微生物技术在污水处理中的应用

学共价键连接,从而使微生物成为生物吸附剂。这种方法稳定性好,但操作控制难度大。交联法类似于共价结合法,只是交联法采用的载体是非水溶性的,如戊二醛。包埋法是最常用的方法,按包埋系数的结构可分为凝胶包埋法和微胶裹法,即将生物细胞包裹于凝胶的小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内,如聚丙烯酰胺凝胶(ACAM)、海藻酸钙、卡拉胶、环氧树脂、琼脂糖胶和聚乙烯醇(PVA)等。不过,交联法微生物反应活性损失较大,且采用的交联剂大都比较昂贵,因此应用受到一定限制。1.2固定化技术优点与普通悬浮生物处理法相比,固定化技术的优点是:能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷、减少处理装置容积;污泥产量少;可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;抗毒物毒性强;对水质及pH的变化有较好的稳定性。这些优点使固定化技术在废水处理中受到重视,特别是在难降解和有毒废水处理中表现出更大的潜力。国内外学者对固定化技术在废水处理中的应用进行了大量的研究。根据所固定微生物的种类的不同,固定化方法也有所不同。常用的方法主要有3种:载体结合法、包埋法和交联法。其中载体结合法中的物理吸附法和包埋法是目前研究最广泛的方法。1.3固定化技术在废水处理中的应用(1)有色废水脱色。韩树琴等[9]以琼脂为载体固定蜡状芽孢杆菌45号,连续处理酸性红B溶液,当进水浓度为42.1mg/L时,出水平均脱色率为87%。黄晓维等用自制的多孔陶珠,刘志培等以聚乙烯醇固定混合脱色菌,都取得了较好的脱色效果。李雷等研究了用活性炭固定化细菌处理经活性污泥曝气处理后的印染废水,其最终出水CODCr<50mg/L,色度<4.5倍。牛志卿等采用聚集交联法固定化紫色非硫光合菌用于处理活性艳红X3B染液,连续运转45d,脱色率保持80%左右。张琳等采用同样的方法将高效脱色菌群固定在活性污泥上,形成絮状立体网状微观结构。固定化脱色菌活性污泥的脱色酶活力较未经固定的活性污泥提高70%左右。在厌氧条件下,对针织厂印染废水色度的平均去除率为77.3%,CODCr平均去除率为65.1%。梁沈平等采用凹凸棒粘土颗粒和塑料环为载体固定的高效脱色菌,大大缩短了反应时间,提高脱色率。(2)处理洗涤剂废水。蒋立锐等[10]用ACAM凝胶包埋假单胞杆菌B3菌株,对合成洗涤剂废水中的LAS,去除率达60%。李彤等用PVA硼酸化法包埋经富集得到的降解LAS的细菌菌系,处理洗衣粉废水中的LAS,适合条件下,LAS的去除率可达90%以上。(3)处理制药废水。王蕾等[11]研究了用固定化球和厌氧好氧工艺处理四环素结晶母液,COD和四环素的去除率均为96%,容积负荷(COD)2.07kg/(m3·d),较普通法提高16.3%,产气量提高4.57倍。黄霞等也进行了类似的研究。陈敏等以PVA包埋活性炭与微生物,对有机磷农药水胺硫磷的降解进行研究。初始浓度为1300～2500mg/L时,去除率为55%～72%。其最终产物为CO2、H2O、NH3、H2S和H3PO4等无机物。Heitkamp等用硅藻土吸附固定3种假单胞菌的混合菌处理对硝基苯酚(PNP),HRT为48～58min时,PNP的去除效率为0.99～1.1mg/(h·g)。2微生物酸化废水处理技术2.1微生物酸化废水法技术原理复杂的有机物水解发酵为有机酸,可使溶液的pH值下降,利用这种发酵预处理制浆造纸黑液,使其pH值下降适合后续的生化处理,即所谓的“微生物酸化法”。微生物酸化是近年来发展起来的新型废水处理技术,因众多的微生物能将天然的纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪酸化,转化为小分子化合物,亦能将合成高分子物质转化为易于好氧生物降解的低分子化合物。微生物酸化作用是依靠一系列水化分解、酶系统、微生物代谢反应互为条件、互相促进来完成的,实质是一种酶促生化反应。实验证明经微生物酸化,污水CODCr去除率达14%～19%,出水VFA增量达2.00倍以上。2.2微生物酸化技术应用[12]微生物酸化法对pH值不太高的石灰法和碱法稀黑液的厌氧预处理是很有效的,对pH值高的碱法黑液也适用。微生物酸化不仅能去除30%左右的有机物,而且能提高有机物的可生化性,使其易于下一步811重庆工商大学学报(自然科学版)第22卷中国城镇水网www.chinacitywater.org好氧生物的分解。因此微生物酸化单元能够节省好氧段单元的鼓风量与能耗,能降低约40%的单元运行费用。由于水解酸化菌能够分解起泡物质,因此,下一段的泡沫较少,也不会溢出池外或在空中飘舞。酸化池一般不需曝气与搅拌,也没有异味与气泡。生物酸化段对致病菌的去除率很高,因此,生物酸化段可改善处理站周围的大气环境质量,也有利于提高最终出水的卫生状态。3微生物絮凝剂技术3.1微生物絮凝技术原理微生物絮凝剂主要是一类微生物产生的代谢产物(具有絮凝功能且能