有效微生物技術在城市環(huán)境治理領域中的應用

承中雪

摘 要：環(huán)境污染問題是二十一世紀的時代話題。環(huán)境污染，無論是大氣污染，水污染均對城市的發(fā)展及人們的生產生活造成極其消極的影響。城市的快速發(fā)展必然導致污染的出現，如何在發(fā)展過程中保護環(huán)境，并對已然出現的污染問題進行高效的治理，是現行社會亟待解決的重要問題。隨著科學技術的發(fā)展，有效微生物技術逐漸受到人們的青睞，其特有的高效與便捷性，對治理環(huán)境污染具有極大的推進作用。文章結合工作經驗，淺談有效微生物技術在城市環(huán)境治理領域中的應用。

關鍵詞：有效微生物；環(huán)境治理；污水處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.209

微生物是生物界廣泛存在的一種特有群體，其大部分體積小，肉眼難以觀察，但又在我們的生活中無處不在，并時時刻刻影響著我們。微生物繁殖迅速，數量巨多，在代謝過程中，即能將大量對環(huán)境造成威脅的有機物或有毒物質，轉變?yōu)橛幸嬗谏鷳B(tài)平衡的無機物。有效微生物技術在治理城市污染時，具有適用范圍廣泛，成本低，周期短且沒有二次污染的顯著優(yōu)勢，通過微生物治理后，凈化土壤、空氣和水，有效改善了城市的生態(tài)環(huán)境。

1 有效微生物對大氣的治理

1.1 大氣污染的危害

大氣污染并非一個新穎的話題，但大氣污染對人類生產、生活的危害性是不言自明的。隨著社會經濟的發(fā)展，社會生產產生的各類污染氣體大量排放在空氣中，雖然某些污染源已經受到嚴格的控制，但總體上對大氣的污染量并沒有減緩[1]。大氣污染反應出各類非自然現狀，其中尤為突出，且對環(huán)境危害最大的是酸雨。眾所周知，正常雨水，其pH值徘徊于6，而酸雨的pH值低于5.6，一般在5～3之間，最低的為2.1。酸雨的危害性十分明顯，比如說，北歐風景旖旎的挪威、瑞典，就曾受到酸雨的危害，而導致兩國死去（生物學角度）將近兩萬個湖泊，有接近一萬個湖泊面臨著酸雨的威脅。在我國，物產豐盈且經濟發(fā)達的長江中下游地區(qū)，也同樣受到酸雨的危害，嚴重影響到我國農業(yè)的正常運行和第二產業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1.2 有效微生物對大氣污染的治理原理

微生物技術在治理大氣污染問題時，不會造成二次污染，而且在經濟上可行，因而是治理大氣的重要研究領域。首先，微生物對二氧化硫的治理。不言而喻，二氧化硫是污染大氣的主要污染源之一，其在物理層面上以吸附的形式存在，在化學層面上則轉變?yōu)榱蛩?。在微生物的促進作用下，發(fā)生：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4的反應。在吸收液中，二價鐵離子與三價鐵離子之間相互轉化，促使發(fā)生：Fe2（SO4）3+SO2+2H2O==2FeSO4+2H2SO4。三價鐵離子具有強氧化性，在濃度越高的情況下，其脫硫的速度越快。此外，三價鐵離子轉變?yōu)槎r鐵離子后，可再次被營養(yǎng)液中微生物利用，使其轉變?yōu)槿齼r鐵離子，繼而再次吸收二氧化硫[2]。其次，有效微生物技術的除臭原理。我們在城市生活中聞到的臭味，其實質是有機物分解后釋放出具有刺激性氣味的氣體，如一氧化氮、二氧化硫氣體等。利用微生物除臭，也就是利用微生物的生命活動，加快有機物的分解，使其快速轉變?yōu)樗?、二氧化碳、無機物等。比如說，脫氧菌可利用NOX作為氮源，在存在外加碳源的狀態(tài)下，可將NOX轉變?yōu)榭諝庵谐蔀樽疃嗟牡獨猓谵D化NOX的過程中，脫氧菌也獲得了生長繁殖。

2 微生物對城市垃圾的治理

2.1 城市垃圾現狀分析

城市垃圾（一般指代固定生活垃圾）處理是現行城市持續(xù)發(fā)展與繁榮的重要事項之一。在中古時代的城市，除非是經濟特別發(fā)達且人口密度巨大的城市，否則一般城市不會發(fā)生垃圾“包圍”城市的情況。究其原因，一方面是中古時代的自然環(huán)境良好，生態(tài)對人類行為的承載力度較強，人類行為不會對大自然造成難以支撐的負擔；另一方面，中古時代城市規(guī)模有限，人口密度較低，因而造成的城市垃圾數量較少，此外，中古時代人們產生的城市垃圾，大多數都是便于生態(tài)化解的“自然”產品，因而也有利于處理及化解。現代以來，隨著經濟的發(fā)展，城市化進程腳步的加快，城市生活垃圾數量巨大，據相關數據表明：我國城市每年產生的垃圾，其質量在1.4億噸以上，并且以10%/年的速度遞增[3]?，F代人們在日常生活中使用后丟棄的垃圾，大多數是化學制品，降解速度慢，周期十分長。為此，大量城市垃圾的處理，導致城市周邊聚集了堆積如山的垃圾，利用微生物技術治理垃圾的趨勢勢在必行。

2.2 城市垃圾的處理方法

對于城市垃圾的處理，不同的地區(qū)針對其自身實際情況，創(chuàng)造性的衍生出許多方法手段。比如說，平原地區(qū)的城市，在將垃圾分類之后，將其堆積成小山狀，夯實并加工，在其表面覆蓋泥土，移栽花卉，從而建設成人們休閑娛樂的好去處。有的城市利用垃圾發(fā)電，廢物利用，將其轉化為人們須臾不可缺少的電力資源。但是，無論是填滿、堆肥、焚燒還是用于發(fā)電，一方面是經濟成本過高，難以進行普遍的推廣；另一方面則是處理結果不如人意，容易造成二次污染，影響到城市的水源、土壤及空氣質量等。利用微生物技術處理城市垃圾，首先是進行篩選，將一部分可利用的垃圾回收再次利用，其次是針對垃圾的屬性，針對性、指向性的使用不同的微生物技術。比如，塑料垃圾需要降解纖維，有機物垃圾需要降解蛋白質、脂肪等，因而可對其分門別類的處理，讓微生物充分發(fā)揮出好氧、厭氧的反應，加速其發(fā)酵。大部分生活垃圾都能產生沼氣，其可用于城市能源需求方面，而經過微生物發(fā)酵后的垃圾，大部分也富含無機礦物質，可作為農業(yè)肥料，運輸到城市郊區(qū)進行農業(yè)生產[4]。隨著科技的進步，在利用微生物發(fā)酵垃圾時，可實現自動化操作流程，因而能有效提升其工作效率。

3 微生物對污水的治理

3.1 微生物對城市污水的治理

水是人們賴以生存的重要資源，水污染治理是城市發(fā)展的重要事業(yè)之一。城市污水，除來源于人們的家庭生活用水外，還有工業(yè)生產過程中產生的廢水、養(yǎng)殖廢水，這些廢水的排放造成納污水體水質受到影響，并且含氮、含磷廢水排至地表水體造成水體富營養(yǎng)化。一言以蔽之，水源污染類型多樣，污染范圍廣泛，因而必須得以高度重視?，F代以來，隨著人們對生活品質的不斷提高，人們的環(huán)保、健康意識也日益強烈。對于工業(yè)生產過程中產生的廢水、生活過程中產生的生活污水等，都必須達到國家及地方標準才能向外排放。然而，在生態(tài)環(huán)境下，水循環(huán)的過程必定難以跟上城市污水的排放量，自然降解過程不能滿足污水排放造成的水質影響，借助人力而治理污水是必然之舉。Homestake礦山是較早使用微生物技術處理工業(yè)廢水的典型例子。早在上世紀七十年代中期，Homestake礦山就將過濾后的廢水聚集在一個大池子中，這些廢水大多帶有重金屬、氰化物等毒性，利用微生物處理，能在九成半以上去掉廢水里的氰化物、重金屬及硫氰酸鹽，廢水的危害性大幅度降低，排放后經過生態(tài)處理，基本能夠循環(huán)使用。

3.2 微生物對污水治理的工藝原理

污水中的污染物質成分極其復雜，一般生活污水的主要成分是代謝廢物和食物殘渣，工業(yè)廢水可能含有較多的金屬、酚類、甲醛等化學物質，此外污水中還含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒，污水的生物處理就是以污水中的混合微生物群體作為工作主體，對污水中的各種有機污染物進行吸收、轉化，同時通過擴散、吸附、凝聚、氧化分解、沉淀等作用，以去除水中的污染物。因此，污水生物處理實際上是水體自凈的強化，不同的是，在去除了污水中的污染物后，必須將微生物從出水中分離出來，這種分離主要是通過微生物本身的絮凝和原生動物、輪蟲等的吞食作用完成的。

微生物對污水的治理工藝，可按照三個級別開展。首先，一級處理。利用微生物進行污水一級處理，旨在去掉水中的固體物質，也即是SS。一般而言，污水中普遍含有大量的固體物質，有的污水雖然看似清澈，但是靜態(tài)一段時間后，就會沉淀出大量的沉淀物。污水處理工序較為繁多，而污水量也較大，為此，去掉水中的固定物質，能有效防止下水管道的堵塞，減輕后續(xù)固定負荷，盡可能保持系統的容積量。其次，二級處理。在經過一級處理后的污水，進入到微生物反應池后，可在微生物的代謝作用下，深層次去掉污水中的可溶性有機物，一般可去掉80%至90%的BOD。從微生物角度考量，在二級處理時，可將其分為好氧、厭氧兩大類型。好氧微生物在有氧的狀態(tài)下，能快速吸附水環(huán)境中的有機物，并將其轉化為無機物。無機物聚集在一起，在過濾后即能使水體得到凈化[5]。厭氧微生物在缺氧的狀態(tài)下消化或發(fā)酵有機物。這種處理方法所占據的場地較小，處理后的污泥較少，因而深受人們的歡迎。其三，三級處理。在一級、二級去掉水體的固態(tài)物質及有機物以后，三級處理就要分解掉水體中的重金屬物質及難以降解的無機物。最為常見的是水體富營養(yǎng)化，其中含有大量的氮、磷化合物，可通過微生物的處理將其轉變?yōu)镹H3，或者以磷酸鈣、磷酸鐵的形式沉淀。

4 結語

有效微生物技術是治理城市環(huán)境的一種高效手段。無論是對于水體、垃圾還是大氣而言，都具有廣闊的發(fā)展前景。有效微生物技術具備管理簡捷、操作方便，去污染高效的特點，而在治理中出現的臭味、設備損耗等，也具有顯著的優(yōu)勢。

參考文獻：

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