楊軍+徐凱

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對環(huán)境問題越來越重視。水污染問題是環(huán)境污染的主要問題之一，已經(jīng)受到社會大眾的廣泛關(guān)注。工業(yè)廢水、養(yǎng)殖污水及生活污水中含有大量的有機化合物、氨氮及重金屬等，嚴(yán)重危害著人類和動物的健康，對植物生長也造成了一定的影響。在污水處理工藝中，微生物處理技術(shù)顯現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)得到了廣泛研究。簡要分析了水污染現(xiàn)狀和微生物功能特點，研究了微生物在污水處理中的應(yīng)用及存在的問題，為微生物在污水處理中更好地運用提供了指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：微生物；污水處理；工業(yè)廢水；生活污水

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.071

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水、生活污水及養(yǎng)殖污水等的不達(dá)標(biāo)排放，導(dǎo)致水體中N、P、有機物等污染物含量大大增加，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，溶解氧含量降低，藻類大量繁殖，水體發(fā)黑發(fā)臭，嚴(yán)重破壞了水體的生態(tài)結(jié)構(gòu)，影響了水體生態(tài)平衡，給人類健康及動植物生長帶來了極大的影響。微生物具有繁殖快、針對性強及分解速度快等特點，近年來，在污水處理中得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為國內(nèi)外專家的研究熱點。本文簡要分析了水污染現(xiàn)狀和微生物功能特點，研究了微生物在污水處理中的應(yīng)用及存在的問題，為微生物在污水處理中的高效運用提供指導(dǎo)。

1 水污染現(xiàn)狀

隨著國家城市化進(jìn)程的不斷加快和工業(yè)化的不斷推進(jìn)，水污染問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的重點議題。當(dāng)前水污染的來源主要是工業(yè)廢水、生活污水、畜牧業(yè)污水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污水等。研究表明，自1988年起，我國的生活污水排放量就已經(jīng)超過了工業(yè)廢水的排放量，大量未經(jīng)處理的生活污水排放到河流、湖泊等水體中，嚴(yán)重影響了水體生態(tài)環(huán)境，加之工業(yè)廢水及畜牧養(yǎng)殖污水處理的不達(dá)標(biāo)排放、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥和農(nóng)藥的流失，大量的污染物質(zhì)流入水體中，加重了水體污染。

2 微生物的功能特點

微生物種類繁多、適應(yīng)性強、代謝方式多樣，幾乎可以降解環(huán)境中的所有污染物質(zhì)，因此，在污水處理中的應(yīng)用前景非常廣闊。

微生物在污水處理中的應(yīng)用特點主要有3個：①生長繁殖快，分解效率高。微生物繁殖能力強、生長代時短、表面積大，所以，對污染物的分解效率高。②微生物作用的針對性強。不同種類的微生物具有不同的代謝途徑，因此，所利用的能源也不同，對于不同的污染水體應(yīng)選用不同的微生物種類。③抗逆性強，適用性廣。微生物具有變異快的特點，當(dāng)水體環(huán)境發(fā)生極端變化時，微生物會在短時間內(nèi)產(chǎn)生適應(yīng)性突變，所以，其處理污水的方式更加靈活多樣。

3 微生物在污水處理中的應(yīng)用

3.1 對不含氮的有機物分解

自然界中大多數(shù)微生物只能利用葡萄糖、麥芽糖等基本糖類，而對于利用纖維素、油脂等的微生物種類較少。通常對不含氮有機物的降解主要是靠某些特定的微生物將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，再通過細(xì)菌、霉菌等對小分子進(jìn)行利用。對于葡萄糖等簡單糖類的分解主要是一些常見的微生物，比如酵母、芽孢等；對于脂肪分解主要是靈桿菌、放線菌、霉菌或者熒光桿菌等微生物；對于芳香族化合物主要是通過白腐菌、某些光合細(xì)菌進(jìn)行有效降解。

3.2 對于含氮物質(zhì)的分解

污水中主要的含氮物質(zhì)是氨氮、尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、硝酸鹽等物質(zhì)。對于尿素的分解主要是一些尿素細(xì)菌，比如桿狀菌、球狀菌等進(jìn)行尿素水解；對于蛋白質(zhì)的分解，主要通過熒光假單胞菌將蛋白質(zhì)分解為氨基酸。

在分解的每個階段都有特定的微生物參與，比如氨化的作用主要是一些好氧細(xì)菌和厭氧細(xì)菌，硝化的作用主要是好氧細(xì)菌，反硝化作用則是一些兼性厭氧微生物。

3.3 對無機物的轉(zhuǎn)換

污水中一般含硫、磷和鐵等無機物，對于硫元素的處理主要是依靠硫磺細(xì)菌和硫化細(xì)菌來將硫元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化，對于磷元素主要是通過一些蠟質(zhì)芽孢桿菌來處理，對于鐵元素的處理主要是通過微生物的氧化還原作用進(jìn)行處理。有的工業(yè)廢水和畜禽養(yǎng)殖污水中還含有鉻、銅等重金屬，比如冶金、醫(yī)藥等廢水中含有多種重金屬，養(yǎng)殖污水由于飼料添加劑銅類化合物的廣泛使用，常造成養(yǎng)殖污水中銅元素超標(biāo)。重金屬不能被分解，對于重金屬的處理只能是將其轉(zhuǎn)化成鈍化態(tài)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)移。微生物在轉(zhuǎn)化重金屬方面具有重要作用，比如鎘元素一般采用微生物吸附、還原的方法來處理。

4 微生物在污水處理應(yīng)用中存在的問題

4.1 污水處理微生物菌劑菌種結(jié)構(gòu)單一

當(dāng)前市場上的污水處理菌劑多樣，包括氨氮去除劑、COD降解劑、反硝化菌劑等，它們之中大多只含有1種或2種不同種類的微生物，這些微生物大多是一些常見的微生物種群，對某些特定環(huán)境中的易處理的污水能夠有較好的效果，而對于一些含有大量難以降解的污染物，比如芳香烴、抗生素等的污水以及極端環(huán)境下（比如高鹽污水）的處理效果不佳，對于含芳香烴、抗生素及高鹽等環(huán)境下降解污染物的微生物選擇是研究的主要方向。

4.2 低溫條件下微生物作用效率低

微生物發(fā)揮作用需要一定的溫度條件，對于北方一些低溫地區(qū)，溫度過低往往會影響微生物的繁殖效率、代謝活性，導(dǎo)致微生物對污染物的分解效率降低，最終導(dǎo)致污水處理成本增加。因此，篩選低溫條件下的具有相應(yīng)降解功能的微生物也是目前研究的熱點。

5 結(jié)束語

綜上所述，微生物在污水處理中的應(yīng)用前景廣闊，與傳統(tǒng)的污水處理工藝相比，微生物處理技術(shù)更科學(xué)、價格更低廉，能夠維持長遠(yuǎn)發(fā)展。隨著對微生物研究的深化，大量作用效率更高、適應(yīng)性更強的微生物菌株將被篩選和培育，在對特殊環(huán)境，比如對含鹽、芳香烴及抗生素等濃度高的污水的處理將會取得一定的進(jìn)展。

此外，將微生物學(xué)與環(huán)境生物學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科進(jìn)行結(jié)合，可不斷提高污水的處理質(zhì)量和效率，實現(xiàn)污水資源利用的最大化，這是未來研究的方向。

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作者簡介：楊軍（1988—），男，碩士研究生，研究方向為環(huán)境微生物。

〔編輯：張思楠〕