微生物在环境保护中的应用
随着人类的物质文明和健康的需要，对环境要求越来越高，为了达到提高空气质量和水环境质量的要求，环境工程除用常规的处理设备和构筑物处理污废水外，还与天然的湿地组合处理；后来又发展到用人工湿地处理污废水，或用处理设备，构筑物与人工湿地组合对污废水进行深度处理。

顺应趋势，微生物也逐渐应用到环境保护中。

它与物理，化学法相比，具有经济，高效的优点，更重要的是可基本达到无害化。

现在浅谈微生物在环境工程中处理废水，废物，废气的应用：
微生物在废水处理中的应用：
生物处理根据其处理过程中氧的状况，可分为好氧处理系统与厌氧处理系统。

好氧处理系统
微生物在有氧条件下，吸附环境中的有机物，并将其氧化分解成无机物，使污水得到净化，同时合成细胞物质。

微生物在污水净化过程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。

活性污泥法：又称曝气法，是利用含有好氧微生物的活性污泥，在通气下使污水净化的生物学方法。

此法是现今处理有机废水的最主要的方法。

它是利用某些微生物在生长繁殖过程中形成表面积较大的菌胶团来大量絮凝和吸附污水中的有机物，并在氧的作用下，将这些物质同化为菌体的成分，或将其分解为CO2、水等物质，从而达到降低污水中有机污染物的目的。

所谓活性污泥是指由菌胶团形成菌、原生动物、有机和无机胶体及悬浮物组成的絮状体。

在污水处理过程中，它具有很强的吸附、氧化分解有机物或毒物的能力。

在静止状态时，又具有良好沉降性能。

活性污泥中的微生物主要是细菌，占微生物总数的90%～95%。

,并多以菌胶团的形式存在，具有很强的去除有机物的能力，原生动物起间接净化作用。

活性污泥法根据曝气方式不同，分多种方法，目前最常用的是完全混合曝气法。

污水进入曝气池后，活性污泥中的细菌等微生物大量繁殖，形成菌胶团絮状体，构成活性污泥骨架，原生动物附着其上，丝状细菌和真菌交织在一起，形成一个个颗粒状的活跃的微生物群体。

曝气池内不断充气、搅拌，形成泥水混合液，当废水与活性污泥接触时，废水中的有机物在很短时间内被吸附到活性污泥上，可溶性物质直接进入细胞内。

大分子有机物通过细胞产生的胞外酶将其降解成为小分子物质后再渗入细胞内。

进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下，经一系列生化反应，使有机物转化为CO2、H2O等简单无机物，同时产生能量。

微生物利用呼吸放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质，使菌体大量繁殖。

微生物不断进行生物氧化，环境中有机物不断减少，使污水得到净化。

生物膜法：生物膜法是模拟自然界中土壤自净的一种污水处理法，它是利用微生物群体附着在固体填料表面而形成的生物膜来处理污水的一种方法。

因此，生物膜法又称为固定膜法。

生物膜一般呈蓬松的絮状结构，微孔较多，表面积很大，有很强的吸附作用。

废水中的有机物流入时，被膜上的微生物吸附，进行生物降解，从而使废水得到净化。

生物膜随着微生物群体的生长增加而逐渐增厚，到一定程度时，它会由于受到水力的冲刷而不断剥落，同时又会不断地形成新的生物膜，而达到动态平衡。

生物膜的功能是分解水中的有机污染物，达到净化污水的目的。

能分解糖被
的好氧微生物首先在新的载体表面附着，并生长繁殖。

然后丝状细菌也附着生长。

这时原生动物也开始出现。

随着细菌生物量的不断增加，生物膜逐渐增厚，水体中的溶解氧不能扩散到生物膜的内层，这时兼性厌氧和厌氧微生物在内层开始生长繁殖，分解水体扩散进来的有机物和好氧微生物的代谢产物。

逐渐增厚的生物膜，随着糖被中多糖类物质的被分解和水力搅拌的作用，会产生脱落。

在脱落的地方，又有新的生物膜形成。

如此循环，不断进行有机污染物的分解，使污水得到净化。

厌氧处理系统
在缺氧条件下，利用厌氧菌(包括兼性厌氧菌)分解污水中有机污染物的方法，又称厌氧消化或厌氧发酵法。

因为发酵产物产生甲烷，又称甲烷发酵。

此法既能消除环境污染，又能开发生物能源，所以倍受人们重视。

污水厌氧发酵是一个极为复杂的生态系统，它涉及多种交替作用的菌群，各要求不同的基质和条件，形成复杂的生态体系。

微生物在处理废气中的应用：
废气的微生物净化原理
利用微生物在新陈代谢过程中需要营养进行生化反应的作用，使废气中的污染物得到分解，将有害物质转化为少害或无害物质。

微生物在利用废气污染物的过程中，一部分将其分解转化合成为新的细胞的成分，而另一部分通过分解产生能量，供微生物生长繁殖之用。

废气净化中的微生物
废气净化中的微生物种群，随废气环境改变而有所不同。

一般地讲，按照获取营养的方式不同，用于降解废气的微生物可分为两类：自养微生物和异养微生物，但主要是使用异养微生物进行废气净化。

在异养微生物中，以细菌为主，丝状真菌次之。

在细菌中，主要是芽孢杆菌科、假单胞菌属等。

放线菌中以链霉菌属为代表。

真菌中常见的有毛霉属、曲霉属、青霉属、根霉属和交链孢霉属等。

在异养微生物中，根据需氧情况不同，可分为好氧微生物和厌氧微生物两类。

好氧微生物以分子氧为呼吸链的最终电子受体，利用分解废气中的有机污染物，合成新细胞，转化为少害或无害物质。

厌氧微生物首先由产酸菌将大分子有机污染物分解氧化成小分子酸、醇、酮等，然后甲烷菌把这类小分子物质氧化成CH4，CO2，H2S ，NH3和H2O等。

微生物净化废气的方法
微生物能氧化废气中有机污染物，产生CO2和H2O等物质，但这一过程难在气相中进行。

因此在净化过程中，首先要将气体污染物由气相转移到液相或固相表面，然后再由微生物吸附分解。

利用微生物净化废气的方法有两种：生物吸收法和生物过滤法。

生物吸收法：生物吸收法是利用微生物、营养物和水组成的微生物吸收液处理废气。

生物吸收装置主要由吸收器和废水生物反应器两部分组成。

待处理的污物从吸收器底部进入，与水逆流接触，加快吸收过程。

污染物被吸收液吸收以后，净化后的气体从吸收器顶部排出，污染有机物的水从吸收器底部流出，进入生物反应器，经微生物处理再生后再循环使用。

生物过滤法：生物过滤法是用固体颗粒吸收废气中的污染物，然后由附着在固体过滤材料表面的微生物将污染物转化为无害物质。

常用的固体颗粒有土壤、堆肥或专门设计的生物过滤装置。

生物过滤装置常有堆肥滤池、土壤滤池和微生物过滤箱等形式。

微生物过滤箱为封闭式装置，由箱体、生物活性床层、喷
水器组成。

床层由多种有机物混合制成的颗粒状载体构成。

一部分微生物附着在载体表面，一部分悬浮于床层水体中。

废气从过滤装置下部进入，通过附着在固体颗粒表面的微生物，废气中的有机污染物被分解成CO2、H2O、NO3等，从而达到净化的目的
微生物在废物处理中的应用：
目前城市主要可以分为三大类：化学法（如絮凝沉淀法）、物理法（过滤）和生物法（如活性污泥法）。

这三类方法也可以结合使用。

在污染物的处理中，虽然物理、化学方法作出了一定的贡献，但由于这些方法存在投资大、成本高、二次污染的问题，而逐渐被生物法所代替。

可见微生物有非凡之效。

现在发展了新的城市垃圾生物处理工艺。

这种工艺是先经过过筛，回收可再生资源后，引入具有特定功能的微生物（主要是一些能高效降解有机物质，如纤维素、脂肪、蛋白质的微生物）进行好氧处理或厌氧发酵，加速发酵过程，同时还可以收集所产生的沼气。

经过充分发酵后的垃圾是一种很好的农业肥料。

如果实现垃圾处理工厂化，可以使发酵周期缩短（1-2星期），并且处理量较大。

发酵过程可以实现全自动化控制，发酵后形成的肥料的质量也能得到保证。