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微生物“吃污”!微生物治理水環境前景廣闊

發布時間:2022-02-14 15:20:08 來源:科技日報 責任編輯:caobo

水是一種不可再生的資源,而且是社會持續發展中必不可少的重要資源。隨著城市化發展,工業化推進,越來越多不易去除的污染物質進入自然環境中,對環境造成破壞,最終影響人類健康。

經過長期的實踐證明,傳統的污水處理方法已經很難滿足現有污染物的去除需求,因此研究和開發新型有效的處理技術是當前的主要任務。

微生物固定化技術憑借其污染物治理效果好、優勢菌種富集率高、微生物活性高、抗環境干擾能力強、經濟成本低以及可重復利用等優勢得到了國內外眾多學者的關注。隨著技術的發展,能夠“吃污”的微生物,在污水處理領域得到廣泛應用。

污水治理,微生物“黑科技”眾望所歸

黑臭水體、工業污水、生活污水恣肆橫流……但只要在水體中投放不同的微生物,一潭死水很快“活”起來,重新形成一個平衡的生態系統。

從這時起,分解者生物、生產者生物,還有消費者生物開始分工協作;污水中的污染物,也成為“別人”的食物,一條條食物鏈也由此形成,架構起縱橫交錯的食物網生態系統。

在這個系統中,水中的有機污染物等,不僅被細菌和真菌降解凈化,其降解的最終產物,以太陽能為初始能源,參與食物網中的新陳代謝過程,最后轉變成水生作物、魚、蝦、蚌、鵝、鴨等生命體產物,通過循環保持水體的綜合生態平衡,污水變清……這不是美好的愿景,而是真實的場景。

水的污染,通常指人為原因造成的水質惡化,降低水的使用價值,主要污染物是固體廢棄物和需氧有機物、難降解有機物、重金屬、植物營養物質、酸、堿和石油類物質等化學物質。

目前,傳統污水處理技術,主要有通過重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、離心力分離、磁力分離等物理法即不溶態污染物的分離技術,以及通過酸堿中和法、化學沉淀法、氧化還原法、化學物理消毒的污染物的化學轉化技術。此外,通過利用吸附法、離子交換法、膜分離法、蒸發法、冷凍法等進行的溶解態污染物物理化學分離技術,也有相應的應用。

但這些傳統方法中,物理方法通常占地面積大,基建費、運行費高,能耗大,管理復雜,易出現污泥膨脹現象,設備不能滿足高效低耗的要求,單獨使用效果不明顯;化學方法運行成本高,消耗大量的化學試劑,易產生二次污染。在大多數情況下,物理化學法結合使用,弊端明顯。

如何使城鄉污水處理工藝朝著低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及實現磷回收和處理水回用等可持續的方向發展,且所采用的技術必須以低能耗和少資源損耗為前提,微生物技術滿足了以上的要求。

微生物包括細菌、病毒、真菌等。“微生物技術,主要是利用微生物的代謝反應過程和生物合成產物,對污染環境進行監測、評價、整治以及修復的單一或綜合性的現代化人工技術系統。”長期從事生物工程和環境治理研究的包頭輕工職業技術學院教師王美霞介紹,它不僅包含了生物技術所有的特點,還融合了環境污染防治以及其他工程技術,目前已逐步發展成為一種經濟效益和環境效益俱佳、解決水污染等突出環境問題的有效手段。

根據污染水體底物不同,微生物固定化的優勢菌種也不同。主要包括去除多環芳烴類的銅綠假單胞菌、黃孢原毛平革菌、紅球菌等;去除氨氮的皺褶念珠菌、副球菌屬以及赤水黃桿菌等;去除苯酚的不動桿菌、短桿菌屬以及皮氏羅爾斯通氏菌等;去除重金屬的微生物主要有去除汞的蠟樣芽孢桿菌、去除砷的硫酸鹽還原細菌、去除鉻的黑曲霉和銅綠假單胞菌以及去除銅的黃孢原毛平革菌等。

小小微生物,“實戰”建奇功

虎年新春,貴州威寧草海雪后初晴,數百只黑頸鶴在湖面翩翩起舞,成群灰雁時而在低鳴翱翔、時而在水中游憩,白鷺在岸邊踱步捕食,引得路人駐足欣賞,紛紛拍照或錄個短視頻。

標簽: 微生物吃污 微生物治理水環境 自然環境 污染物質

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