微生物及微生物固定化在处理废水中的应用【文献综述】.doc

1、毕业论文 文献综述 生物工程 微生物及微生物固定化在处理废水中的应用 摘要 ： 微生物在污水净化和治理中已广泛得到应用，随着人类自身的发展及对微生物的认识也更加科学和量化。本文从我国水污染的现状出发综述了微生物处理污水的机理和净化水质的方式，详细介绍了常用的微生物处理污水的方法并对应用于污水处理的部分现代生物工程处理方法进行了概述，为工业化污水处理提供了参考。 关键词 ： 微生物；污水；处理；生物工程；固定化 1 我国水污染的现状及沼液处理状况 随着我国城镇化速度的加快，城市生活污水的比例高达 70%以上，人们日常生活 产生的污水主要含一些无毒有机物，如糖类、淀粉、油脂蛋白质和尿素等，其中含氮

2、、磷等植物营养元素较高。在一定的时间和空间范围内，这些污染物质大量排入天然水体并超过水体的自净能力，导致水体富营养化。进入水体的各种有机物使需氧菌大量繁殖，消耗溶解氧；也使得藻类及其他水生植物异常繁殖，引起水体透明度降低，溶解氧减少直至为零。此时，需氧菌死亡，厌氧菌大量繁殖继而分解，产生硫化氢、硫酸等物质，使水质恶化、水体的功能退化、生态结构破坏，这将会对我们所生存的环境产生长远的、无法估计的影响。所以，加强城市污水处理，对于保障城市 的可持续发展具有重要的社会意义和经济意义。 沼气发酵废水（沼液）一部分作为液肥施用于各种农作物，另一部分用于作物种子浸种处理，但用量很少。同时，沼液营养成分含量

3、低，施用量大，由于当前农村劳动力结构变化（老弱者在家务农、青壮年外出打工）和农民施肥观念的改变，农民多不愿花大量劳力施用沼液作为肥料。因而导致沼液不能得到有效处理和充分利用，造成四处漫溢，污染农村环境。 2 微生物处理污水的机理 利用微生物处理污水是以光合菌群和酵母菌群为主导，协同其它有益微生物共同作用，产生抗氧化物质，通过氧化还原发酵等途径分解氧化有 机物，把有害有毒物质转化为无害无毒物质。 3 微生物净化水质的方式 微生物用于污水处理一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解、转化的作用。其净水方式有： (1)降解作用， (2)共代谢， (3)去毒作用。但是，微生物的作用是复杂的，有些微生

4、物在进行净化作用的同时，也有毒化作用，从而产生新的污染。因此，在利用微生物进行净化的同时，要密切监视系统中有机物分解的中间产物和最终产物及其毒性。 4 微生物处理污水的方法 污水处理的方法很多，目前，按微生物降解的过程和产物的不同，微生物处理方法主要有好氧处理法、厌氧处理 法和氧化塘法。 5 现代生物工程处理法 自从 70 年代以来，生物工程学得到了不断发展，给污水处理带来了新的希望。如：高效降解菌处理污水、固定化细胞、利用基因工程菌处理污水。 从自然环境中，通过富集和驯化培养等技术，可以分离到降解污染物很强的微生物菌株，在实验室中经过物理和化学方法诱变，可以进一步提高这些菌株的降解能力。 李

5、艳芳，宋晓磊等在长期使用灭线磷的土壤中分离 灭线磷降解菌 DS-1并对其进行鉴定分析其降解特性 1。 杜春梅 ， 郭坤 ， 等 2通过对 两株水胺硫磷降解菌进行分离与鉴定，用于对有机磷农药的降解 。 固定 化微生物技术 3起始于 1959年，由 Hattori等人首次实现了大肠杆菌的固定化，此后发展迅速。该技术最初主要用于工业发酵， 20世纪 70年代以后，由于水污染严重，迫切需要一种高效、快速，能连续处理的废水处理技术，从而微生物固定化技术才在污水处理中得到广泛应用，效果较好，至今已经形成了较为完备的理论和方法，使得 微生物固定化技术在理论上 已经趋 向于成熟 4-6。 其中 膜 -生物反应

6、器 (Membrane Bioreactor,MBR)是 20世纪 60年代发展起来的一种新型高效污水生化处理工艺 ， 它具有占地面积少、出水 水质高、可回用等许多优点 ， 特别适合各种大型公共建筑生活污水和特殊工业废水的处理 7-9。 生物膜本身具有空间异质性 ； 并能够同时提供需氧和厌氧过程的空间 ， 从膜表面到内部存在溶解氧的浓度梯度现象 ， 相应有好氧、兼氧和厌氧多种状态 10， 其中 对同时有效去除有机碳及像氮和磷这样的有机物有巨大的潜力 11。 其中淹没式生物膜法在 80年代中期随着新型填料和载体的出现 ， 被广泛用于处理生活污水、垃圾渗滤液和工业废水 ， 与常规活性污泥法相比 ，

7、 其曝气池的水力停留时间短 ， 二沉池出水水质好 ， SS、 BOD5、 COD、 Cr和 NH3-N的去除效率高 ， 剩余污泥量相当少 ， 这样就大大降低了处理、处置及运行维护的费用 12。 王宝贞 ， 李高奇 等 13研究了 淹没式生物膜法污水处理厂的设计及运行。 微生物固定化在处理污水上优势和发挥的巨大作用使得出现了一大批不同的微生物固定方式。并在不同方面发挥了作用，且人们在处理污水上研究的课题也不相同。如 崔兵等 14研究了微生物固定化技术在处理高氨氮养殖污水中的作用 SBBR的出现是为了防止比生长速率小的微生物在水流波动过大的反应器中被淘洗出去而设计的，可以在单个反应器中控制厌氧、好

8、样、缺氧等工序，并取得较好的 同步脱氮磷的效果 15。 6 展望 由于微生物在污水处理方面有其独特的优势，因此利用微生物治理污水是今后环保产业的主攻方向，其应用前景广阔。但由于所用的微生物是天然微生物，处理效果不好。通过辐射诱变和化学诱变方法筛选出对污水有极高净化能力的高效微生物，是微生物处理方法的发展方向，在我国将有很大的发展前景。 参考文献 1 李艳芳 ,宋晓磊 ,季静 ,等 .灭线磷降解菌 DS-1的分离鉴定及其降解特性 J.中国农业 科学2010,43(8):12-15. 2 杜春梅 ,郭坤 ,杨慧 ,等 .两株 水胺硫磷降解菌的分离与鉴定 J.黑龙江大学自然科学学报2008,25(5

9、):610-613. 3 马 明 娟 , 陈冬 . 固 定 化 微生物技术 在 废 水 处 理 中的 研 究 与 应 用 J. 江 西 农 业 学报 ,2007,19(7):117-120. 4 王磊 ,兰淑澄 .固定化硝化菌去除氨氮的研究 J.环境科学 ,1997,3(18):18-23. 5 王磊 ,兰淑澄 .微生物固定化技术在污水生物脱氮中的应用 J.环境科学 ,1995,16(6):76-78. 6 任海波 , 汝少国 , 赵书国 , 等 . 养殖废水固定化微生物脱氮技术研究进展 J. 海洋科学 ,2004,28(4):66-69. 7 Brindle K,Stephenson T.

10、The application of memebrane bi2ological reactors for the treatment of wastewaterJ.Biotech and Bioeng,1996,49:601-610. 8 Chaize S,Huyard A. Membrane bioreactor on domesticwastewater treatment sludge production and modeling approachJ.Wat Sci Tech,1991,23:1591-1600. 9 Trove E Urbain V,Manem J.Treatmen

11、t of municipalwastewater by a membrane bioreactor:Results of a semi-industrial pilot-scale study J.Wat Sci Tech,1994,30(4):151-157. 10 徐峥勇 ,杨朝晖 ,曾光明 ,等 .单级序批式生物膜反应器 (SBBR)多途径生物脱氮研究 J.环境科学 ,2007,28(10):26-31. 11 Prenderg ast J.RodgersM. , Healy M. G. The e fficiency of a sequencing batch biofilm reac

12、tor in organic carbon and phosphorusJ.remova.Journal of Environmental Science and Health,2005,40(8):19-26. 12 LIUJ X, WANGBaozhen. Removal of nitrogen and phosphor rususing a new biofilm activated sludge process,Appropriate Waste Technology Waste Stabilization PondsA. Proceedings.2005,02(5):15-18. 13 王宝贞 ,李高奇 ,王琳 ,等 .淹没式生物膜法污水处理厂的设计及运行 D.中国科学院上海冶金研究所博士论文 ,2000,9-12. 14 崔兵 ,张玮 ,郦朝晖 .微生物固定化技术处理高氨氮养殖废水的应用 J.能源环境保护 ,2011,25(1):31-33. 15 王鳌杰 .新型 SBBR脱氮除磷试验研究 D.重庆大学硕士学位论文 ,2006,11-13.