微生物在污水处理中的应用研究
摘要水污染问题是环境污染的主要问题之一，已经受到社会大众的广泛关注。

在污水处理工艺中，微生物处理技术显现出明显的优势，已经得到了广泛研究。

基于此，本文探讨了微生物在污水处理中的应用，详述了微生物在污水处理中所使用的技术，并对微生物在污水处理中存在的问题进行了讨论，以此供大家分享交流。

关键词微生物；污水处理；原理；应用；问题
1 微生物污水处理机制与净化原理
针对不同的污染物，微生物的净化方式也有所差异，主要包括以下三种：①降解有机物，部分细菌、真菌、藻类可通过吞食将污水中一些复杂的有机物转化为简单的无机物分子，从而实现各种生命元素在自然中的循环，维持生态平衡。

这种方式可有效处理尿素、氨基酸、蛋白质等含氮有机物，从而净化城市生活污水。

②代谢作用，污水中存在大量不能被微生物食用的有机污染物，其中有些可以作为代谢能源来维持微生物的生命活动。

例如，一些放线菌和杆菌在从广泛存在于餐厅污水的脂肪中获取新陈代谢所需能量的过程实际上也起到了污水净化的作用。

③祛毒素作用，微生物主要通过改变污染物的分子结构减弱其毒性。

如对于洗衣粉中的有毒磷元素，微生物可以通过将无机磷酸盐拆分为无毒性的有机酸和二氧化碳来去除。

但是由于污水成分和微生物分解过程都较为复杂，这种处理方式可能产生有毒的中间物质，造成二次污染，因此在应用过程中必须要进行严格的监视[1]。

2 微生物污水处理技术的应用
2.1 微生物吸附技术
微生物吸附技术是利用某些微生物的化学结构特性，将自身或者其分泌物与污水中的悬浮物质结合在一起，形成一种活性生物吸附剂，再人为地进行固液分离。

这种技术较为新颖，并且价格低廉，目前多应用于大面积重金属污水的处理。

微生物吸附技术在应用过程中受到很多因素的影响：①温度和pH值：这两个因素会严重影响污水中重金属离子的化学状态和微生物的活性，从而影响氧化还原过程和沉淀反应等；②吸附时间：研究表明，微生物吸附重金属的过程仅需几个小时，适当延长吸附时间可以提高吸附效率，因此在应用中要在保持细胞活性的前提下适当平衡吸附时间；③共存离子，污水的成分往往较为复杂，净化水质的一个关键在于保留原有的无害物质，如钙离子、钠离子、钾离子等轻金属离子，这就需要对污水成分和微生物的吸附性做一个全面的了解，防止过渡净化。

2.2 微生物絮凝技术
微生物在生长和代谢过程中会产生一些功能性多糖和糖蛋白等具有絮凝功能的高分子有机物，可用于污水污泥的处理，有些微生物本身也是高效的絮凝剂，20世纪80年代从红平红球菌得到的NOC-1使其研究最详尽、效果最好的生物絮凝剂。

絮凝技术主要可以应用于：①农业污水处理，农业废水中BOD含量较多，因而处理难度较高，传统处理技术难以奏效，而微生物絮凝剂对TN和TOC的去除率达到45%和75%，在一定程度上提高了处理效果；②废水脱色处理，可溶性色素的去除一直是废水处理的难点，絮凝剂通过对色素的絮凝沉淀来实现污水脱色，处理后的水质澄澈透明，方法也相对安全高效。

微生物絮凝剂作为无毒环保的污水处理用剂，应用前景广阔，但是其成本相对较高，技术上也面临更高的难度，因此这种方式目前仍未实现普遍應用。

2.3 固定化酶和固定化细菌技术
固定化酶和固定化细菌技术统称为固定化微生物技术，它指的是在保持生物活性的前提下，通过将游离的微生物固定于限定的载体来提高微生物浓度并反复利用的方法。

固定方式包括包埋法、交联法、自固定化法、符合固定化法等，这种技术的优点在于微生物密度高、设备小型化、产物易分离，成本较低，目前被广泛应用于包括水污染、大气污染、土壤污染在内的环境污染问题。

总体来说，固定化技术应用的限制较少，但是在一些复杂的污水处理问题中，为了保证治理效率和循环利用，微生物和载体都必须具备高度的环境适应能力，因此针对不同的水质，要合理选择微生物和载体。

2.4 高效降解菌技术
高效降解菌技术实际上是对以上三种技术的延伸，高效降解菌指的是利用生物工程的培养技术，对具有降解能力的细菌进行一段时间的人工培育和多代选择，最终得到强化的菌群。

相比于原始的降解菌来说，经过培育和筛选的菌群具备更强的适应能力和繁殖能力，污水处理的效率也大大增强[2]。

除了同种菌类的培育，不同细菌的共同培养也是当前生物技术研究的一个重要领域，它旨在将不同细菌的特性结合在一起形成一种更为高效和全面的污水处理技术。

但是这种技术可能会引发一些未知的生物风险，在相关研究不够深入的前提下绝不可贸然应用于实践当中。

3 微生物在污水处理应用中存在的问题
3.1 污水处理微生物菌剂菌种结构单一
当前市场上的污水处理菌剂多样，包括氨氮去除剂、COD降解剂、反硝化菌剂等，它们之中大多只含有1种或2种不同种类的微生物，这些微生物大多是一些常见的微生物种群，对某些特定环境中的易处理的污水能够有较好的效果，
而对于一些含有大量难以降解的污染物，比如芳香烃、抗生素等的污水以及极端环境下（比如高盐污水）的处理效果不佳，对于含芳香烃、抗生素及高盐等环境下降解污染物的微生物选择是研究的主要方向。

3.2 低温条件下微生物作用效率低
微生物发挥作用需要一定的温度条件，对于北方一些低温地区，温度过低往往会影响微生物的繁殖效率、代谢活性，导致微生物对污染物的分解效率降低，最终导致污水处理成本增加。

因此，筛选低温条件下的具有相应降解功能的微生物也是目前研究的热点。

4 结束语
随着环境保护意识的深入，人们对水质要求的提高，水处理将面临着更大的挑战。

微生物在污水处理中担当了非常重要的角色。

随着研究力度的增大，相信微生物技术在水处理领域将会有更加广阔的应用前景，为人们的健康生活贡献更多的力量。

参考文献
[1] 曹菊梅.微生物处理城市污水的应用研究[J].科教文汇（下旬刊），2011，（02）：199-200.
[2] 朱启忠，张玉波.微生物固定化技术与污水处理[J].资源开发与市场，2010，26（07）：585-588..。