硅藻土、活性炭等。（2）有机载体，指由有机物充当的载体，包括高分子凝胶载体以及有机合成高分子凝胶载体两个亚类，其中，前者主要有海藻酸钙、角叉莱胶、琼脂等，后者则主要有聚乙烯酰胺凝胶、聚丙烯酸凝胶、聚乙烯醇凝胶等。（3）复合载体，即无机载体与有机载体复合而成的载体，是固定化微生物技术中的新兴载体。无机载体和有机载体在具体应用中均存在一定不足。复合载体集合了无机载体与有机载体的优势，能够解决固定化微生物技术在废水处理中面临的成球难、易破碎以及活性丧失等问题，为固定化微生物技术的高效使用提供支持。

2水源微生物污染与饮用水水质标准

受水源地上游和周边工农业、洪涝等灾害的影响，水源污染时有发生，2004年—2013年全国突发性水污染事件119起，其中微生物污染事件56起，检出的致病菌包括致病性大肠菌群、致泻大肠菌群、产毒性大肠埃希氏菌、沙门氏菌、志贺菌、诺如病毒等。我国多地饮用水地表水源仍存在一定程度的微生物污染。水源离城市越近、人类活动越频繁，水源受微生物污染越严重、微生物群落结构越复杂、微生物含量越高、致病菌越多、微生物安全性越低。病原微生物进入人体后可以借助人体宿主迅速繁殖，饮入经病原微生物污染的水后将存在健康风险，因此，饮用水中不允许存在任何病原微生物，供水系统必须保证消除水中病原微生物污染，防止水系传染病。水质标准中，微生物指标是衡量水质是否安全的首要指标。美国的饮用水标准中微生物指标最多，其次是中国，另外美国还把浑浊度列在微生物指标中，表明其对浑浊度作为微生物载体属性的重视。浑浊度由悬浮的化学和生物颗粒构成，可以指示病原微生物的存在，是供水系统发生不安全事件的有效指标。控制浑浊度对保证饮用水安全具有重要意义，浑浊度升高的事件与几次疾病暴发有关，但是尚未证明去除浑浊度和去除病原微生物之间存在直接的比例关系。

3低温微生物在污水处理中的实际应用

3.1在生活污水处理中的应用

低温微生物在生活污水处理中的应用，会在不同季节表现出不同的应用效果。比如，在冬天温度偏低的环境中，低温会对低温微生物的代谢外源物质能力产生一定的影响，使其代谢能力显著降低，进而影响其对生活污水的处理效果。在生活污水的处理实践中，可利用耐冷微生物去除COD，大幅提升低温微生物在污水处理中的应用效果。与此期间，因为低温微生物的代谢外源物质能力会受到低温环境的制约，为提升低温微生物在生活污水处理中的应用效果，故而可将人工提炼出的耐冷丝状蓝细菌应用于实际污水处理中，以提升污水处理效果。比如，有研究人员分离获取了4株耐冷丝状蓝细菌，该类低温微生物在低温环境下可对氮、磷实现较大程度的去除。

3.2在工业污水处理中的应用

近年来，低温微生物在工业污水处理中发挥着越来越重要的作用，比如，利用耐冷硫酸盐还原菌，对含有硫酸盐类的工业污水进行处理，不仅可降低污水的处理成本，还可以让污水循环再利用，从而创造良好的综合效益。对于含有石油类物质的工业污水，可借助耐冷微生物、嗜冷微生物，促进对污水的有效分解，提升污水的处理效果。同理，已知低温微生物容易受温度波动的影响，导致活性降低，而石油烃类污染物中含有诸多不溶于水的物质，这些物质会在低温下转变成固态，在很大程度上增加了处理的难度。为实现对含有烃类物质的工业污水的有效处理，可利用嗜冷微生物降解烃类物质。同时，采用AO污水处理工艺，也可实现对工业污水中烃类物质的有效去除，使处理后的污水达到排放标准，并提升低温微生物在工业污水处理中的应用效果，降低工业污水对周边生态环境的影响。基于此，在对石油              化工类污水进行实际处理的过程中，应有效发挥低温微生物的应用优势，弥补传统处理工艺存在的不足，提升工业污水处理效果。另外，还可引入固定化微生物技术，采取生物育种的手段，切实提升微生物的生物活性，从而提升污水处理效果。

3.3微生物净化技术在染料废水中的运用应用

（1）漆酶生物脱色净化

生物脱色净化主要是运用漆酶的功能来实现。漆酶是一类含铜多酚抗氧化酶。由于使用小分子氧为电子受体，在氧化促进流程中能够形成让阻燃高聚物迅速分解的自由基。在生态工程技术领域中起到了广泛效果。同时，也在染料废水处理中进行了有效使用。在目前已有被广泛研究的漆酶的种类中，包含芽孢杆菌，克雷伯氏菌、灰色链霉菌等组成的细菌漆酶，现已在各种场所中进行了使用。而各种来源的漆酶，在糖基化程度上也会出现不同，通过催生或氧化苯酚物质，在化学反应流程中，在可氧化的底物分子中再得到单个电子，生成不平衡的自由基，并进一步地通过聚集和解聚的化学反应来把小分子氧气还原为水。文中提及的微生物絮凝剂虽然能对污泥中的悬浮物加以解决，但却不能对脱色问题采取相应的解决办法。而漆酶就是这种绿色生态、环境保护型的多酚氧化酶，使大量染料从分子氧化物变成了小分子物质，在脱色问题上实现了重要功效。

（2）絮凝与脱色技术共同应用

在废水剩余污泥处理中分离并筛选出具备絮凝活性和漆酶特性的菌种，对菌株进行了形态考察和生理鉴别之后，便可采用液相色谱分析和红外光谱分析等方式来判断其成分结构，在了解合成的主要影响因素之后，才能在今后的染料废水处理中实现较稳定的处理效益。从使用角度出发，通过大量的试验步骤后，能够检测出凝度、漆酶活力、脱色度、悬浮状态等几个方面的技术指标，完成两种工艺的结合使用。

结语

废水处理是环境治理中的重难点，而固定化微生物技术则为废水处理提供了技术支持。对此，要从固定化微生物技术的内涵与常用方法出发，加强固定化微生物技术在废水处理

中的应用。

参考文献

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［2］王奕,宫春杰.低温微生物及其在农业生产中的应用研究进展［J］.生物化工,2020,6(5):144-147.

［3］王会娟.膜生物反应技术在环境工程中污水处理中的应用［J］.节能,2020,39(2):150-151.