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摘要：随着科学技术和生物工程的发展，微生物作为污水的"清道夫"开始进入人们的视线。微生物通过吞食和分解污染物来将其转化为无害物质，并且能够快速繁殖，实现高效处理。本文立足于我国的污水治理的现状和存在的问题，从微生物污水处理技术的原理出发，深入探讨了微生物在污水处理与净化中的作用，分析了微生物技术的适用性和应用现状。
关键词：微生物技术、污水处理、污染、净化、应用
目前，微生物处理技术主要应用在对生活污水以及工业废水处理中，并且取得了很好的反响。微生物处理技术具有较高的经济性和沉降性，并且吸附能力和降解能力较强，因此使用微生物技术处理污水将成为必然的趋势，其不仅能减少投入的成本，并且对环境不会产生二次污染。
一、污水处理中的常用微生物
鉴于水体污染的重要危害,为保障水源洁净卫生,需要针对相关污染水体进行污水处理。目前污水处理的技术措施很多,其中生物处理技术是利用污水中的混合微生物群体为主体,对污水中的各种有机污染物进行吸收和转化,同时通过扩散、吸附、分解、凝聚、沉淀等作用去除水中污染物实现水体净化。当前技术条件下,能够用来进行污水生物处理的微生物通常包括细菌、霉菌类、藻类、原生动物、轮虫类、线虫类等各种微生物。污水处理中,生化需氧量是在特定温度和时间内微生物分解污水有机物所耗氧量,只有生化需氧量高的废水才适宜采用生物处理,对于有毒性工业废水,只要毒物成分能被降解,就可通过控制毒物浓度和驯化微生物来进行生物处理。
二、微生物处理污水的机理特征
所谓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,通过氧化还原或发酵等途径分解氧化污水中的有机物,把害毒成分物质转化为无害物质。
利用微生物处理污水主要是根据水体自净原理,利用微生物分解和转化污水中污染物质。相对来说,污水中的污染成分物质极其复杂,工业废水中通常含有较多的甲醛、酚类等化学物质,生活污水中含有大量食物残渣和代谢废物,还含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒。水体中的微生物体积小、繁殖能力强,在其生命活动中能不断与周围环境快速进行物质交换,污水具备微生物生长和繁殖的适宜条件,微生物在从污水中摄取有机养分的同时能够有效降解和吸收相关有害物质,并将大量有机物分解成无机盐类、二氧化碳和水,从而使污水得到净化。
三、微生物净化污水水质的方式
污水生物处理技术是利用微生物对污水内的有机物质进行降解,转化作用而完成净化的,主要包括降解作用、共代谢以及去毒作用等水质净化方式。水体中的细菌、真菌和藻类等微生物大都具有降解有机污染物的性能,藻类可以降解多种酚类化合物,霉菌可以降解石油烃、扑草净、敌百虫等。很多假单胞菌属、洛卡式菌属、芽孢杆菌属等微生物虽然能够有效分解有机物质,但却不能利用这种基质作为能源和组成新元素,具有共代谢作用。很多微生物通过对污水中相关毒害物质进行转化、降解或聚合反应改变污染物分子结构,从而降低或去除其毒性。
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四、微生物污水处理技术的应用
1.微生物吸附技术
微生物吸附技术是利用某些微生物的化学结构特性，将自身或者其分泌物与污水中的悬浮物质（如金属离子）结合在一起，形成一种活性生物吸附剂，再人为地进行固液分离。这种技术较为新颖，并且价格低廉，目前多应用于大面积重金属污水的处理。
微生物吸附技术在应用过程中受到很多因素的影响：（1）温度和pH值，这两个因素会严重影响污水中重金属离子的化学状态和微生物的活性，从而影响氧化还原过程和沉淀反应等；（2）吸附时间，研究表明，微生物吸附重金属的过程仅需几个小时（酵母菌吸附镉离子、锌离子的时间约为3小时），一般而言，适当延长吸附时间可以提高吸附效率，因此在应用中要在保持细胞活性的前提下适当平衡吸附时间；（3）共存离子，污水的成分往往较为复杂，净化水质的一个关键在于保留原有的无害物质，如钙离子、钠离子、钾离子等轻金属离子，这就需要对污水成分和微生物的吸附性做一个全面的了解，防止过渡净化。
2.微生物絮凝技术
微生物在生长和代谢过程中会产生一些功能性多糖和糖蛋白等具有絮凝功能的高分子有机物，可用于污水污泥的处理，有些微生物本身也是高效的絮凝剂，上世纪八十年代从红平红球菌得到的NOC-1使其研究最详尽、效果最好的生物絮凝剂。
絮凝技术主要可以应用于：（1）农业污水处理，农业废水中BOD含量较多，因而处理难度较高，传统处理技术难以奏效，而微生物絮凝剂对TN和TOC的去除率达到45%和75%，在一定程度上提高了处理效果；（2）废水脱色处理，可溶性色素的去除一直是废水处理的难点，絮凝剂通过对色素的絮凝沉淀来实现污水脱色，处理后的水质澄澈透明，方法也相对安全高效。
微生物絮凝剂作为无毒环保的污水处理用剂，应用前景广阔，但是其成本相对较高，技术上也面临更高的难度，因此这种方式目前仍未实现普遍应用。
3.固定化酶和固定化细菌技术
固定化酶和固定化细菌技术统称为固定化微生物技术，它指的是在保持生物活性的前提下，通过将游离的微生物固定于限定的载体来提高微生物浓度并反复利用的方法。固定方式包括包埋法、交联法、自固定化法、符合固定化法等，这种技术的优点在于微生物密度高、设备小型化、产物易分离，成本较低，目前被广泛应用于包括水污染、大气污染、土壤污染在内的环境污染问题。总体来说，固定化技术应用的限制较少，但是在一些复杂的污水处理问题中，为了保证治理效率和循环利用，微生物和载体都必须具备高度的环境适应能力，因此针对不同的水质，要合理选择微生物和载体。
4.高效降解菌技术
高效降解菌技术实际上是对以上三种技术的延伸，高效降解菌指的是利用生物工程的培养技术，对具有降解能力的细菌进行一段时间的人工培育和多代选择，最终得到强化的菌群。相比于原始的降解菌来说，经过培育和筛选的菌群具备更强的适应能力和繁殖能力，污水处理的效率也大大增强。
除了同种菌类的培育，不同细菌的共同培养也是当前生物技术研究的一个重要领域，它旨在将不同细菌的特性结合在一起形成一种更为高效和全面的污水处理技术。但是这种技术可能会引发一些未知的生物风险，在相关研究不够深入的前提下绝不可贸然应用于实践当中。
5.电极生物膜法
这种技术的原理是，将微生物固定在电极表面，由于微生物有吸附生长的特性，其表面会生成一层生物膜。在接通电流后，污水中的杂质由于受到生物膜的吸附而接触到电流，从而被降解为其他物质。研究结果表明，这种方式对氮、磷等污染物有较好的去除效果，成本低廉，目前在城乡生活污水处理领用的应用比较广泛。除了脱氮效果理想以外，电极生物膜法还能实现杂质的反硝化，为解决当前城市污水因反硝化和释磷作用引发的恶性竞争有机物问题提供了思路。
电极生物膜法的缺点在于对设备和技术的要求较高，电流的强弱会影响微生物的活性，从而弱化其对污染物的吸附效果，在广泛应用之前应该进行适量的试验，寻求最佳方案。
结语：
随着人们生活水平的不断提升，人们对生活品质也有了更高的要求，而对于水污染问题人们也越发的重视。当前在污水处理中应用最广泛的就是微生物处理技术，微生物种类非常多，并且分布非常广泛，同时微生物是天然的资源库，因此在城市污水处理中，微生物技术都得到了广泛的应用，并且起到了保护环境的作用。
参考文献：
[1]吴昊.关于微生物在污水处理中的应用[J].生物技术世界，2015.06
[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，2016.12
[3]任秀娟.讨论微生物污水处理技术的应用[J].环境与生活，2014.14
论文作者:陈付轩
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/9
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