水是社會(huì)持續(xù)發(fā)展必不可少的重要資源。隨著城市化發(fā)展、工業(yè)化推進(jìn)，越來(lái)越多不易去除的污染物質(zhì)進(jìn)入自然水環(huán)境，對(duì)水質(zhì)造成影響，并最終危害人類健康。
長(zhǎng)期實(shí)踐證明，傳統(tǒng)污水處理方法已經(jīng)很難滿足現(xiàn)有水中污染物的去除需求，因此研究和開(kāi)發(fā)新型有效處理技術(shù)是當(dāng)前的主要任務(wù)。
微生物處理技術(shù)憑借其污染物治理效果好、優(yōu)勢(shì)菌種富集率高、微生物活性高、抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)成本低以及可重復(fù)利用等優(yōu)勢(shì)得到了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注。隨著技術(shù)的發(fā)展，能夠“吃污”的微生物，在污水處理領(lǐng)域逐漸得到廣泛應(yīng)用。
微生物技術(shù)處理城鄉(xiāng)污水優(yōu)勢(shì)明顯
水的污染，通常指人為原因造成的水質(zhì)惡化以及水使用價(jià)值的降低，其中的主要污染物包括固體廢棄物、需氧有機(jī)物、難降解有機(jī)物、重金屬、植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、酸、堿和石油類物質(zhì)等化學(xué)物質(zhì)。
目前，傳統(tǒng)污水處理，或通過(guò)重力沉降、混凝澄清、浮力浮上、離心力分離、磁力分離等物理方法對(duì)不溶態(tài)污染物進(jìn)行分離，或通過(guò)酸堿中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法等化學(xué)方法讓污染物發(fā)生轉(zhuǎn)化。此外，還可通過(guò)利用吸附法、離子交換法、膜分離法、蒸發(fā)法、冷凍法等對(duì)水中的溶解態(tài)污染物進(jìn)行分離。
但這些傳統(tǒng)方法中，利用物理方法進(jìn)行污水治理的處理廠，通常占地面積大，基建費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)高，能耗大，管理復(fù)雜，易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，設(shè)備不能滿足高效低耗的要求；化學(xué)方法運(yùn)行成本高，需消耗大量的化學(xué)試劑，易產(chǎn)生二次污染。
利用微生物技術(shù)處理城鄉(xiāng)污水，能耗低、效率高、剩余污泥量少、操作管理方便，還可實(shí)現(xiàn)磷回收和處理水的回收利用等。長(zhǎng)期從事生物工程和環(huán)境治理研究的內(nèi)蒙古包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師王美霞說(shuō)，目前微生物技術(shù)已逐步發(fā)展成為解決水污染等突出環(huán)境問(wèn)題的有效手段。
小小微生物“實(shí)戰(zhàn)”建奇功
虎年新春，貴州威寧草海雪后初晴，數(shù)百只黑頸鶴在湖面翩翩起舞，成群灰雁時(shí)而低鳴翱翔，時(shí)而在水中游憩，白鷺在岸邊踱步捕食，引得路人駐足觀賞，拍照錄像。威寧草海是典型的高原淡水湖，也是貴州最大的天然淡水湖。過(guò)去幾十年間，隨著人口增多、人類活動(dòng)頻繁，威寧草海一度瀕臨消失，水體富營(yíng)養(yǎng)化突出。
貴州大學(xué)副校長(zhǎng)周少奇率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，攻克了國(guó)際上生物脫氮研究領(lǐng)域長(zhǎng)期無(wú)法逾越的難題，巧用微生物脫氮技術(shù)，讓草海重獲新生。同時(shí)，周少奇團(tuán)隊(duì)還把新技術(shù)與工程化應(yīng)用推廣到城市污水、煉油廢水、垃圾滲濾液和農(nóng)村污水等領(lǐng)域，治污效果顯著。
2016年，長(zhǎng)沙高新區(qū)肖河、雷鋒河黑臭水體引人詬病。湖南三友環(huán)?？萍脊煞萦邢薰纠盟w微生物活化系統(tǒng)，在短短一個(gè)半月時(shí)間里，便消除了肖河的黑臭問(wèn)題，讓微生物技術(shù)名聲大噪。“我們通過(guò)有效激活水體微生物，使之不斷大量繁殖，以重組、完善和優(yōu)化水體微生物生態(tài)系統(tǒng)，促使水體恢復(fù)自凈能力。”該公司的易境博士介紹說(shuō)。
無(wú)獨(dú)有偶，在上海市楊浦區(qū)長(zhǎng)海新村西湖園，被大片藍(lán)藻覆蓋的水塘中，濁綠的臟水變成了魚(yú)兒暢游其間的清流，湖水水質(zhì)也從劣五類變?yōu)槎⑷?。?chuàng)造這一奇跡的，是同濟(jì)大學(xué)環(huán)境新技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)——水體微生物活化系統(tǒng)。這一技術(shù)也應(yīng)用于云南滇池東岸30萬(wàn)平方米的海東濕地生態(tài)修復(fù)凈化工程。
2021年我國(guó)推出了多項(xiàng)涉及污水處理的政策，以推進(jìn)污水資源化利用，污水年處理量得以提升，工業(yè)污水處理投資增加。目前，隨著科技成果的轉(zhuǎn)化和國(guó)內(nèi)一批生物環(huán)境治理企業(yè)的興起，微生物污水處理將被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)、交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療餐飲等各個(gè)領(lǐng)域。
