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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流微生物在污水处理中的研究现状.精品文档.环境微生物资源原理与应用课程论文学号：1007300418姓名：唐光程专业：计算机-网络-信息安全2011年11月微生物在污水处理中的研究现状摘要：利用微生物来处理污水作为一种新的污水处理方法，具有原料丰富，成本低，易于分离回收，处理效率高，无二次污染等优点，是目前国内外研究较多的一种方法。本文从微生物对污水的处理机理等方面论述了细菌、真菌、藻类三大类微生物在污水处理中的研究现状。水是整个生物圈中重要的环境因素，地球上70%的表面为水所覆盖。扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水资源后，世界上现
2、实可利用的淡水资源量很少，并且分布极不均衡。据监测，目前全世界多数地下水受到一定程度的污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，还严重威胁到人类的饮水安全和身体健康。在当今环境问题中，水体污染治理己成为人们头疼的一大难题。尤其是近期全球科技和工农业生产的发展还带来了一些无法预料的新污染物质，如农药、增塑剂、洗涤剂等。众所周知，用物理的方法(如打捞)虽可清除部分污染物，但对氨氮、亚硝酸盐等化学污染物以及禽畜粪便等的处理难以奏效，用化学的方法则易造成二次污染。随着科学技术的发展，与物理、化学等处理方法不同的是利用能够“吃”污的微生物控制污染技
3、术近年来逐渐受到重视，并在污水处理等领域得到广泛应用。污水的微生物处理在污水处理领域中占有重要地位。微生物具有体积小、表面积大、繁殖力强等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。污水中有机物含量高，可供给微生物生长繁殖所需要的营养。污水中的微生物多数为腐生型细菌和原生动物，能够在天然水体的自净和污水处理中发挥作用，达到降解水中的污染物,净化水质的目的。传统的生物处理主要有活性污泥法和生物膜法等,其所用的微生物是通过自然培养驯化得到的,即根据具体的进水水质和运行工艺这两个具体条件,采用自然淘汰的方式,将不符合该条件的微生物淘汰,最终只保留在该条件下能整体存活并发展壮大的菌种。这种方法成本低廉,但
4、存在着很多不足:对污染物的降解能力差。微生物是通过自然培养驯化保留下来的,有一部分能与污水中污染物的降解和工艺条件要求相匹配,也有一部分不相匹配,还有一部分降解污染物所需要的微生物,因为不符合工艺条件而被淘汰,因而影响了整体的处理效果。微生物自然培养驯化需要的时间很长,特别是当附近没有别的污水处理厂提供接种污泥而采用自行培养时,需要的时间更长。如遇气温低的季节,甚至会导致培养驯化工作的失败。抗冲击性能差。对水质和环境条件变化的适应性能差,处理效果不稳定,严重时会导致微生物系统的彻底破坏。20世纪70年代以来，生物工程得到不断发展，微生物处理污水的方法不断推陈出新，针对不同类型的污水的处理方法也
5、有所不同，现阶段的研究方向主要有：活性污泥法：作为世界上应用最为广泛的污水生物处理技术，具有技术成熟、工艺种类多、污水处理效果良好等特点，但是活性污泥法在处理污水的同时一直存在一个最大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥。剩余污泥中含有病原体、重金属及有机物等对环境有害的物质，处置不当会引起环境的二次污染。目前的处置处理技术主要有卫生填埋、农用、土地利用、焚烧等，随着法律法规对污泥处置的要求越来越严格和环境保护的发展，己不能适应污水处理厂生产的需要，造成污水处理厂污泥处置的压力将越来越大，成为世界各国面临的日益严重的污泥问题。针对污水处理厂的剩余污泥问题，国内、外许多学者进行了各种各样的探索和研究
6、，提出了多种技术路线，并取得了很多成果。其中，污泥减量化是20世纪90年代提出的解决剩余污泥问题的新概念，它是通过采用物理、化学和生物等手段，在保证污水处理厂生物处理系统运行效果的前提下，使处理过程中所产生的污泥量降低。近年的研究主要包括：解偶联技术、维持代谢技术、溶胞技术和微型动物捕食技术，以及各种物理、化学预处理技术等。但是，已有的污泥减量技术在实现污泥减量过程中不能与现有的污水处理厂的工艺相一致，需要进行改造和调整，并可能产生新的问题，因此不能在污水处理厂得到实际应用。本文针对污水处理厂的污泥问题，通过在污水处理过程中加入专门的微生物，强化活性污泥中微生物的组成和功能，促进有机污染物分解
7、和对死亡微生物菌体不断再分解，使剩余污泥的产生量大幅度的减少，减少后续的剩余污泥处理，实现从源头控制污水处理厂剩余污泥产生量。微生物的强化过程仅改变活性污泥的微生物的组成和功能，不改变污水处理厂的工艺和运行条件，具有较好的适应能力，是剩余污泥源头减量技术的发展方向。低温菌处理污水：当水温低于10时,活性污泥的沉降性能和吸附能力变差，这主要是因为低温下微生物生长繁殖速度下降，酶活性下降。而我国北方地区冬季寒冷漫长，低温菌的开发能显著推动寒冷地区的污水处理。研究采用平板稀释分离法，在4低温条件下由鲤鱼鱼肠分离得到耐低温菌株，考察420下对模拟生活污水COD降解的效果，结果筛选得到一株高效气单孢菌，
8、经60天驯化后将菌株接种于模拟生活污水溶液中, 4、100 r/min条件下震荡通气培养24h，对模拟生活污水的降解率可达60%以上，同时该菌株生长较快，显示出用于寒冷地区污水处理的可行性。通过模拟自然降温过程，由30至25至18至11至8，每48h降温并接种一次，测定生物量和培养基中磷的变化，筛选出两株在各温度条件下除磷效果稳定、生物量基本稳定的假单胞菌。同时设定不同pH、曝气时间和微量元素浓度，经试验确定pH是影响菌株除磷的主要因素。这些研究可以为寒冷地区废水除磷处理系统的净化能力和运行的稳定性提供技术支持。生物膜修复：生物膜修复是依靠附着在固体表面滤料介质上生长繁殖的微生物来净化有机物的
9、好氧处理方法。微生物能附着在固体介质表面上,对水质变化适应性强,并且处理效率高(因为附在上面的微生物种类较多)，降解产物污泥量少。研究表明，生物膜法可显著去除氨氮(去除率达80% )和CODcr。实验结果证明，随着C/N的增加,系统NH4+-N的去除率在93%以上。采用生物膜法处理养殖废水,挂膜周期短,去除水体中有机物、有害氮化合物的效率高.与传统的活性污泥法相比，生物膜法具有操作方便、剩余污泥少、抗冲击负荷和适用于小型污水处理等特点,但也存在不足,如需要较多的填料和支撑结构，容易产生厌氧等。微生物磁效应处理污水：磁场对于磁性物质和带电物体会产生力的作用,生物体一般或多或少带有各自的生物电或含
10、有磁性物质。当微生物处于磁场中时,就会产生一种力来影响微生物的运动以及内外部特性。趋磁性细菌是一类能够沿着磁力线运动的特殊细菌,其细胞内含有对磁场具有敏感性的磁小体起导向作用。在北半球分离到的趋磁性细菌会向地理北极(即地磁南极S)移动;在南半球分离到的趋磁性细菌会向地理南极(即地磁北极N)移动;而在赤道附近则既有趋向S极,也有趋向N极的。据报导有些微生物还会在磁场的作用下作加速或减速运动。在活性污泥法处理模拟废水的反应器外壁设置一磁场,发现水处理效率比无磁场时提高44%。用磁粉强化活性污泥法(MPIAS)处理餐饮污水的效果优于传统的活性污泥法,CODCr和浊度去除率有较大提高，污泥沉降性能有明
11、显的改善；磁粉适宜加入量为075 g/L，磁粉粒度最好小于10um。与平行活性污泥方法相比，COD去除率可提高15%左右,处理后流出液透光率(97% 99% )比传统活性污泥法(70% 80% )高；同时污泥耐毒性也有所增加,还可改善污泥絮体结构和沉降性能,减少污泥流失,提高回流污泥浓度,使曝气池混合液悬浮固体(MLSS)浓度维持较高水平，从而增大容积负荷和处理效率，平衡微生物的生长与死亡，防止污泥膨胀。人工湿地处理污水：用人工湿地来处理城市污水是发达国家近10年才兴起的生态处理法,它是为处理污水而人为地在有一定长宽比和底面坡度的洼地上用土壤和填料(如砾石等)混合组成填料床,污水可以在床体的填
12、料缝隙中流动或在床体表面流动,并在床体表面种植性能好,成活率高,抗水性强,生长周期长,美观及具有经济价值的水生植物(如芦苇,蒲草等),形成一个独特的动植物生态体系。人工湿地能够利用基质、微生物、植物这个复合生态系统的物理、化学和生物三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对废水的高效净化和水环境的修复,同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环,促进绿色植物生长并使其增产,实现废水的资源化与无害化。用微生物对环境治理尤其是对污水进行处理在世界上己得到广泛应用，因其低能耗高效率等优点，它是今后环保产业的主攻方向。当今世界,环保领域成为科技竞争的新阵地,污水处理作为其
13、重要组成部分也有重要的战略意义,我们有理由相信,微生物污水处理将有着广阔的发展前景。参考文献：1.张贤光.絮凝剂微生物强化处理校园污水的研究.东北大学.2007.2.李俊.微生物菌剂对污水处理厂的污泥减量的影响研究.西南大学.2008.3.李杰等.高效微生物在污水生化处理中的研究.西安建筑科技大学.2006.4.梁锦雄.城市河湖水域污水自繁衍微生物净化技术. 武汉大学污水生化处理工程技术研究中心.2009.5.黄小兰,陈建耀.微生物应用于污水污泥处理的研究.中山大学.2010.6.陈秀莉,张伟.微生物在污水处理中的应用. 内蒙古科技大学包头师范学院生物科学与技术学院.2010.7.常思静,景春娥,赵旭,薛林贵.我国利用微生物处理城市污水的新进展. 兰州交通大学化学与生物工程学院.2009.8.安燕. 微生物磁效应及其强化废/污水生物处理的研究进展.华南理工大学化工与能源学院.2007.9.崔丽,张贤光,胡筱敏.多功能混合菌剂处理模拟生活污水研究关.东北大学环境工程系.2007.10.李慎瑰,赵以军,程凯.湿地植物根际微生物处理生活污水的模型规模研究. 华中师范大学城市水环境生态学湖北省重点实验室.2009.11.蔡勋江,范洪波,吕斯濠,熊幼林.高效微生物菌剂用于城镇污水分散式处理的研究. 华南理工大学环境科学与工程学院, 东莞理工学院, 东莞圣源科技环保有限公司.2010.