微生物处理技术在环境工程中的运用

李 砾

（苏州市宏宇环境科技股份有限公司，江苏 苏州 215000）

环境工程作为二十一世纪重点发展的高科技之一，也是改善恶劣生态环境的必备手段。在环境工程中，应用微生物处理技术可以提高环保工作的管理效率，提高环境保护效益。而且，合理利用微生物技术可以使环境工程质量更加环保，同时，在实践中对于优化生态系统也具有重要意义。

1 环保工程与微生物技术概述

环境工程作为一门复杂的学科，主要包括环境污染防治方法。在实际防治过程中，其主要内容包括对废气、废水和废物的研究。随着社会的进步，科学技术的发展，进一步扩大了环境的研究范围，形成了对大气、水、固体废物和生态系统等的综合治理。在实际应用中，要综合使用物理、化学、生物处理方法进行环境污染治理，主要体现在资源消耗、化学污染、沙漠化、臭氧层破坏等。环境工程是一项复杂的系统，涉及废物回收、工艺改革、无害的闭环生产，也包括管理环境发展，是环境友好的重要体现。而人是环境的主体，生物或非生物体是环境发展的要素。同时，环境又是人类生存的环境，也是生物体或非生物体在资源保护中的支撑因素。

微生物转化的本质是某种微生物将一种物质（底物）转化成为另一种物质（产物）的过程，这一过程是由某种微生物产生的一种或几种特殊的胞外或胞内酶，作为生物催化剂进行的一种或几种化学反应，简而言之，即为一种利用微生物酶或微生物本身的合成技术。微生物技术在环保中的应用主要体现在：污水的生物净化、对固体污染物的降解和对化学污染的分解。

2 微生物处理技术的优势

微生物技术上是一种有别于其他生物技术的先进技术，既具有生物技术的特性和优势，还不同于物理化学技术。微生物技术在应用中的优势主要体现在，对于污染物的分解显著，且对污染物有很强的吸附能力。在环境工程中，该技术在净化水体时可取得显著的效果，还可以对污水进行全面的处理。微生物处理技术在实际应用中，与以往常规的物理化学技术相比，成本较低，不需要投入太多资金，其投入成本仅为物理化学技术的30%～50%。因此，在实际应用中，可以节省很多的资金和资源，有效提高了环境工程的经济效率。在实际处理过程中，因不同的微生物会有不同的代谢，所以能分解各种污染物。由微生物的繁殖能力很强，繁殖周期短，能适应各种复杂的环境，可为不同的物质创造出酶来满足污染降解。因此，微生物处理技术的优势在于环保效果好，无二次污染。

3 微生物处理技术的原理

在应用微生物处理技术的过程中，生物除臭是模拟有机生物的降解过程，是以填料为载体，附着培养微生物，使臭气通过使用的填料，来分解气味的成分，达到去除气味的目的。生物除臭是通过将处理后气味的微生物固定在过滤层，使待处理的芳香气体到达填料表面。而挥发性有机污染物被填料吸收，微生物被代谢分解，分解成无机物质和细胞成分，从而释放出二氧化碳。总的来说，微生物处理技术是生物膜理论在传统吸收双膜理论上提出的。

在微生物处理技术的应用中，需要根据经验实地调研和分析污染源。根据净化的运行原理考虑，可采用密封结构处理，再考虑生物氧化系统对气体进行净化。由于氧化系统一次性投资较大，所以在实际应用中要适当选择。但经过长期分析，其经济效益很明显，社会效益也较好。且在异味处理中，要考虑到对操作者身体的影响，一定要在环境中放置除臭剂以去除周围异味，同时，要检查设备防止泄漏。

新型的生物氧化方法，是相对成熟的生物氧化的改进技术。其设备比较先进，是比较综合的处理方法，也是一种比较经济的处理方法，且在处理中基本上没有二次污染。在处理过程中，由细菌氧化消除异味，气味会被细菌成功被吸收，还可以根据处理情况来控制细菌的数量，实用性比较好。而处理后的环境和生态均可达到相应的标准要求，但整个材料必须要耐腐蚀，要根据处理量选择管道；管道的直径应尽可能小，便于气量集中清洗。而且，由于管径小，寒冷天气无需蓄热，节省了成本和清洗的投入。在实际应用中，由于微生物工艺的去除效率高，处理彻底，非常适用于对处理要求较高的项目。

需要注意的是，合适的湿度是微生物生长的必要条件，如果过低，会导致失水失活；如果湿度过高，会增加阻力，使微生物转化为含氧，会减慢降解速度。因此，要采用先进的设备，自动控制过滤湿度，为微生物提供适宜的环境。

4 环境污染的主要因素

环境污染会影响自然界内生物的生存和安全，破坏自然平衡，对生态系统的功能产生影响。其中，人为因素是造成环境污染的主要原因之一。由于人们在日常生活中缺乏环保意识，随意堆放、丢弃垃圾，随意处置，这在一定程度上造成了严重的环境污染。而工业生产也是环境污染的主要因素之一。在社会发展的进程中，为了促进经济发展，会加大工业生产的速度，而随着工业生产的迅猛发展，却使环境污染问题逐渐加剧。因此，认知保护环境的重要性，对于环保工程的发展具有重要意义。

5 微生物技术在环境工程中的具体运用

5.1 用于水质监测

水资源与人们的生产生活息息相关，也是社会发展的资源之一。水质安全问题会影响人类健康，也会影响社会进步。水污染的原因是工业排放的废水对河流系统和地下水资源造成了一定污染，而应用微生物技术在进行水质监测过程中起到了重要作用。随着科学技术的发展，人们生活水平日益提高，也使废水中的污染物质日益复杂化。在众多的废水中，重金属废水会对人们身体健康构成严重威胁。在应用微生物技术监测水质时，要考虑水质的pH值，且在测量水质的pH值后，要选择相应的净化方法来对水体进行处理。对于目前的水污染，大肠杆菌是最常见的细菌，这类细菌会污染饮用水的水质，而微生物处理技术是通过发酵，使大肠杆菌形成酸性气体，以此来检测水内大肠杆菌的存在比率，再通过与国家标准数据比较，来具体分析水质的安全情况。与其他检测方法相比，微生物技术检测效果更好，其检测结果更为准确性。

5.2 防治水污染

水污染是环境污染中最严重的情况，而河流系统和地下水又是水资源的主要来源，所以，防治水污染势在必行。当前，排放的污水、废气会在一定程度上严重污染水体，危害人体健康，其中，水体中的氮、磷超标会严重影响环境安全，还会对水产品造成影响。从这方面来说，应用微生物技术主要是去除氮、磷元素。在应用微生物处理技术处理水污染时，可通过低温降解吸收氮磷，以此来达到净化废水的目的。而工业生产废水中也会含有碳氢化合物，同样会影响水质和安全。在应用微生物技术净化污染时，可将耐冷酚类与萘胺降解菌结合，以此处理水中的碳氢化合物，再使用A/O废水处理，可有效减少水中的碳氢化合 物[1]。

5.3 处理固体垃圾

由于固体垃圾会在环境中长期存在，从而产生大量细菌，对环境造成了严重污染。且固体垃圾的成分较复杂，很难从污染物中完全去除，同时，也会在一定程度上加剧污染。而应用环境工程中的其他处理技术，难以达到理想的效果，还会造成二次污染。因此，利用微生物技术处理固体垃圾，其中的湿微生物实现了固体废物的分解，同时，可将分解的物质作为生产原料。在实际应用中，微生物处理可更好地保证固体垃圾的净化效果，在高温环境下，固体垃圾上的细菌被完全消灭，但在使用前，要注意微生物技术的应用条件，这样才能更好地保证微生物技术的应用效果[2]。

5.4 固化微生物

固化微生物是微生物技术的重要部分。在实践中，要遵循自然清洁的原则，以固化微生物来清洁污染源。固化微生物可用于固体废物的处理，与一般微生物技术相比，固化微生物具有更明显的效果。需要注意的是，在应用固化微生物技术处理之前，要先了解固体废物的成分，再根据固体废物的成分选择相应的固化微生物。固化微生物是指使微生物保持活跃状态，通过提高微生物的繁殖率来增加数量，以此达到净化的最佳效果。在固体废物进行处理后，要检查污染的影响，并详细记录微生物的数量和处理效果，以为固化微生物提供参考。在实际应用中，要不断提高微生物的处理技术，力争使该技术发挥出重要作用。因此，在未来的发展中要持续研发和更新技术，以更好地满足环境保护的需求[3]。

5.5 厌氧消化

厌氧发酵是将微生物置于厌氧条件下，将有机物分解，并转化为甲烷和二氧化碳。在转化过程中，来自分解有机碳的能量会转化为甲烷，由此转化为更稳定的腐殖质。厌氧消化分为液化、酸化、产乙酸、产甲烷，其每个阶段都有独特的微生物群。其中，在液化阶段，会分解纤维素的细菌、分解细菌和水解蛋白质，在胞外酶的作用下，不溶性聚合物会转化为可溶性单体，而发酵液化包括在产酸会产生大量的发酵细菌；进而产乙酸产氢菌会发挥作用，确保其过程顺利进行。由于细菌是非产甲烷细菌，其在产甲烷阶段起着重要作用。因此，该技术可有效处理垃圾，从而有效改善环境污染问题。

厌氧消化是细菌细胞与基质接触反应，其混合反应非常重要，是通过混合方法实现去除污染物的目标。在实际处理过程，是将富含消化菌的污泥与消化污泥混合，使其加快反应速度，并保持温度和pH值的恒定，防止温度和pH值变化影响消到化细菌。在实际应用中，沼气池和厌氧+湿地处理是可以得到充分应用的。沼气池则是通过降解粪便产生沼气，这样既可以为居民提供可使用的能源，又减少了环境污染。而污水处理沼气池则快速处理污水，以保证污水的处理质量，经处理合格后的水，在排放符合国家标准要求后可用于农田灌溉，实现了资源的循环利用和无害化处理。在采用厌氧处理作为污水预处理时，可与处理厂相结合，提高其处理效果。此外，厌氧湿地对于处理生活污水效果良好，可有效去除废水中的氮、磷、氨氮，使污水达到排放要求。在采用好氧+厌氧+湿地工艺时，可构建废水联合处理工艺，以此达到提高脱氮、脱磷效率，稳定废水水质的效果。而采用厌氧发酵可以提高生活污水的处理效果[4]。

5.6 处理恶臭气体

在污水处理中，臭气是来自污水站的污泥，因其含有重金属与难处理的有机物，所以，会含有大量的病毒、细菌、藻类和其他微生物。由于泥浆含水量高，易腐烂，所以会散发出难闻的气味，这些臭气对人体有害，会损害人体的呼吸系统、内分泌和神经系统，甚至会危及生命。在实际处理时，在对气味进行分析之前，要先进行采样。为了保证分析的准确性，保证采样效率，可借助专门的设备进行检测，并将气味浓度稀释到明显的比例，以显示气味的强度，并根据与气味强度相对应的模式，将气味强度分级，最后用仪器分析气体样品的成分和浓度，然后进行相应处理[5]。

6 结语

综上所述，微生物技术是一种具有净化效果较好和更清洁的方法。其作为环境污染的治理技术，在环境工程发展中发挥重要的作用。随着经济的发展，工业化进程持续推进，环境污染也越来越突出。在此背景下，要结合实际情况，合理将微生物应用在环境工程中，以此有效清洁工业废物，并实时了解水质、污染和大气情况，这对于改善环境有很大帮助。当前，我国微生物技术在环境工程中的应用时间较短，虽然说取得了阶段性进展，但在理论上仍有提升空间，与发达国家相比，还需要进一步提高。因此，要实时总结经验，并结合环境的管理情况加大研究力度，并合理应用与情况相适应的微生物计划，以此为自然环境绿色无污染地发展奠定良好基础。