【摘 要】本文首先對微生物應用于污水污泥處理的研究進行了系統(tǒng)總結，主要對影響污水污泥處理的微生物種群、微生物修復污染水體的機理、微生物凈化污水污泥的主要措施等方面進行了深入的分析，然后提出了微生物在污水污泥處理中的未來研究方向，本文在此提出了自己的觀點，可供同行參考。

【關鍵詞】微生物；污水處理；污泥減量

前言

水環(huán)境問題是全球的熱點問題之一， 污水污泥處理則是改善水環(huán)境的核心任務。 隨著人們對生態(tài)環(huán)境重視程度的提高， 使用微生物修復的方法治理污水污泥越來越受到人們的關注。

一、關于微生物種群研究

1、除磷細菌。污水污泥中磷含量的多少是衡量其污染程度的主要指標， 除磷細菌則可實現(xiàn)生物除磷， 從而凈化污水污泥。

2、硝化細菌。借助異養(yǎng)微生物，污水污泥通過氨化作用產生氨，之后由硝化細菌、亞硝化細菌氧化成亞硝酸、硝酸形成硝酸鹽，從而起到了“解毒作用”。硝化細菌在污水處理、農業(yè)等領域具有極其重要的作用，成為近年來世界研究的熱點，其中變形桿菌的 亞綱幾乎已經成為微生物生態(tài)學的模式系統(tǒng)。

3、絲狀細菌

絲狀細菌作為污泥絮體的骨架，表面附著菌膠團細菌，形成結構緊密、沉降性能良好的污泥絮體，具較高的凈化效率；另一方面，絮體尺寸增大到某一臨界值后，絲狀菌伸展出來，顯著影響絮狀活性污泥的沉降性（污泥膨脹）或引起生物量變化和泡沫形成（污泥發(fā)泡），從而嚴重影響活性污泥的處理效率。

4、白腐真菌。白腐真菌為生物界中一類奇特的絲狀真菌，腐生在樹木或木材上，能夠降解木質素而導致木質腐爛，一定程度上排除了地球生物圈中碳素循環(huán)的障礙。白腐真菌能夠通過產生胞外氧化酶------木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶等，直接參與各種難降解有機污染物和毒性物質的降解。這種獨特的降解能力和降解機制，多年來一直受到世界各國科學界以及工業(yè)界的高度重視。

二、有關機理研究

1、一般機理。微生物對各種污染物的降解在污水處理系統(tǒng)中起著非常重要的作用，微生物對有機污染物的降解歸根結底是通過其分泌的酶來完成的，直接采用酶進行有機污染物的降解比微生物修復更具優(yōu)勢。從自然界篩選馴化獲得的土著菌，其降解污染物的酶活性往往有限，酶作用的專一性使得微生物對有機污染的降解局限于一種或結構相似的幾種化合物。依照目前的科學水平，僅能分離出極少部分的環(huán)境微生物；同時，污染物在自然環(huán)境中的生物降解，多數(shù)不是由單一微生物所能完成的，需要微生物生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同合作。因此，研究微生物基因表達的差異與特征，有助于進一步完善對生物修復機理的研究。

2、微生物除磷機理。在污水微生物除磷過程中，幾乎不產生磷酸鈣沉淀。污水除磷的本質是通過除磷菌過量攝取廢水中的磷，以聚磷酸鹽的形式積累于胞內，然后，作為剩余污泥排出。微生物除磷工藝分為連續(xù)式和間歇式（序批式）二類，所采用的方法大多為活性污泥法。

3、微生物脫氮機理。在氮的去除過程中，硝化和反硝化是微生物的主要去除機制，通過氨氮的揮發(fā)作用去除氮素是一個次要機理。微生物脫氮是指污水中的含氮有機物，在微生物處理過程中被異養(yǎng)型微生物氧化分解，轉為氨氮，然后由自養(yǎng)型硝化細菌將其轉化為NO3-并進一步還原轉化為N2，從而達到脫氮的目的。

三、有關措施研究

1、投加微生物進行水體修復。投加微生物修復可分為原位生物修復和異位生物修復。原位生物修復是指污染水體不經輸送，在其原位進行處理。其主要處理方法有：一是投加菌種強化生物修復。該技術直接向遭受污染的水體接入外源的污染物降解菌，同時提供這些細菌生長所需的營養(yǎng)。在水體中加入微生物其實是對自然界恢復能力和自凈能力的一種強化，當水體中缺乏有效降解吸收污染物的物質時，加入的菌種恰好能加強水體污染物的去除效果。二是添加營養(yǎng)物激活劑或無毒表面活性劑強化水體修復。水體中的營養(yǎng)物缺乏時會嚴重限制水體環(huán)境中微生物污染物的降解，而向水體投加營養(yǎng)鹽可以提高微生物的代謝能力，使微生物更好地發(fā)揮作用。異位生物修復則需將被污染物質通過某種途徑從污染現(xiàn)場運走，便于對修復過程進行控制。因此，異位生物修復有調控和優(yōu)化處理的特點，但這種運輸可能會增加費用，導致修復成本提高。目前異位生物修復治理多用在黑臭河水的凈化處理上，即將黑臭河水用泵輸入置于河邊的生物反應器中進行凈化處理，然后再將處理后的水送回河道。

2、生物膜修復。生物膜修復是依靠附著在固體表面濾料介質上生長繁殖的微生物來凈化有機物的好氧處理方法。微生物能附著在固體介質表面上，對水質變化適應性強，并且處理效率高（因為附在上面的微生物種類較多），降解產物污泥量少。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，生物膜法具有操作方便、剩余污泥少、抗沖擊負荷和適用于小型污水處理等特點，但也存在不足，如需要較多的填料和支撐結構，容易產生厭氧等。

3、生物捕食的污泥減量化。微生物在城市污泥處理中的利用主要是污泥前置減量微生物處理。其方法是通過增加微生物在反應池中的濃度，利用原生動物和后生動物的捕食作用減少污泥量；在復雜的污水處理系統(tǒng)中有種群豐富的微生物，通過發(fā)展高級生物形成較長的食物鏈，使能量從低級生物（細菌）傳遞到高級生物（原生動物和后生動物），通過生物間的不完全轉化，微生物數(shù)量、能量得以減少，使得產生的污泥量減少。

4、微生物減量工藝改革技術。一是OSA（好氧沉淀缺氧）工藝。OSA工藝是將二沉池的污泥經過一個污泥厭氧池后，全部回流進入污水處理前端的好氧池，這樣不僅增加了好氧池中的微生物濃度，提高出水質量，同時極大地減少了剩余污泥的產生量。在OSA工藝中，一般是將膜生物反應器（MBR）和OSA工藝結合使用。通過對膜進行曝氣，增加膜附近的擾動度和物質的傳遞，利用膜的阻截代替?zhèn)鹘y(tǒng)重力沉降，使微生物群滯留和分離，并且有效控制污泥的穩(wěn)定性。因此，水力停留時間（HRT）和固體停留時間（SRT）完全分離，延長了污泥齡，得到低剩余污泥產量和高可溶性污染物去除效率，污泥產量可以減少28%～68%。OSA還可以硝化-反硝化脫氮，若在沉淀池中加入絮凝劑還能同時除磷。污泥衰解可以認為是在OSA系統(tǒng)中，保持厭氧區(qū)較低的低氧化還原電位（ORP）有助于污泥的自腐解，不但能夠使污泥衰解達到減量化，而且也可以使COD的去除率和污泥的沉淀性能大大改善。二是Cannibal工藝。這項工藝技術利用側向交換生物反應器，使在好氧反應器和厭氧反應器的液體混合。在側溝，受到低DO的限制，液體中兼氧菌占主導，它們降解和代謝好氧菌的殘留物和副產物。當液體返回到好氧區(qū)，好氧菌分解兼氧菌，好氧和兼氧微生物交替作用，將活性污泥破壞，減少活性污泥污水處理系統(tǒng)所產生的污泥量，部分回流污泥直接進入側向交換生物反應器，同時系統(tǒng)不斷選擇低繁殖細菌來分解生物固體，直到固體被完全分解。

四、結語

不同的氣候帶，由于溫度、濕度、水中溶解氧等差異造成微生物分解差異大。一是溫度、降水變化影響微生物的生長速率，二是氣候變化影響微生物酶活性從而改變污水污泥中有機物的降解速率。當前國內外對這方面的研究報道尚少，因此，為了更為廣泛有效地應用微生物處理污水污泥，有必要進一步對微生物在不同時空尺度的作用機制進行研究。

參考文獻：

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