環(huán)境工程中微生物的應(yīng)用

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摘要：在科技水平突飛猛進(jìn)發(fā)展的背景下，各種高科技技術(shù)成果在人們生活領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。微生物更適合應(yīng)用在環(huán)保領(lǐng)域中。通過(guò)微生物可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程的污染治理，不僅能獲得良好的治理成效，還不需要消耗太多的成本，并且有效抑制了二次污染?；诖?，本文首先分析了環(huán)境工程技術(shù)，其次針對(duì)微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，希望通過(guò)本文的分析能為業(yè)內(nèi)人士提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：微生物；環(huán)境工程；廢氣處理；污水處理；二次污染

隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，雖然促進(jìn)了工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，但隨之而來(lái)的是環(huán)境污染問(wèn)題愈加嚴(yán)重。無(wú)論是傳統(tǒng)的物理處理技術(shù)，還是化學(xué)處理技術(shù)，都無(wú)法有效抑制環(huán)境污染，更為嚴(yán)重的還會(huì)誘發(fā)二次污染。因此，為了妥善解決以上問(wèn)題，相關(guān)人士對(duì)此類問(wèn)題逐漸加大了研究力度，發(fā)現(xiàn)可以利用微生物的降解、代謝或富集，有效消除工業(yè)生產(chǎn)階段所產(chǎn)生的化合物[1]。由于微生物自身具有獨(dú)特的生物修復(fù)功能，能夠改善與優(yōu)化環(huán)境，使環(huán)境得到再生。也正是由于微生物處理技術(shù)在環(huán)境污染處理中的良好效果，使得其在環(huán)境工程中得到了廣泛的應(yīng)用。

1環(huán)境工程技術(shù)

環(huán)境工程技術(shù)作為環(huán)境工程建設(shè)的重要組成部分，在實(shí)際應(yīng)用階段，工作人員要深入了解環(huán)境工程的實(shí)際工作，并擬定可行性參考文件，為相關(guān)部門(mén)順利開(kāi)展環(huán)境保護(hù)工作提供幫助。擬定環(huán)境工程參考文件固然重要，但其實(shí)施也不容忽視。目前，在環(huán)境問(wèn)題日益突出的背景下，規(guī)范環(huán)境工程技術(shù)的應(yīng)用顯得尤為重要，相關(guān)部門(mén)在具體應(yīng)用階段，要由第三方部門(mén)對(duì)環(huán)境保護(hù)的落實(shí)情況進(jìn)行有效監(jiān)督[2]。環(huán)境工程技術(shù)本質(zhì)主要是以環(huán)境保護(hù)為主。因此，在實(shí)施階段，工作人員要遵循因地制宜的原則，合理調(diào)整具體內(nèi)容。簡(jiǎn)而言之，在擬定環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范的同時(shí)，也要確保其具備一定的可調(diào)整性，為環(huán)境保護(hù)工作的有效進(jìn)行提供幫助。如今，環(huán)境保護(hù)工作力度不斷加大，在改善環(huán)境的同時(shí)，我們也要結(jié)合實(shí)際情況，不斷完善與優(yōu)化環(huán)境工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)達(dá)到改善城市環(huán)境的目的。想要為環(huán)境工程建設(shè)的持續(xù)進(jìn)行提供保障，還需要出臺(tái)規(guī)范的指導(dǎo)文件，加強(qiáng)材料的驗(yàn)收。材料選擇、施工內(nèi)容和方案設(shè)計(jì)是環(huán)境工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和具體要求。所以應(yīng)從這些建設(shè)的源頭入手，加強(qiáng)綠色建設(shè)的推廣和利用，有效提高污染防治效果。微生物在環(huán)境工程中可以發(fā)揮出至關(guān)重要的作用，對(duì)此需要引起相關(guān)工作者的高度重視，并結(jié)合環(huán)境工程的實(shí)際情況，充分發(fā)揮微生物的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)微生物進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)、廢水處理、凈化空氣，可以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的，以此保證我國(guó)生態(tài)環(huán)境的平衡[3]。

2微生物在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用

2.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)中微生物的應(yīng)用

水質(zhì)監(jiān)測(cè)作為環(huán)境工程項(xiàng)目落實(shí)的基礎(chǔ)，合理開(kāi)展水質(zhì)監(jiān)測(cè)，不僅能充分掌握水資源的基本情況，還能深入分析水資源內(nèi)部存在的種種威脅因素，能夠準(zhǔn)確且全面地辨別水質(zhì)是否存在問(wèn)題。現(xiàn)階段，我國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，大腸桿菌數(shù)量最低標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為三級(jí)，也就是每升不得超出五萬(wàn)。通過(guò)發(fā)酵法能夠有效檢測(cè)大腸菌群，借助大腸菌群，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)乳糖發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)氣等特點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而獲得可度量產(chǎn)酸。產(chǎn)氣量可利用化學(xué)反應(yīng)公式對(duì)水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，應(yīng)用與微生物相關(guān)的技術(shù)主要體現(xiàn)在檢測(cè)各類微生物數(shù)量方面，測(cè)定大腸桿菌就是一項(xiàng)重要內(nèi)容，它與水質(zhì)情況有著密不可分的聯(lián)系[4]。因此，工作人員需要對(duì)其具體分析，水中大腸桿菌群測(cè)定如圖1所示。

2.2環(huán)境監(jiān)測(cè)中微生物酶的應(yīng)用

借助生物酶可制作酶電極，微生物酶在應(yīng)用階段的作用較為突出，不僅能深入分析環(huán)境中所有污染物質(zhì)，而且也能辨別其污染程度。比如在皮狀絲孢酵母中提取的酚羥化酶，可將其控制在氧電極附近，制作而成酶電極檢驗(yàn)粉，工作人員可借助微生物菌株，通過(guò)夾層方式制作微生物膜和氧電極組合而成的BOD傳感器。此類傳感器不僅所需時(shí)間短，且操作難度不大，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)環(huán)境的有效檢測(cè)并加以控制。實(shí)踐證明，BOD傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用成效較為顯著，能夠在很大程度上提升環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量[5]。

2.3廢水處理中微生物的應(yīng)用

廢水處理作為環(huán)境工程中需要高度重視的一個(gè)問(wèn)題，也是微生物應(yīng)用在環(huán)境工程中的重要組成部分。好氧處理與厭氧處理是微生物廢水處理中的關(guān)鍵技術(shù)，下面將對(duì)其進(jìn)行分析。

2.3.1厭氧處理技術(shù)厭氧生物處理技術(shù)是將污水中大分子有機(jī)物，利用厭氧菌有效降低為低分子化合物，從而轉(zhuǎn)換而成二氧化碳。具體可從以下幾點(diǎn)入手：首先要進(jìn)行水解發(fā)酵，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化氫氣，最后轉(zhuǎn)化為甲烷。值得注意的是，厭氧接觸方式、生物膜以及升流式厭氧污泥層反應(yīng)器都是厭氧處理技術(shù)的重要方式。

2.3.2好氧處理技術(shù)所謂好氧處理技術(shù)，主要是在含有大量氧的區(qū)域放置好氧微生物，以此來(lái)增加微生物的繁殖速度，從而達(dá)到降解有機(jī)物的作用。好氧微處理與厭氧微處理的區(qū)別在于對(duì)于厭氧微處理無(wú)法處理的有機(jī)物，好氧微生物能夠有效地對(duì)其進(jìn)行氧化分解，進(jìn)一步將其轉(zhuǎn)換成危害較小或者零危害的物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)凈化環(huán)境的目的。此外，活性污泥法以及生物轉(zhuǎn)盤(pán)法等方式都是好氧微生物中的常見(jiàn)處理方式。值得注意的是，在實(shí)際應(yīng)用階段，要以廢水處理的真實(shí)需求為基礎(chǔ)，合理選擇微生物類型，充分發(fā)揮其在廢水中產(chǎn)生的效用，徹底清除廢水中含有的有機(jī)物等污染源，從根源上降低或者避免產(chǎn)生隱患的概率。無(wú)論應(yīng)用哪一種處理方式，都要嚴(yán)格把控具體的處理手段，加強(qiáng)提升其在廢水處理中的反應(yīng)效果。生物膜法流程圖詳見(jiàn)圖2。

2.4利用微生物發(fā)酵將固體垃圾轉(zhuǎn)化為肥料

針對(duì)固體垃圾的處理，可利用微生物對(duì)其進(jìn)行發(fā)酵，不但能實(shí)現(xiàn)降解控制，而且在對(duì)其進(jìn)行微生物發(fā)酵后可轉(zhuǎn)化為肥料，這也實(shí)現(xiàn)了二次利用。具體來(lái)講，和傳統(tǒng)處理方式相比，微生物發(fā)酵方式的反應(yīng)效果更為明顯，不僅能妥善解決二次污染的問(wèn)題，還能增加實(shí)用效益。值得注意的是，由于對(duì)固體垃圾處理工藝有著較為嚴(yán)格的要求，如果在應(yīng)用傳統(tǒng)處理方式時(shí)存在不合理的現(xiàn)象，那么就會(huì)增加二次污染的概率。通過(guò)微生物對(duì)固體垃圾進(jìn)行處理，再轉(zhuǎn)化成化肥，則能妥善解決上訴問(wèn)題。將蛋白、固氮微生物、硝化細(xì)菌以及纖維素分解微生物等大量微生物群放置在固體垃圾中，再結(jié)合嗜熱及嗜溫細(xì)菌，能夠?qū)崿F(xiàn)微生物繁殖速度的大幅度提升。經(jīng)環(huán)境工程學(xué)相關(guān)人士的研究表明，白腐真菌能夠有效降解含苯元素污染物。

2.5微生物在凈化廢氣中的應(yīng)用

利用微生物實(shí)現(xiàn)廢氣凈化也尤為重要，具體可從以下幾點(diǎn)入手：第一、要將氣體轉(zhuǎn)化成液態(tài)，再配合相對(duì)應(yīng)的微生物實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣的有效降解，其所產(chǎn)生的代謝物會(huì)融入在液相中，形成細(xì)胞代謝的能源，而另一部分則會(huì)變?yōu)闅怏w流入空氣中，要嚴(yán)格把控其存在的有害物質(zhì)，充分發(fā)揮清潔效果，廢氣凈化塔如圖3所示。除此之外，經(jīng)相關(guān)人士對(duì)氮氧化合物廢水的微生物凈化研究可發(fā)現(xiàn)，借助懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)，馴化脫氮桿菌，再融入NO混合氣體，可以轉(zhuǎn)化為零危害的氮?dú)?，值得注意的是，NO凈化率可高達(dá)98%左右。2.6固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用與常規(guī)生物處理技術(shù)相比，固定化微生物技術(shù)是一項(xiàng)全新的技術(shù)。針對(duì)難以處理的廢氣與廢水方面的實(shí)施效果，固定化微生物技術(shù)的效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)生物處理技術(shù)。正因?yàn)楣潭ɑ⑸锾幚砑夹g(shù)的種種優(yōu)勢(shì)，才能夠在環(huán)境工程中得以廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，在固定化生物技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理階段，普遍應(yīng)用的是活性污泥法與生物膜法兩種方式。一般來(lái)講，微生物遍布在菌膠團(tuán)與部分固定物質(zhì)上。相關(guān)研究人士為了在良好的環(huán)境下培養(yǎng)微生物，有效降低其損耗率，提升微生物的活性，加大了該技術(shù)的研究力度。吸附法、包埋法及結(jié)合法是目前生物吸附劑固定化的主要方式。在利用固定化微生物處理技術(shù)對(duì)廢水進(jìn)行處理的過(guò)程中，不僅能避免不利環(huán)境對(duì)微生物造成的影響，還能為反應(yīng)之后的固液分離提供幫助，因而可以大幅度縮短廢水處理時(shí)間[6]。除此之外，無(wú)論是固定化微生物中所包含的絮狀物質(zhì)還是活性物質(zhì)，都能夠?qū)U水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附與凈化，實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。

3結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，有效帶動(dòng)了社會(huì)工業(yè)化的進(jìn)步，但隨之而來(lái)的是環(huán)境污染問(wèn)題愈加嚴(yán)重。在此背景下，還需要相關(guān)部門(mén)結(jié)合實(shí)際情況，將微生物技術(shù)科學(xué)合理地應(yīng)用在環(huán)境工程中。這樣，不僅能對(duì)廢水、廢氣等工業(yè)垃圾進(jìn)行有效地處理，而且也能夠?qū)崟r(shí)了解水質(zhì)、環(huán)境污染以及大氣等實(shí)際情況，為改善城市環(huán)境提供幫助。目前，我國(guó)微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，雖然已取得階段性進(jìn)展，但在某些理論的發(fā)展上仍有提升空間。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用還需要借鑒國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，因此，要以目前環(huán)境處理的實(shí)際情況為基礎(chǔ)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐漸加大研究力度，擬定出與我國(guó)目前情況相符的微生物環(huán)境凈化方案。如此一來(lái)，不僅能促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，而且也能實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，為人與自然的和諧發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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作者：徐娟 吳堅(jiān) 陳建紅 單位：杭州天錦環(huán)境科技咨詢發(fā)展有限公司