微生物在水处理中的应用？

微生物技术主要是利用微生物的代谢反应过程和生物合成产物(包括酶) 对污染环境进行监测、评价、整治以及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统。它不仅包含了生物技术所有的特点，还融合了环境污染防治以及其他工程技术，目前已逐步发展成为一种经济效益和环境效益俱佳的、能解决日益严重的(尤其是水污染) 环境问题的有效手段之一。

人会认为，“为什么要耗费时间和精力，借助微生物的力量进行水处理呢?”答案很简单，为了削减经费。动物食用饵料、消化饵料获得能源赖以生存，微生物降解有机物的原理与之类似。采用化学处理，需要大型的处理设备和大量的药剂（聚硅酸铝、聚铝、PAM等）。

相比之下，利用生物进行污水处理，管理起来就比较简单。

从上述的角度来看，活性污泥可以被称为“无需人为提高温度和压力，具有在一般环境下也可以促进化学反应的能力，节能型自我增殖的黑匣子。”只要实施良好的微生物管理，活性污泥法就能得到既经济又稳定的处理效果。目前日本90%以上的污水处理厂都采用这种方法。

1、水处理中微生物的作用

有机物存在的环境中，微生物的作用有两个，即分别在好氧条件下增殖和在厌氧条件下增殖。例如，从楼房的污水井流入的污水和市政管道内的污水，处于滞留状态时就构成厌氧条件。在污水流入途中和处理过程中，微生物发生着作用，引起有机物的分解，如下图所示：

接下来简单介绍传统活性污泥法：经过“沉砂池”流入处理厂的污水，首先在“初沉池”去除悬浮物；在初沉池中未被沉淀下来的悬浮固体浓度(SS)和溶解性有机物流入“反应池(曝气池)”，在好氧条件下被处理，随后在“二沉池”内分离处理水和污泥(回流污泥、剩余污泥)，即所谓的固液分离。此外，初沉池产生的初沉污泥和剩余污泥经由“浓缩池”浓缩后，大多数情况是投入到“消化池”，在消化池内的厌氧条件下发生反应，产生消化气体和消化污泥。随后，消化污泥以各种形式被再次处理，或者被再循环利用(水泥的原料等)。另一方面，有些处理厂省略污泥消化工序，浓缩污泥脱水后，对其进行焚烧或堆肥处理等，上述储泥池等设施中形成氧条件。

2、好氧条件下的有机物分解

在好氧条件下，微生物为增殖和生存，会将有机物作为必要的能源而加以利用，其结果是分解了有机物。人们常将此比喻为“微生物把有机物作为饲饵食用掉。在污水处理厂内，首先在反应池使用曝气设备，强制性地制造好氧条件，促进污水中的有机物降解；与此同时，反应池内的活性污泥微生物得到增殖。增殖的微生物在二沉池沉淀下来，其中一部分回流到反应池内被再次利用。

好氧分解过程中，微生物的增殖、有机物代谢是经过以下反应进行的。

以上的公式中，CxHyOx表示污水中的有机物；(C5H7NO2)n表示活性污泥微生物的细胞质；△H表示反应热。在好氧条件下，有机物被分解为二氧化碳和水而减少，相应地，活性污泥（微生物、好氧菌、兼性厌氧菌、原生动物、后生动物等）增殖。

3、厌氧条件下的有机物分解(厌氧分解)

污水中含有的有机物，一旦断绝了大气中氧气的供给，就形成厌氧条件，腐败就从这时开始了。这样的腐败被称为厌氧消化，从细菌学上看，这是由于产酸菌的水解作用，有机物被分解成乙醇、低级脂肪酸(乙酸、丙酸、乳酸〉氨基酸等的低分子有机物。引起上述分解的产酸菌，是在自然界广泛分布的兼性厌氧菌和专性厌氧菌，对pH和温度变化、低级脂肪酸的蓄积等外界环境的变化，具有较强的抵抗能力。

厌氧分解过程中的微生物增殖期的有机物代谢，如以下公式所示：

以上公式中的C5H9NO3为厌氧污泥的分子式（参照Speece和McCarty元素分析的结果），△H为反应热。

与好氧有机物的分解一样，上述的(1)~(3)分别为：(1)表示动能和内源呼吸的能量等；(2)表示部分微生物的增殖；(3)表示老化微生物的死亡。厌氧分解后的残留有机物量一般很少，在厌氧分解过程中增殖的甲烷菌等，作为未消化物质，换算成残留有机物。

在污水处理中必须要与活性污泥微生物打交道。打好了交道，才能达到在各种场所(设施)削减成本的目的。此外，如果活性污泥状态良好的话，不仅是出水水质，运行管理、剩余污泥的处理(从浓缩到脱水工序)等，各方面的状态也会随之变得良好。