微生物在废水污染治理中的应用
陈再贤
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陈再贤,. 微生物在废水污染治理中的应用[J]. 生物学报,20234. DOI:10.12721/ccn.2023.157031.
摘要: 水资源污染和短缺是全社会正面临的环境问题,如何实现工业污水的资源化利用,实现水资源最大程度的良性循环,就成为了全社会亟需解决的问题。本文就微生物在废水污染治理中的应用现状及其方法进行介绍与探究。
关键词: 微生物;废水污染治理;应用现状;应用方法
DOI:10.12721/ccn.2023.157031
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引 言

伴随着社会的发展,工业、农业以及日常生活中都会产出大量的污水,而工业污水和生活污水是目前较大的污染源。工业污水和生活污水中污染物较多,主要为COD、BOD、氨氮、总磷、重金属等。这将导致水质恶化,破坏水体中的生态平衡,从而影响人们的健康。

一、微生物应用现状

(一)微生物菌剂中微生物菌种种类单一

  目前微生物菌剂能包含仅1~2种微生物,对污染物种类相对单一的污水处理效果较好,而对于难降解、特征相对复杂的污水处理效果较差。若日后能解决微生物种类单一问题,则微生物在污水处理中的应用深度和广度将得到大的提升。

(二)微生物受到温度的制约较大

  与化学试剂比较,微生物最突出的特点在于活性,这也造成了温度对微生物繁殖的制约较大,如果在不适宜的温度下培养,就会造成活性降低,严重的会使得微生物大面积死亡,最终导致处理后的污水无法满足排放标准。从而污染环境。而保持适宜的温度则需要加大污水厂的运营成本和技术研发力度。

二、微生物在污水处理中的应用方法

(一)活性污泥法

活性污泥法是目前废水处理中最常用的方法。它对水的净化作用通过以下两方面完成:1、微生物的代谢。废水中的有机物被微生物所代谢,其中一部分合成新的细胞质,另一部分转化为稳定的无机质;2、活性污泥的物理化学作用。有机物被活性污泥吸附,经凝聚沉淀后得以去除。

采用活性污泥法需注意以下几点:1、废水中的无机盐类原则上不能去除;2、废水中含有害物质时,如灰冷却水中含有较高的重金属离子,会影响生物处理的正常进行,必须进行前处理;3、废水明显呈酸性或碱性时,需加药中和。

(二)生物膜法

一种污水好氧生物处理技术,将污水的生物膜处理法与活性污泥法并列。主要特点是利用一些载体材料表面附着微生物,形成生物膜。废水同生物膜接触后,溶解的有机污染物被微生物吸附转化为水、二氧化碳、氨和微生物细胞物质,废水得到净化。与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷强的优点,而且由于泥龄长,可生长世代时间较长的微生物。生物膜法的主体设施有生物滤池、生物转盘和接触氧化池等。

(三)厌氧微生物法

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物,进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法,分为酸性消化和碱性消化两个阶段。在酸性消化阶段。由产酸菌分泌的外酶作用,使大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等;在碱性消化阶段,酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种处理方法主要用于对高浓度的有机废水和粪便污水等处理。

三、应用实例

城镇生活污水处理厂是微生物在污水处理中典型的应用实例。污水处理工艺流程为:污水经格删初筛出较大杂物后,提升至沉砂池;经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,去除较大颗粒悬浮物;出水进入生物处理设备,通过微生物去除有机污染物;经生化处理后的废水流入二沉池进行固液分离,二沉池的出水经消毒后达标排放。

现代污水处理技术按处理程度划分分为一级丶二级和三级处理。

一级处理:主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求,经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准,一级处理属于二级处理的预处理.。

二级处理:主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准.。

三级处理:进一步处理难降解的有机物,氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等,主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,活性炭吸附法等。

城镇污水处理厂主要构筑物作用及原理:

1.格栅

安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,防止其堵塞和缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门等,减少后续处理产生的浮渣,保证污水处理设施的正常运行。

2.沉砂池

沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒,沉砂池一般设于泵站前,倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵.管道的磨损,也可设于初沉池前,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件,常用的沉砂池有平流沉砂池,曝气沉砂池、旋流沉砂池和竖流式沉砂池。

3.调节池

一般设计在一级处理之后,二级处理之前,这样污泥和浮渣的问题会少点。若设计在一级处理之前,则需要有足够的混合设备以防止悬浮物沉淀和废水浓度过高。在池内设置混合和曝气装置来实现调节水量,均衡水质。

4.初次沉淀池
初次沉淀池是一级处理的主要处理构筑物,设置于生物处理前面,作为生物处理的预处理。处理的对象是SS和部分BOD,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷,初沉池包括平流沉淀池,辐流沉淀池和竖流沉淀池。
5.生物脱氮除磷构筑物
生物脱氮除磷构筑物是处理工艺最为核心的部分。工艺大部分采用A2/O法,即“厌氧+缺氧+好氧”。

(1)厌氧区

污水与回流污泥先进入厌氧池完全混合,经聚磷微生物一定时间(1~2h)的厌氧分解,去除部分BOD,使部分含氮化合物转化成N2(反硝化作用)而释放,回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷,满足细菌对磷的需求。

(2)缺氧区

污水流入缺氧池,在反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源,将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放,从而去除氮。

(3)好氧区

污水流入好氧池,水中的氨氮进行硝化反应转化成硝酸盐和亚硝酸盐,同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量,聚磷菌在好氧条件下超量吸磷,磷进入细胞组织,富集在聚磷菌内,经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出,从而达到生物除磷的目的。

6.二次沉淀池

二沉池的作用是泥水分离使经过生物处理的混合液澄清,同时对混合液中的污泥进行浓缩。二沉池是污水生物处理的最后一个环节,起着保证出水水质悬浮物含量合格的决定性作用。
7.污泥浓缩池
将污水处理产生的污泥进行脱水,干燥,再外运处理。一般采用似竖流式或辐流式形状。可分为间歇操作和连续操作两种,前者主要用于小型污水处理厂或工业企业的污水处理厂,后者则用于大、中型污水处理厂。

8.消毒

污水消毒是生活污水中杀灭有害的病原微生物的水处理过程。生活污水中存在着大量细菌。它们通过一般的废水处理过程还不能被灭绝。为了防止疾病的传播,污水(废水)一般经机械、生化二级处理后,仍需要进行消毒处理,常用的消毒处理方法有加氯消毒,臭氧法消毒,级次氯酸钠法、二氧化氯法消毒等。

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结 语

综上所述,微生物在废水污染治理中的应用方法广泛,且处理后的污水不造成二次污染,既可以改善水环境,给人们带来更优质充足的水资源。这些明显的优越性令微生物在污水处理领域有良好的使用前景。

参考文献

[1]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).

[2]刘雨臻,刘佑泉.微生物在水处理中的应用探究[J].南方农业,2018,12(06).

[3]史欢欢,微生物技术在城市污水处理中的应用[J].绿色环保建材,2020(02).