浅议微生物处理技术在环境工程中的运用

摘要：随着城市化进程的不断推进，环境工程在处理大量污水的同时，还面临着臭气污染的问题。这不仅对周边环境产生严重影响，还可能对人体健康造成危害。因此，寻求有效处理污水和臭气污染问题的环境工程方法，成为当前污水处理行业亟待解决的问题之一。微生物技术作为一种绿色、环保的污水处理方法，具有很好的减排臭气效果。本文详细阐述了微生物技术在环境工程中的应用及环境工程方法，以期为同行提供参考。

关键词：微生物处理技术；环境工程；运用

引言

随着我国现代化进程的加快，生活垃圾数量逐渐增多，给环卫工作人员的垃圾处理工作带来了较大的挑战。传统填埋式垃圾处理容易产生渗滤液，会污染土壤、水源，需选择更加绿色环保的环境工程方式。微生物处理技术利用微生物将垃圾分解，经济效益、环境效益高，对保护生态环境、保障人民群众生活质量与维护身体健康具有十分重要的现实意义。

1微生物废水处理技术原理

微生物污水处理的基本原理主要是利用微生物的新陈代谢和降解作用分解有机污染物，或者通过吸附、螯合等作用使污染物被富集和沉淀，从而实现污染物的减毒、减量的效果，净化水源。微生物废水处理技术主要包括生物降解、生物转化和生物吸附三种机制，具体如下：

1.1生物降解作用

环境工程中含有的适合微生物生长的淀粉、糖类、蛋白质和脂肪等天然有机物主要通过好氧和厌氧两种途径被降解。在氧气充分的情况下，好氧微生物可以利用这些有机物为碳源，将其分解CO2、水和一些简单的有机物，并通过合成代谢将部分有机物转化为新的细胞物质。而在缺氧或无氧条件下，初级发酵细菌首先将蛋白质、脂类和碳水化合物这些大分子聚合物转化为单体。然后，厌氧微生物进一步分解为有机酸（丁酸、乙酸、丙酸）、醇类、乳酸等中间产物。最后通过产甲烷菌将这些中间产物转化为甲烷、CO2和氢气等代谢产物。

此外，有的微生物可以通过自身特殊的代谢作用将有毒的有机污染物降解为无机物。例如，Gove‐asLC等从炼油厂废水中分离到苯并芘假单胞菌，可以通过水杨酸途径将有机污染物多环芳烃苯并（a）芘降解为二羟基芘、萘-1，2-二羧酸、水杨酸和草酸。

1.2生物转化作用

生物转化作用是指污染物进入微生物体内，借助微生物自身的代谢系统，将微生物转化为无毒或低毒物质的过程。例如，芽孢杆菌、大肠杆菌可以将有毒的汞转化为无毒的汞化合物或者将高毒性的三价砷转化为低毒性的五价砷。

1.3生物吸附作用

在废水中的一些难以降解的污染物，例如合成有机物、金属盐类以及一些放射性物质，可通过微生物细胞表面或内部官能团的吸附特性得以去除。

2微生物污水处理技术的挑战

虽然微生物污水处理技术一种可行的技术，经常被用来清除环境中的毒素和农药、肥料等污染物。但是，在应用过程中其仍然存在许多缺点和挑战。1）微生物污水处理过程需要借助其本身的代谢活动，对环境的要求实际上非常苛刻。2）微生物污水处理是一个高度选择性的过程，这使得它很难应用于各种异生物质的处理，也难以应对具有复杂成分的对象。3）与未处理的污染物相比，微生物处理后的最终产物的毒性也存在一定的环境风险。筛选合适的微生物菌株或利用基因工程技术构建新的菌株是提高微生物污水处理效率，扩大微生物污水处理场景的关键。4）将微生物污水处理技术与物理或化学方法相结合，可以更大程度发挥微生物污水处理的优势。例如微生物吸附固定化技术，不仅提高微生物稳定性，也增强微生物的适应性。5）将多种微生物菌种进行合理搭配，构建功能微生物复合菌群也是扩大微生物应用场景的重要技术。

3微生物处理技术在环境工程中的运用

3.1微生物组的研究与新型发酵剂的开发

近年来，微生物组研究取得了显著进展，通过对处理系统中微生物群落的深入分析，研究人员能够更好地理解不同微生物之间的相互作用及其对处理效率的影响。优化微生物组可以显著提升处理效果，并减少副作用。相关研究工作者利用高通量测序技术，分析了堆肥化过程中的微生物组，发现特定的变形菌门菌群在有机物分解中发挥了关键作用。基于这些发现，通过优化堆肥条件，显著提高了处理效率。在环境工程领域，新型发酵剂的应用显著提升了处理效率和肥料质量。这些发酵剂通常由专门培养的微生物群体组成，包括乳酸菌、酵母菌和放线菌，其能加速分解粪便中的有机物。与传统处理方法相比，这些新型发酵剂能将处理时间从数月缩短至数周，从而显著提高发酵效率。此外，这些发酵剂还能改善处理后的肥料质量，通过分解氨气和硫化氢，减少臭味，并抑制有害微生物的生长，提升肥料的卫生安全性；还能有效提高肥料中的氮、磷和钾等关键营养成分含量，从而增强肥料的应用效果。

3.2生物吸附

微生物吸附是一种常见的污水处理技术，利用微生物的天然吸附能力，对污水中的有机物、重金属、N、P等有害物质进行吸附，从而净化污水。微生物吸附剂的选择和使用，需要根据污水的性质和处理要求进行科学合理的匹配，以达到良好的吸附效果。微生物吸附技术的优点在于其成本低、操作简便、效果显著。与传统的化学吸附方法相比，微生物吸附不需要使用大量的化学药剂，因此可以降低处理成本。同时，微生物吸附剂的使用量较少，可以减少对环境的污染。微生物吸附技术还具有可再生性，吸附剂可以通过一定的处理方式进行再生，从而达到循环利用的效果。

3.3好氧生物处理

在污水处理过程中，通过添加特定种类的好氧微生物，对污水中的有机物质进行高效的好氧降解。这种降解过程不仅能够有效去除污水中的有机物，还能产生可观的能量和CO2。好氧微生物在降解有机物的过程中，会消耗污水中的有机物质，将其转化为无害的物质，从而达到净化污水的目的。好氧降解技术的优势在于处理效果显著，能够大幅降低污水中的有机物含量。有机物是引起水体恶臭的主要因素，因此，降低有机物含量能够显著减少臭气的产生，改善污水处理设施周边的环境质量。好氧降解过程中产生的能量可以被回收利用，为污水处理设施提供动力，降低运行成本。而CO2则可以作为温室气体，用于农业生产，提高农作物的产量和品质。

3.4新污染物降解菌

近年来，人们发现了大量可以用于新污染物降解的微生物菌种。其中以黄孢原毛平革菌为代表的白腐真菌可以分泌过氧化物酶（PODs）和漆酶两类胞外酶，对抗生素（诺氟沙星）、农药（吡虫啉）、有机污染物（多环芳烃）等新污染物具有降解作用。变色栓菌、黄孢原毛平革菌、彩绒革盖菌具有降解卡马西平、敌草隆、氯贝酸几种新污染物的能力。研究表明，芽孢杆菌属和埃希菌属微生物具有土霉素降解功能。恶臭假单胞菌和斯氏假单胞菌具有降解苯、甲苯、乙苯等芳香族化合物的能力。

结束语

微生物技术在环境工程方面具有显著优势，通过选用高效微生物菌种、优化微生物菌群结构、控制关键参数、建立动态调控的微生物系统等方法，在一定程度上实现环境工程臭气的有效减排。

参考文献

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