微生物处理技术在环境工程中运用与实践

2021-01-03周珊婵许晓路

江苏广播电视报·新教育 2021年34期

周珊婵许晓路

摘要：近年来，随着我国经济社会的不断发展，人们对于保护环境的意识越来越强，在环境工程建设中，微生物处理技术的应用也越来越多，因此对于微生物处理技术在环境工程中的应用研究也有着非常重要的意义。在环境工程建设上，微生物的处理与科学的应用发挥出最大的作用。微生物学科发展的越来越迅速，推动了微生物技术在环境保护中的应用，尤其是对于环境污染问题进行处理。微生物技术所需要投入的资金较少，并且处理效果良好。微生物科学的发展有力的推动了生物工程应用领域的扩展，特别是在环保领域，利用微生物治理环境污染不仅具有成本低，而且不会产生二次污染，因此得到了广泛的研究。

本文对环境工程建设产生的因素进行了研究，把微生物工程处理技术与在环境建设工程中起到的作用进行了探究。本文研究的重点就是分析在环境工程中，微生物处理技术在污水处理、环境监测以及微生物技术等方面的应用。

关键词：微生物处理技术;环境工程;运用实践

1微生物技术的研究进展

固定化微生物技术涉及废水处理的各个领域，目前主要包括处理难降解有机废水（如印染废水、含酚废水、含油脂废水、芳香族类化合物废水等）、高氨氮废水、含重金属废水、富营养化水体修复、微污染水深度处理等，同时，该技术还被广泛地应用于养殖业、农业、医药业等行业中[[68]，在新世纪污水处理中具有巨大的潜力。该技术目前被广泛的应用在环境工程中，对于环境的改善以及相关环境工程的建设具有着一定的影响作用。

目前国内外应用固定化微生物处理垃圾渗滤液的相关研究较少，大部分是仅限于实验室研究阶段，实际应用的研究报道较少，且所采用的固定化微生物技术具有载体填充率高、需定期投加高效复合微生物菌种、需设置多级固定化微生物反应器等不足。

Isaka K等将硝化细菌包埋在聚乙二醇（PEG）凝胶载体内，在低温下（10°C）成功实现了渗滤液高效稳定的硝化作用，一年后反应器每天总氮去除量可达到3.7 kgN/m3，通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）和荧光原位杂交（FISH）实验显示，占主导地位的氨氧化菌是一种亚硝化菌。

Saetang J等利用两种固定化白腐真菌处理垃圾渗滤液，进水BOD和COD浓度分别为5600 mg/L和34560 mg/L，结果表明反应最适pH为4，反应最佳接触时间为10d，两种固定化微生物对渗滤液BOD和COD的去除率分别为：69%和66%，57%和52%脱色60%-78%。

肖美兰等采用四级固定化微生物处理电絮凝后的垃圾渗滤液，固定化微生物载体占池容容积的60%，每天向反应池中投加一定量的细菌，结果表明：当进水CODcr为1980 mg/L、氨氮为820 mg/L时，出水COD}r为130 mg/L，氨氮为0.80 mg/L。固定化微生物系统的抗冲击负荷的能力较强，进水水质的变化对微生物的影响较小。

叶正芳等[73]采用六级固定化微生物一曝气生物滤池（Immobilized microorganism-Biological Aerated Filter， I-BAF）处理垃圾渗滤液，并对固定化微生物与游离微生物的性能进行比较，固定化微生物载体填充率为40%，水力停留时间（Hydraulic Retention Time，HRT）为72 h时，COD去除率达到98.3%氨氮去除率达到99.9%，进水有机负荷较高时，固定化微生物仍具有较好的硝化作用。同时固定化微生物表现出的性能优于游离微生物。

吴大鹏采用I-BAF对垃圾渗滤液UASB出水进行了处理，研究pH和溶解氧（Dissolved Oxygen DO）对I-BAF硝化性能的影响，载体填充率约为60%，每天向反应器中投加1g高效微生物，结果表明，在水力停留时间为2d，进水pH为7.58.5，溶解氧浓度为4 mg/L时，系统中的硝化细菌活性好，氨氮去除率达到95%以上，但IBAF对COD的去除率较低，基本维持在30%左右。

2环境污染的主要因素

环境工程建设主要包括了环境保护以及环境污染的处理等相关内容，按照环境保护的要求我们也需要制定出相应的规则，并且根据环境保护的基本要求来实现环境资源的可持续发展，从而更好的维护我们生存和发展的环境空间。

2.1自然环境逐渐的恶化

随着我国经济的快速发展，工业生产过程中产生的大量废气、废水、废弃物，以及人们日常生活中產生的大量生活垃圾、污水等都直接对生活环境造成了一定的污染，给环境工程建设的开展带来了极大的困难与阻碍。在社会经济快速发展的过程中，工业生产以及人们的日常生活都会产生大量的废物、废气以及废水的污染，这些污染对于自然环境的破坏也越来越严重，因此环境工程开展的过程中也会存在很大的困难。环境污染造成了危害，就会导致自然环境不断的恶化，直接影响着环境保护工作者的工作，环境污染问题的严重影响了环境工程工作者的工作，他们也会觉得这是一项长期的艰巨任务，很容易影响到工作者的心态，使其逐渐的失去了环境工程建设的耐心，如果工作状态不好就很容易失去工作的耐心，阻碍了环境工程建设的开展。

2.2人为因素带来的影响

在日常生活中人们对环境保护的意识完全不够重视，向环境排放废弃物的数量超过了环境的自净能力，导致环境质量下降，弃置到环境中的废物多而复杂，有些废弃物在环境中几乎不能降解。那么在环境工程建设过程中就会带来阻碍，在发展过程中，还要进行边治理边污染的状态。环境工程是自然环境和人文环境的统一，如果人们对环境保护的认识不到位，那么在工程建设过程中会出现边治理边污染的状态。

因此，人为因素给环境建设工程带来了一定的影响，相关人员要对其进行宣传工作，让人们能够意识到环境变化所带来的危害与危机，在日常活动中对污染进行减少，要对人为因素进行有效的控制，树立保护环境的意识，才能更加有利于环境工程的开展。

一定要做好宣传工作，让人们意识到环境变化带来的危机，减少人们在日常活动中给环境带来的污染，及时控制和保护周边环境，这样环境工程的开展工作才会更加顺利。

2.3生产因素带来的危害

在我国的经济发展中，工业发展起着至关重要的作用，工业对于社会发展起到了非常重要的推动作用，在工业快速发展的同时也对环境造成了一定的污染与伤害，由于在工业实际生产过程中，会产生一些有毒物质，例如一些有害气体，或者是有害液体，这些有毒物质如果处理的不及时不到位，并且在工业发展中未能对环境保护具有高度的重视，人们在进行工业生产时所产生的大量有害物质都直接排放到了自然环境中，这样也造成了大气污染、水污染以及土地污染等多种问题。这直接影响着土地环境、水环境等，在开展的过程中未能对其进行严格的监督与管理，保护环境的意识越来越低。

特别是我国正处在经济高速发展的时期，对于工业的依赖程度也相对较高，在这样的情况下进行环境保护和治理也会存在着很大的困难。

2.4环境工程自身的因素

对环境进行较好的建设，是人类发展过程中必须要达到的一个目标，也是人们可以长期发展的一个关键性问题。环境工程建设不仅会受到其他外界因素的影响，同时自身也存在着一定的问题，针对环境工程的实际建设来讲，除了有自然环境因素、工业生产因素、人为因素之外，还有环境工程自身的因素。比如，在实际建设的过程当中，建设水平不能满足实际需求、环境管理水平有待提高以及所用到的一系列环境治理技术比较落后等等，这些都会从一定程度上影响环境工程的发展，如果不及时进行改进，那么环境工程建设的质量也达不到相应的要求。

3在环境工程中采用微生物处理技术的运用

3.1对水质情况进行监测

在环境工程中采用微生物处理技术，对水资源进行检测，相对于传统的方法更加准确、高效。目前，我国的饮用水内存在的细菌比较普遍，例如大肠杆菌是最常见的一种微生物细菌，在我国的水质检测评价中具有高度的重视，并且制定了明确的规定。对水质的检测过程中，可以利用微生物处理技术对大肠杆菌存活率进行检测，再与国家标准的数据进行对比，如果一旦检测出水质中存在着一定的问题，就要对污染水质进行严格的处理与保护。因此，微生物处理技术在水质的检测中具有重要的作用。

利用微生物处理技术对工业废水和人类生活废水造成的环境污染治理，这种技术的应用成本相对較低，而且容易操作，对水质的净化也非常好。微生物处理水质的方法有：

3.1.1厌氧处理法

厌氧微生物可以在无氧环境下生存，那么将这些微生物置入废水中，就能够让废水中存在的有机物分解成CO2和CH4等物质。具体过程大概经过三个步骤：第一，水解发酵。这个环节主要是废水中的有机物在厌氧微生物的作用下被分解成较为简单的有机物，比如纤维物质在厌氧菌的作用下转化成蛋白质以及糖类等，然后再进一步转换成脂类以及氨基酸等物质，接着进行转换就能够转变成脂肪酸和甘油等物质。接着添加一些产酸菌，就能够将这些物质进一步转换成乙酸、丁酸以及醇类物质。参与这些发酵活动的微生物包括了拟杆菌属、真细菌以及双歧杆菌等厌氧微生物。第二，转化成乙酸或者氢气环节。这主要是利用产氢产酸菌将第一阶段中间衍生物如丙酸和丁酸和各种醇类等进行转换，形成乙酸和氢气，同时伴随二氧化碳气体产生。第三，转化成甲烷。在这个阶段主要是运用产甲烷菌将第二阶段生成的乙酸、氢气以及二氧化碳进行发酵反应转化成甲烷。其具体的处理方法包括了厌氧接触法、升流式厌氧污泥层反应器以及生物膜等方法。

3.1.2好氧处理法

这种方法就是将好氧微生物放置在拥有大量氧环境下，使之快速繁殖，然后通过好氧微生物对污水中的有机物进行氧化分解，从而转化成二氧化碳以及水和硝酸盐等物质，这样就能够实现对污水的净化。目前这种方法比较简单，而且灵活性较强，比如有活性污泥法以及生物转盘法等。

3.2对于固体废料的处理

在日常生活中会产生大量的固体生活垃圾，同时工业生产中也会产生一些固体垃圾，相关部门及人员未能对产生的固体垃圾进行及时处理，给环境带来一定的影响，造成巨大的污染。同时，固体垃圾会不断的产生大量的病菌，传统的固体垃圾处理方法与技术，无法对固体废料进行彻底的处理，会导致环境二次污染。对于固体垃圾的处理，可以在这些固体废物中置入大量的嗜热的微生物以及硝化细菌、纤维分解微生物等，然后再为这些微生物的快速生长提供一定的环境，并能够促进微生物反馈回路的形成。比如对于部分中温微生物，如果温度升高或者不能够适应该种微生物生长时，就能够变成负反馈机制，此时会抑制微生物的生长，然后嗜热微生物的在高热环境下活性增强，于是又再次形成正反馈回路，也就是高温微生物的数量快速增长会让温度出现升高，但是如果温度上升到一定程度，同样也会对嗜热菌构成负面影响，于是嗜热菌的数量增长就会变缓，最终让这个温度保持在一定范围之内。根据最新对不同微生物的研究表明，白腐真菌能够很好的分解含苯有毒污染物，所以注意这类真菌的培养则能够很好的分解固体垃圾。

但是采用微生物处理，可以对固体垃圾进行及时的处理，在固体垃圾处理过程中可以放置一些湿热型微生物对其进行分解，在高温的环境，对于微生物处理技术来讲，就很难进行繁殖与生长，但是一旦温度过高，就会使微生物的温度造成了一定的极限，会给微生物的生长带来一定的限制。因此，相关部门及人员要利用微生物发酵技术把生活及工业所产生的固体垃圾转化成肥料，从而降低了环境的污染。

3.3运用微生物对废气进行净化

微生物也能够对废气进行净化，对此第一，要对废气进行液相转换，然后通过液相环境置入微生物从而实现对废气进行降解，其中产生的代谢物则能够进入到液相环境中，部分可以作为细胞代谢能源，另一部分比如二氧化碳被析出。比如通过微生物净化二甲苯就可以在室温环境下进行，其中废气含有二甲苯的浓度达到了每立方米为250mg～2500mg之间，气流量则为每小时100L～400L，废气在空塔中的时间为28s～83s，该塔的阻力将为12.8Pa～40.9Pa之间，根据实验结果得出，该生物膜填料塔在处理含有二甲苯的废气具有良好的效果，总有效去除率达到了90%以上。

3.4固定化微生物技术

对于环境污染中的一些特殊的污染来讲，传统的处理技术未能满足特殊污染源的发展需求，利用固定化微生物技术，仍然遵循自然的处理方式，降解能力的固定化微生物，更好的把特殊污染源进行处理。固定化微生物技术在处理过程中，首先要对微生物进行科学合理的挑选;其次就是要把微生物固定在，在载体上，让微生物的密度保持在活跃的状态下，不会遭到破坏，让微生物进行大量的繁殖，结束之后更加有助于固液分离，降低了处理的时间。

这种方法能够解决普通微生物难以处理的废气以及废水问题。利用微生物固定化技术，将活炭核、海藻酸钙、N-假丝酵母进行混合，形成混合菌群，然后将其放置在不同含氧环境下对废水的净化处理进行研究，该废水主要是由生产土霉素产生，经过实验结果得出：通过固定微生物，温度和 pH 值的使用条件更加宽广，同时对有机物的降解能力也好于普通微生物。另外著名专家袁志文在自己的论述中分析了运用固定化微生物处理技术，发现生物脱臭塔在处理臭气的时间通常不大于13s，去除低浓度（每立方米小于1219mg）的甲硫醇气体效果极佳，能够达到99%以上。而且脱臭塔能够有效消解废气浓度和进气量增加可能引起的负荷冲击，因此适应能力也更强。

4结语

综上所述，随着我国经济的快速发展，工业污染给环境污染带来了极其的严重性，微生物处理技术的出现给环境污染问题提供了更多的方便，不仅可以对水质情况进行及时的检测，还可以对废水及固体废料进行有效的降解，针对于环境污染的各种因素都作出了巨大的贡献。

微生物处理技术在环境保护领域的应用越来越广，而且随着微生物技术的不断发展，未来微生物对于促进环保事业的发展无疑会做出越来越大的贡献，而且经济效益日益突出。在未来的发展过程中，应该不断完善理论知识，提高技术水平，以国内实际状况为基础，探讨出最科学的微生物技术，根治环境污染问题，保障生态环境。

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