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環(huán)境工程中微生物的應(yīng)用

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環(huán)境工程中微生物的應(yīng)用

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),其次針對微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,希望通過本文的分析能為業(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

隨著社會的發(fā)展和時代的進(jìn)步,雖然促進(jìn)了工業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展,但隨之而來的是環(huán)境污染問題愈加嚴(yán)重。無論是傳統(tǒng)的物理處理技術(shù),還是化學(xué)處理技術(shù),都無法有效抑制環(huán)境污染,更為嚴(yán)重的還會誘發(fā)二次污染。因此,為了妥善解決以上問題,相關(guān)人士對此類問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)部門順利開展環(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)部門在具體應(yīng)用階段,要由第三方部門對環(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。簡而言之,在擬定環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范的同時,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,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,通過微生物進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測、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)測中微生物的應(yīng)用

水質(zhì)監(jiān)測作為環(huán)境工程項(xiàng)目落實(shí)的基礎(chǔ),合理開展水質(zhì)監(jiān)測,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)是否存在問題?,F(xiàn)階段,我國水質(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,也就是每升不得超出五萬。通過發(fā)酵法能夠有效檢測大腸菌群,借助大腸菌群,能夠?qū)崿F(xiàn)對乳糖發(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)公式對水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測,應(yīng)用與微生物相關(guān)的技術(shù)主要體現(xiàn)在檢測各類微生物數(shù)量方面,測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,工作人員需要對其具體分析,水中大腸桿菌群測定如圖1所示。

2.2環(huán)境監(jiān)測中微生物酶的應(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間短,且操作難度不大,而且也能夠?qū)崿F(xiàn)對環(huán)境的有效檢測并加以控制。實(shí)踐證明,BOD傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應(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問題,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)別在于對于厭氧微處理無法處理的有機(jī)物,好氧微生物能夠有效地對其進(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)盤法等方式都是好氧微生物中的常見處理方式。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

針對固體垃圾的處理,可利用微生物對其進(jìn)行發(fā)酵,不但能實(shí)現(xiàn)降解控制,而且在對其進(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題,還能增加實(shí)用效益。值得注意的是,由于對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)處理方式時存在不合理的現(xiàn)象,那么就會增加二次污染的概率。通過微生物對固體垃圾進(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),再配合相對應(yīng)的微生物實(shí)現(xiàn)對廢氣的有效降解,其所產(chǎn)生的代謝物會融入在液相中,形成細(xì)胞代謝的能源,而另一部分則會變?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)猓档米⒁獾氖?,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,才能夠在環(huán)境工程中得以廣泛應(yīng)用。現(xiàn)階段,在固定化生物技術(shù)對廢水進(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)對廢水進(jìn)行處理的過程中,不僅能避免不利環(huán)境對微生物造成的影響,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間[6]。除此之外,無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,有效帶動了社會工業(yè)化的進(jìn)步,但隨之而來的是環(huán)境污染問題愈加嚴(yán)重。在此背景下,還需要相關(guān)部門結(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,我國微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用時間相對較短,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)國家相比,我國微生物在環(huán)境工程中的應(yīng)用還需要借鑒國外的先進(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,擬定出與我國目前情況相符的微生物環(huán)境凈化方案。如此一來,不僅能促進(jìn)我國經(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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[6]郭潔,計芳.環(huán)境監(jiān)測中微生物檢測技術(shù)探討[J].黑龍江科技信息,2013(32):53.

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