【正文】 多種農(nóng)藥，是構(gòu)建工程菌較好的微生物種源。 ? 微生物對(duì)土壤中重金屬修復(fù)的影響主要體現(xiàn)在以下 4個(gè)方面： ? ①生物吸附和富集作用 ? ②溶解和沉淀作用 ? ③氧化還原作用 ? ④菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關(guān)系。 ? 生物吸附的應(yīng)用取決于 2個(gè)方面：即篩選具有專一吸附能力的生物和降低培育生物的成本。 ? 微生物對(duì)重金屬的 溶解 主要是指微生物通過(guò)各種代謝活動(dòng)產(chǎn)生大量的有機(jī)酸，這些酸可以將重金屬溶解。 ? 真菌產(chǎn)生的有機(jī)酸大多為不揮發(fā)性酸，如檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、延胡索酸和乳酸等。土壤中的一些重金屬元素通常以兩種價(jià)態(tài)存在，以高價(jià)態(tài)存在時(shí)，溶解度通常較小，不易遷移；而以低價(jià)離子形態(tài)存在時(shí)溶解度較大，易遷移。 ? 菌根真菌對(duì)重金屬的生物有效性 表現(xiàn)在菌根真菌與植物根系共生可促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和植物的生長(zhǎng)，菌根真菌通過(guò)分泌特殊的分泌物而改變植物根際環(huán)境，改變重金屬的存在狀態(tài)，降低重金屬毒性，起到促進(jìn)重金屬植物的純化作用。 5. 微生物對(duì)石油污染物的降解和轉(zhuǎn)化 （ 1）微生物對(duì)烷烴化合物的降解 ? 石油烷烴類化合物較難被微生物降解。 （ 2）微生物對(duì)芳烴物質(zhì)的降解研究 ? 芳香烴化合物都是苯及苯的衍生物，包括單環(huán)芳烴和多環(huán)芳烴。芳香烴類化合物一般都比較難降解，大部分芳香烴類對(duì)微生物都有抑制作用，能使菌體蛋白質(zhì)凝集，生長(zhǎng)受阻或死亡。 第三節(jié) 微生物在廢水處理中的作用 ? 一 、 廢水微生物處理的凈化原理 ? 微生物在污水處理過(guò)程中新陳代謝類型有需氧凈化和厭氧凈化兩種。 ? 廢水的厭氧生物處理是指在沒(méi)有游離氧的情況下，微生物對(duì)有機(jī)物質(zhì)發(fā)酵或消化，將大部分有機(jī)物分解成 COH CH4和 H2S等氣體，是以厭氧微生物為主對(duì)有機(jī)物進(jìn)行降解、穩(wěn)定的一種無(wú)害化處理方法。 二、廢水微生物處理的研究方法 ? 1. 活性污泥法 ? 活性污泥法（ activated sludge）是利用某些微生物在生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中形成表面積較大的菌膠團(tuán)來(lái)大量絮凝和吸附水中懸浮的膠體或溶解的有機(jī)污染物，并將這些物質(zhì)攝入細(xì)胞體內(nèi)的一種方法。不論是哪一種，活性污泥都是由具有活性的微生物菌膠團(tuán)或絮狀泥粒狀的微生物群體構(gòu)成的，這樣的群體有很強(qiáng)的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，從而達(dá)到處理和凈化污水的目的。 ? 當(dāng) BOD降解到一定的程度時(shí)，混合液一起流入次沉淀池，進(jìn)行固液分離，上清液排放，沉淀下來(lái)的污泥一部分回流到曝池中，一部分作為剩余污泥而排放。 圖 6 6 活性污泥法的 基本流程 ?采用活性污泥法處理廢水，可根據(jù)運(yùn)行方式的不同分為以下幾種類型。這種曝氣池為長(zhǎng)方形，池的長(zhǎng)寬比值大，水從一端進(jìn)入，從另一端推流出去。 ? （ 2）完全混合式活性污泥法 ? 這種混合曝氣池多為圓形，也可采用正方形，多數(shù)采用表面加速曝氣。 ? （ 3）純氧曝氣活性污泥法 ? 主要特點(diǎn)：純氧中氧的分壓比空氣約高 5倍，純氧曝氣可大大提高氧的轉(zhuǎn)移效率；氧的轉(zhuǎn)移率可提高到 80%~90%，而一般的鼓風(fēng)曝氣僅為 10%左右；可使曝氣池內(nèi)活性污泥濃度高達(dá) 4000~7000mg/L，能夠大大提高曝氣池的容積負(fù)荷；剩余污泥產(chǎn)量少，一般沒(méi)有污泥膨脹的現(xiàn)象。主要特點(diǎn)是將活性污泥法對(duì)有機(jī)污染物的降解分為兩個(gè)過(guò)程 ——吸附和代謝穩(wěn)定，分別在各自的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行。 ? （ 6）階段曝氣活性污泥法 ? 階段曝氣法又稱分段曝氣法。混合液中的活性污泥濃度沿池長(zhǎng)逐步降低，出流混合液的污泥較低，減輕二次沉淀池的負(fù)荷，同時(shí)使活性污泥始終處于營(yíng)養(yǎng)比較均勻的條件下，使微生物能充分降解污染物。它以直埋于地下的井體裝置作為曝氣池來(lái)進(jìn)行廢水處理。主要特點(diǎn)：深井中溶解氧濃度高，氧轉(zhuǎn)移效率高，約為常規(guī)法的 10倍以上；動(dòng)力效率高，占地面積小，受外界氣候影響小，易于穩(wěn)定運(yùn)行。 2. 生物膜法 ? 生物膜（ Biofilm）是通過(guò)附著而固定于特定載體上的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物共生體 。 ? 生物膜一般呈蓬松結(jié)構(gòu)，微孔較多，表面積很大，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強(qiáng)對(duì)污染物的降解作用。 與活性污泥法相比，生物膜法具有以下優(yōu)點(diǎn)： ? ① 生物膜對(duì)污水水質(zhì)、水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性，管理方便，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹； ? ②微生物固著在載體表面，世代時(shí)間較長(zhǎng)的高級(jí)微生物也能增殖，生物種類更為豐富、穩(wěn)定，產(chǎn)生的剩余污泥少； ? ③能夠處理低濃度的污水，對(duì)于高濃度的污水處理效果也很好。 （ 1）生物膜中常見(jiàn)的微生物 生物膜中微生物種類包括好氧菌、厭氧菌和兼氧菌，還有真菌、藻類、原生動(dòng)物（主要是纖毛蟲(chóng) )和較高等的生物，在生物濾池中兼氧菌常占優(yōu)勢(shì)。在生物膜內(nèi)，常有絲狀的浮游球衣菌和貝日阿托氏菌屬。在濾池頂部有陽(yáng)光照射處常有藻類生長(zhǎng)，如席藻屬、小球藻屬。在生物膜濾池中原生動(dòng)物和一些較高等的動(dòng)物均以生物膜為食，它們起著控制細(xì)菌群體量的作用，它們能促使細(xì)菌群體以較高速率產(chǎn)生新細(xì)胞，有利于廢水處理。在該處理系統(tǒng)中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的柵欄噴淋裝置將污水均勻分布于多孔處理床（例如由石子等鋪成）上。當(dāng)污水流經(jīng)處理床時(shí)，微生物就會(huì)吸收并降解其中的污染成分，使得污水得到凈化。氧在生物膜中擴(kuò)散的深度取決于它在膜中的擴(kuò)散系數(shù)、固－液界面處氧的濃度和膜內(nèi)微生物對(duì)氧的利用率。在這樣的處理系統(tǒng)中，一些圓盤(pán)結(jié)構(gòu)裝置部分浸沒(méi)于污水中，部分在空氣中并不斷地旋轉(zhuǎn)，這樣便保持了良好的通氣效果及與污水的接觸，從而在圓盤(pán)上形成了“生物膜”。 ? 流化床反應(yīng)器： 是指由于污水的泵入或曝氣（空氣或氧氣）作用，流化床反應(yīng)器中的載體物質(zhì)（砂子、浮石、塑料等）會(huì)在反應(yīng)器中不斷流動(dòng)。 四、微生物在廢水處理中的具體應(yīng)用 ? 1. 含硫化物廢水的處理 ? 自然界中能降解硫化物的微生物很多，大部分屬于化能營(yíng)養(yǎng)型，主要可分為 3類：光合硫細(xì)菌、絲狀硫細(xì)菌和無(wú)色硫細(xì)菌。 ? 硫化物的去除率主要與硫化物容積負(fù)荷和溶解氧的濃度有關(guān)。由于硫化物的氧化，會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)的 pH值升高。目前工業(yè)上普遍應(yīng)用的幾種處理重金屬?gòu)U水的方法：如生物膜法、活性碳吸附法、活性污泥法、離子交換樹(shù)脂法和化學(xué)沉淀法。 下面介紹一種生物絮凝法去除水中重金屬的方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外、具有絮凝活性的代謝物，一般由 DNA、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素、糖蛋白等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種特殊的功能基團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。 3. 啤酒廢水的處理 ? 啤酒廢水主要來(lái)自麥芽車間、發(fā)酵車間、糖化車間、灌裝車間以及生產(chǎn)用的冷卻廢水等。 ? 全學(xué)軍等研究了廢水處理的方法，取一定的消化污泥，過(guò)濾去除雜質(zhì)后讓其沉淀，去掉部分上清液，取一定量污泥放入消化罐內(nèi)作為菌種，保持恒溫 30℃ ， pH值 且加入含少量尿毒、磷鹽，碳 ∶ 氮 ∶ 磷比為 100： ：。 ? 經(jīng)過(guò)培育馴化一個(gè)月后，部分菌膠團(tuán)便開(kāi)始形成一些不規(guī)則形狀的顆粒狀污泥，兩三個(gè)月后，顆粒狀污泥大量出現(xiàn)，隨后污泥沉降性能改善，出水懸浮固體通常都在100 mg/L左右，因而為提高水力負(fù)荷提供了有利的條件。 ? 高效菌群是利用復(fù)合的微生物群體來(lái)處理染料廢水，菌種現(xiàn)已發(fā)展到 100多種，如反硝化產(chǎn)堿菌、脫氮硫桿菌、氧化硫硫桿菌等。高效微生物群將有機(jī)物分解成 CO H2O以及許多對(duì)水質(zhì)沒(méi)有影響的有機(jī)小分子。 The End