微生物在污泥无害化处理中的应用

发布时间: 2022-03-12 08:38:30 浏览：次

摘要：指出了作为自然界中的“天然清道夫”，微生物是无处不在的，在整个生态循环过程中，微生物主要充当分解者的角色。在污泥无害化处理、资源再利用以及环境保护方面，微生物都有着不可替代的作用。主要从污泥堆肥、剔除重金属、脱氮除硫3个方面分别阐释了微生物在污泥无害化处理中的应用。

关键词：微生物;污泥;堆肥;重金属;脱氮除硫

中图分类号：TU992.3

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2018）10-0117-02

1引言

科学技术的不断进步，带动了经济的持续发展，使人们的生活水平迈向了一个新的台阶，当人们的经济水平得到满足的同时，也越来越认识到新型城市现代化建设带来的水资源问题。我国每年的污水排放量也呈现趋势化的增加，这也直接导致污泥的产生量急剧增长。在利用物理法、化学法和生物法等方法在处理污水时产生的沉淀物、颗粒物和悬浮物，统一称为污泥。作为污水处理过程中的必然产物，污泥是由大量微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物等组成的集合体。除去90%以上的水分，污泥中还含有难降解的有机物、重金属以及病原体、寄生虫等，因此必须及时有效的处理污泥，才能避免由于污水造成的二次污染。如何通过科学的方法将成分复杂，产量又相对巨大的污泥，将它处理成可以再次利用的无害化资源，是当今整个污水行业中面临的重大课题和挑战。微生物支撑着整个地球上的物质循环和生命的持续，其多样性被应用于监视和预测环境变化。早在100多年前就有利用好氧微生物处理污水与废水的记载，但真正使用生物修复技术处理环境污染物至今不到30年的历史，自20世纪80年代以来，微生物修复技术不断取得新的进展，成为环境科学研究的热点与前沿。

2微生物在污泥堆肥中的应用

堆肥是利用微生物在适宜的条件下通过发酵将各种动植物残体降解转化成一种有机肥料。传统的堆肥方法发酵周期比较长，产出效率低，营养成分含量少，在堆肥过程中产生恶臭味等不同方面的问题。因此可以通过向堆肥中接种微生物，改变微生物的群落特征，加速堆体中有机质的降解，进而提高堆肥的产出效率。

王彦杰等在环境平均最高温度10℃和最低温度-8℃的条件下，通过接种WSC和SS两种微生物菌剂，发现半纤维素的含量分别减少了74.4%和67.2%，纖维素的含量分别减少了57.3%和48.8%，GI值呈现上升趋势，表明在一定的低温环境下微生物菌剂可以促进堆肥的腐熟。牛明芬等发现相对于普通堆肥，含有微生物菌剂的堆肥升温时间快，高温时间持续长，并且含量越高，处理效果越明显。李杰等从牛粪堆肥的温度、含水率、pH值、总有机碳、全氮、全磷、全钾、种子发芽指数等各项指标为切入点，证明了不同成分的微生物菌剂对堆肥的影响，为实际生产中提供了理论指导。

3生物淋滤法在踢除污泥中重金属的应用

虽然污泥中含有大量的有机质和无机物等成分，但是其中的硫化物可以高度的富集重金属，因此污泥中含有的重金属元素限制了它在农业方面的安全使用口3。相比较于无机酸或有机络合剂等化学方法，生物淋滤法具有成本低、耗酸少、去除重金属效率高等优势，因此备受关注。

生物淋滤法主要是利用氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans）和氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）等细菌微生物，通过氧化污泥中的铁和硫，从而升高氧化还原电位，降低pH值，使重金属溶解，然后将溶解后的重金属淋滤出来，达到降低污泥中重金属含量的效果。

邹塞等将污泥经过16d的反应过程，其中Cu、Zn、Pb的最大溶出率分别为66.2%、63.9%、30.8%，并且发现淋滤过程的速度和效果，跟pH值有很大的关系，pH值为6的时候重金属溶出率较高。李桃等以氧化硫硫杆菌为功能微生物对自然干化污泥展开研究，Cu、Zn、As、Cd和Cr的去除率都得到提高，并且在整个处理过程中污泥中的有机质、全氮、全磷、全钾的损失率比较低。此项研究不仅大幅度地去除了污泥中的重金属，还保证了污泥中的养分没有流失。黄明通过对氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的动力学方程和生物沥滤影响因素等方面的详细研究，得出了两种微生物的最佳运行条件。定量分析了污泥重金属的潜在生态危害性，发现沥滤后的污泥重金属生态危害指数大幅度降低。

4生物同步脱氮除硫在废水处理中的应用

钢铁、造纸、玻璃制造、肉类等行业排放的废水中含有高浓度的氮硫类物质。硫酸盐在水体沉积过程中会被还原为有毒有害的硫化物。废水中的高浓度的氨氮会导致水体富营养化，并且在一定的条件下会转化为强致癌物质亚硝酸盐，对人体健康和水体生物极其不利。

传统的生物脱氮技术是硝化一反硝化，在废水体系中硝化细菌没有竞争优势，而且对外界环境非常敏感，脱氮效果不是很好。硫酸盐还原菌和硫化物氧化菌可以在水体中进行生物脱硫，但是会导致污泥的产生量变大，给后续的处理带来了新的问题。基于两种方法的特点，人们提出了同步生物脱氮除硫工艺，在厌氧条件下.无色硫细菌以硫化物为电子供体，以硝酸盐为电子受体，将硫化物和硝酸盐或亚硝酸盐转化为单质硫和氮气，通过“以废制废”的方式实现了同时去除废水中硫和氮的目标，具有非常广阔的研究前景。

蔡靖等经过研究发现同步脱氮除硫工艺具有很高的硫化物和硝酸盐转化潜能，可以耐受较高的硫化物浓度，去除率可保持在90%以上，但是对硝酸盐浓度的耐受性较差。从目前的研究成果来看，进水的氮硫比、碱度、pH值对微生物脱硫产物和工艺的稳定性影响非常重要。蔡靖等研究了3个硫氮比所对应的指标值，其中以硫氮比5：2的条件下，硫化物和硝酸盐的去除率分别为99.8%和95.2%。由于同步脱氮除硫反应产碱，反应液的pH值会随着容积内硫化物的去除速率的升高而升高，因此在其它的硫氮比条件下脱氮效果会变得不稳定。同时研究发现，将反应液pH值控制在7.0±0.1，碱度控制在（454.1±40.5）mg/L，脱氮除硫菌的生长和代谢较高。利用微生物研究同步脱氮除硫工艺技术，最关键的是筛选高效率的功能菌，不断优化出最佳的生产条件。

5结语

利用微生物之间的协同代谢作用处理自然界中的污泥廢水等污染物，是一个生态循环的过程。它可以将污泥中的有毒有害物质快速分解成能被环境吸收利用的有机成分，既提高了污泥的利用率，又降低了对环境的破坏程度，还能实现废物再利用。随着科学技术的进步以及人们对微生物降解污泥机理的不断深入研究，未来将会呈现出越来越多的微生物污泥处理工艺。就目前的处理方法来看，如何培育出更高效，专一性能更好，更能适应多变环境的优质微生物菌种是当今面临的主要问题之一。利用微生物处理污泥废水等污染物具有非常广阔的发展前景，它既实现了污泥的无害化处理，又实现了资源的再利用，无论是对科学研究还是工业生产及环境保护都具有很深远的指导意义和广泛的应用价值。

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