乳制品工业废水生物处理工艺中微生物群落研究进展

王玉龙

摘 要 乳制品工业废水处理工艺根据微生物特性分为好氧处理工艺、厌氧处理工艺、生物强化工艺三种，每种工艺都有着其独特的富有多样性的微生物群落。在近年的研究中对这三种工艺的微生物群落都有着不小的突破，这三种工艺的乳制品工业废水的降解能力及降解效率都有着极大的提高。

关键词 乳制品；工业废水；微生物群落

近年来，随着我国经济的不断发展，人民生活越加富足。人们对食物不再仅仅是吃饱即可，更多的是对味觉享受的追求。各式口味的牛奶、酸奶等乳制品因此而受到广大人民群众的喜爱，乳制品工业也因此得以蓬勃发展。乳制品工业的主要污染物是工业废水，繁荣的乳制品工业带来的是巨量的工业废水以及巨大的环境压力。生物处理便是在这种环境下诞生的一种工业废水处理工艺，其主要是借助于微生物对工业废水中的有机物进行讲解，从而减轻或消除工业废水对环境的污染，微生物群落是该工艺的关键。下面本文将就乳制品工业废水的生物工艺中微生物群落研究进展作简单分析。

1 乳制品工业废水生物处理中微生物群落研究

当前的乳制品工业废水生物处理工艺根据微生物的特性又分为三种：一是好氧处理工艺，二是厌氧处理工艺，三是生物强化处理工艺。下面将分别阐述这三种工艺中的微生物群落研究。

1.1 好氧处理工艺中的微生物群落研究

传统的乳制品工业废水好氧处理工艺处理方法有三种：一是曝气氧化塘法，二是活性污泥法，三是滴滤池法。传统好氧处理工艺一般是根据废水特性将这三种方法进行有选择的联用以取得最佳的废水处理效果；其作用原理是利用乳制品工业废水中原有的微生物群落或者人工生产的微生物菌剂对工业废水中的蛋白质、糖分、脂肪等污染物进行降解。随着研究的不断深入，研究人员发现好氧处理从许多方面比较都远不如厌氧处理，因此近年来多数学者都是就乳制品工业废水的厌氧处理工艺进行研究。但近几年的好氧处理工艺研究还是取得了不小的成果，研究人员的主要研究是通过分离筛微生物种群，进而研发廉价且能够大规模量产的专属降解乳制品工业废水微生物复合菌剂。在脂肪的降解上，kosseva在研究中发现乳酸酵母、芽孢杆菌以及链霉菌都能够有效的降解乳制品废水中的脂肪；在COD的处理上，rajeshkumar发现产碱杆菌菌株MMRR_7能够有效去除COD；在蛋白质的降解上，loporena发现了八种混合使用能够高效降解蛋白质的微生物种群；在糖分及硝酸盐的降解上，shivsharan发现了芽孢杆菌、肠球菌等5种乳制品工业废水处理中最主要的微生物种群。

1.2 厌氧处理工艺中微生物群落研究

乳制品工业废水的厌氧处理工艺是近十年来才兴起的乳制品工业废水处理工艺，该工艺工业废水厌氧处理系统中的微生物群落十分复杂，对其研究也是在近十年来才有所突破。首先是ahring发现了古菌及真细菌两个能够有效降解乳制品工业废水的厌氧微生物种群；其中古菌有热原体纲、甲烷微菌纲等五个纲，而真细菌则包含了绿弯杆菌门、变形菌门等二十个门。其后，随着研究人员的进一步研究。Lee将能够降解乳制品工业废水的厌氧微生物细分为三个群落：一是产甲烷菌，二是水解细菌，三是同型产乙酸细菌。而后venetsaneas又将乳制品工业废水处理工艺中的微生物群落分为四个：一是水解细菌，二是产氢产乙酸菌，三是同型产乙酸细菌，四是产甲烷古菌。

其中，水解细菌能够有效降解蛋白质、脂质以及碳水化合物等复杂化合物，将其分解为二氧化碳、有机酸、氢气以及醇等简单化合物。产氢产乙酸菌则是能够利用并分解简单化合物、生成能源并增殖的厌氧微生物，其又可细分为丁酸降解菌及丙酸降解菌两种。同型产乙酸细菌是进一步利用降解废水底物及降解后得到的二氧化碳及氢气的微生物群落，在乳制品工業废水厌氧处理系统中，该细菌能够将其他微生物群落降解产物碳水化合物、二氧化碳、氢气、有机酸以及醇类转化成乙酸，其又可细分为包含梭状芽孢杆菌及醋酸杆菌在内的22个属。而产甲烷古菌则是能够利用其他微生物群落产生的乙酸、二氧化碳及氢气生成甲烷，产甲烷细菌也是当前研究成果最大、研究最为细致的微生物群落，当前的产甲烷古菌包含甲烷杆菌目、甲烷火菌目在内的六个目，共二百余种。

1.3 生物强化工艺中的微生物群落研究

生物强化是指在乳制品工业废水处理过程中，通过添加分离筛选得到的高效菌株或者人工生产的特效菌株来提高降解能力以及降解速率的处理工艺。其作用原理在于乳制品工业废水不处理自身就能够降解净化，只不过效率太低或能力不全，生物强化工艺就是在此基础上完善并强化其原有的降解能力，已达到迅速降解乳制品工业废水的目的。目前生物强化工艺的方法有三种：一是微生物驯化，二是微生物固定化，三是直接投加微生物菌剂。Topalova和lrina通过研究发现，微生物驯化以及微生物固定化效果较好，而直接投加微生物菌剂的效果却十分不明显；通过进一步研究发现其原因在于直接投加的微生物菌剂并不能在乳制品工业废水中迅速大量繁殖，从而使得该种方法效果不明显。从目前的研究来看，直接投加微生物菌剂是生物强化工艺中最有潜力的方法，随着进一步研究，研究人员发现应该从两个方面来讨论直接投加微生物菌剂在生物强化工艺中的效果。一是不同微生物菌剂对工业废水降解能力的增加幅度不同，其提高的COD去除率也有区别；二是微生物菌剂自身的结构差异、待降解的工业废水组成结构和降解环境的不同使得即使是直接投加同种微生物菌剂，在生物强化工艺中取得的效果也有所不同。

2 结束语

综上所述，乳制品工业废水应当根据其来源及组成，再综合考虑降解环境或者人工保持理想降解环境，然后在此基础上选用合适的处理工艺以及微生物菌剂来对其进行降解。而在可选择的三种工艺中，好氧处理工艺的微生物群落相对简单，其降解能力则稍有不足；厌氧处理工艺的微生物群落则相当复杂，处理技术相对较难，但能够最大限度降解工业废水；而生物强化工艺除了需要考虑微生物群落结构及微生物菌剂开发程度外，还需要综合工业废水结构及外部环境，所需要考虑因素较多但对环境的影响却是最小。

参考文献：

[1]康小虎，曾小英，李师翁.乳制品工业废水生物处理工艺中微生物群落研究进展[J].生物学杂志，2016，33（06）：86-90.

[2]晁雷，赵晓光，李晓东，张巍，安乐，许静.国内外乳制品工业废水生物处理技术研究进展[J].江苏农业科学，2014，42（01）：1-4.

[3]蒋路漫，黄翔峰.乳制品工业废水处理技术进展[J].净水技术，2008，27（06）：11-16+29.