微生物菌剂在水处理中的应用研究

张朋飞 高云霞 张瑶佳

（河北建筑工程学院市政与环境工程学院，河北 张家口075000）

随着国家工业化的飞速发展，水环境面临着严峻的挑战，人工合成的大量有机物涌入河流，加大了水处理的成本和难度。通过向水体中投加微生物菌剂，依靠功能菌的针对性能够有效的克服普通生物法处理污废水效率低下的问题。本文介绍微生物菌剂的特性以及在污废水中的应用现状，并提出微生物菌剂的不足和改进方向。

1 微生物菌剂的特性

微生物在自然界起着至关重要的作用，在物质分解、新陈代谢中扮演着重要角色，具备繁殖速度快、代谢旺盛、生命力强等特点。在水处理中与普通的生物处理方法相比显得更具优势。

1.1 绿色无毒

在水处理中利用微生物处理污废水行之有效，污水中有机污染物被微生物分解最终转换为氮气、二氧化碳、水和污泥。氮气和二氧化碳对环境无毒害作用；污泥可通过消化池降解作为肥料，或者通过烧结制砖用于建筑。

1.2 高效

针对不同的去除对象，可在污水底泥中分离出高效降解菌种。通过一定的比例进行混合培养，采用固定化技术等方法使微生物与载体相结合制得复合微生物菌剂[1-4]。该法与常规活性污泥处理法相比对COD 和氨氮的去除率明显提高。

1.3 应用广泛

目前微生物菌剂技术广泛应用于堆肥、农业种植、降解难降解物质、水环境监测、水环境修复等领域。研究热点主要集中在印染废水、啤酒废水、制药废水、造纸废水、焦化废水等废水处理领域。由于微生物菌剂成本低、用量少、效率高等优点，并随着研究的不断深入，微生物菌剂的应用范围将更加广阔。

2 微生物菌剂在污废水中的应用

2.1 用于重金属离子废水处理

在电子仪器、冶金、电镀、化工、机械制造等行业的生产过程中会产生重金属离子（镉、镍、铬、铜、汞等）废水。含有重金属离子的废水不但对环境造成污染，而且对人类的健康特别是脏器产生巨大危害。目前微生物吸附技术凭借其处理成本低、投资少、吸附快、去除低浓度重金属离子效果显著等优点已成为研究热点。邓书平[5]考察了啤酒酵母在不同条件下对含铬废水处理能力的研究，通过正交试验探究啤酒酵母在不同ph、酵母投加量和时间的条件下对铬离子的去除影响并选出最优组合，即ph 为6.0、酵母菌浓度为3.0g/L 和时间为50min 时，铬离子的去除率可高达91%以上。

2.2 用于焦化废水处理

煤厂和化工厂等工业在炼焦、煤气发生、煤气净化和化工产品精制等过程中产生的废水称为焦化废水，通常包含氧、硫、氮的杂环化合物、挥发性酚类以及多环芳香族化合物。出水水质通常具备氨氮浓度高、成分复杂、难降解有机物含量高等特点。因此焦化废水的处理就显得尤为重要。目前国内外研究学者考虑通过向活性污泥中投加微生物菌剂来提升废水处理效果。彭湃等[6]在A2O 工艺中投加环保菌剂用于处理焦化废水，结果表明在相同的负荷冲击条件下，菌剂强化系统的COD 比对照组提高了18%；经PCR-DGGE 结果显示，菌剂强化系统中的微生物种类由之前14 种提高到23 种。

2.3 用于养殖废水处理

养殖废水主要含大量的含磷化合物、氨氮以及致病菌等污染物。考虑到处理效果受温度、二次污染、占地面积和投资费用等因素的影响，有不少学者考虑投加微生物菌剂来提高处理效果。马琳等[7]将诺卡氏菌、光合细菌、假丝酵母和芽孢杆菌混合培养制成的复合微生物菌剂用于修复养殖水体，并与对照组进行对比分析，结果表明投放该复合微生物菌剂后水体中氨氮、亚硝酸盐和COD 含量均处于较低水平，水质状况良好。

2.4 用于含油废水处理

根据油粒直径的大小含油废水可分为溶解油、分散油、浮油和乳化油，处理的难易程度随废水的成分和存在形式不同而不同。主要含有芳香烃、烷烃、环烷烃和各种含氮化合物和含硫化合物等非烃组分以及含有有机磷化物、有机氯化物、有机醛、酮、酚、腈、胺、酸等，因此去除难度较大。目前微生物菌剂降解针对性强、生命力旺盛、无二次污染等优点已成为研究热点[8]。刘少北等[9]在不同ph、菌种量、回收菌种、曝气时间、曝气量等条件下，考察微生物菌剂对含油生活污水的去除效果，结果表明当ph 为中偏弱碱性、菌剂投放量为10g/L 和每升废水曝气量为3.2L/min 时，COD 的去除率为91%，油的去除率为93.5%。

2.5 用于生活污水处理

国内污水处理厂正面临着进水负荷高、微生物活性下降、处理效率低、产生污泥量大和受外界因素影响等弊端，投加微生物菌剂可改善这种状况。王博等[10]通过构建具有絮凝和降解氨氮双重功能的复合菌剂，并以BOD 去除率、COD去除率、絮凝率、氨氮降解率和浊度去除率为实验指标进行监测，试验表明以上指标去除率均高于90%，出水水质均达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准。

3 结论与展望

微生物菌剂被广泛应用于含重金属离子废水、焦化废水、养殖废水、含油废水等处理难度大的工业废水以及用于污泥减量化等实践和研究中，并已取得显著成效。但微生物菌剂的作用机理和种间协同作用比较复杂以及受外界因素影响较多，为了使微生物菌剂更好的服务于水处理领域，目前还需要加强微生物降解机理的研究，加强扩展新的功能菌种资源库，并且要加强生态学方面知识的探索。