高效微生物+功能化載體在農村汙水中的應用探討

在農村汙水治理領域，如何運用最少的人力、能耗來處理分散式生活汙水，始終是業內關心的重要問題。在5月27日在宜興召開的2016（第二屆）環境施治論壇現場，北京大學環境科學與工程學院葉正芳教授介紹了其團隊研發的固定化高效微生物技術，他表示，將其用於農村汙水治理中，能夠實現少管理、少維護。

我今天的主題是固定化高效微生物技術，最初用在高濃度，難降解的汙水，但我認為這個技術在農村汙水裡，能夠實現少管理少維護的特點，對於小型化，對於農村環境中，運營人員只會開電和關電的情況下，能夠實現一定的效果。

固定化微生物技術，是指利用物理或化學方法，將游離微生物活性限定於一定的空間區域，並使其保持活性、對其加以反覆利用的方法。該技術的優勢明顯，一是微生物密度高，反應速快；二是讓增殖速度緩慢的微生物也能容易生長；三是可利用適合特殊廢水處理的微生物；四是能夠降低毒性物質對生物的影響；五是產物分離簡單；六是抗衝擊負荷能力較強。

在固定化微生物技術中，有兩個核心因素，第一是高效微生物，第二是功能化載體，第三是高效生物濾池。

高效微生物，是指利用分子生物學的手段強化、篩選出的自然微生物，可降解一系列對於天然細菌有毒性的難降解化合物。高效微生物技術和產品的出現是汙水處理技術革命性的提升，突破了傳統技術一些瓶頸，大大提高了汙水處理的效率及針對性。

功能化載體，是一種帶有反應性基團的、大孔網狀、互慣型、親水性功能高分子材料。通過離子鍵、共價鍵、氫鍵等結合方式將微生物和酶固定在載體上，防止微生物尤其是酶的流失，並通過大孔設計，提高了傳質速度和生物負載量，可大大提高汙染物降解速度，並自然形成厭氧、缺氧和好氧的微環境。

高效生物濾池，是結合了固定化技術及高效微生物的一種生物濾池。採用高效專用微生物，對難降有機物的降解速度快；基建投資、運行費用比傳統工藝低30%以上，佔地面積省50%以上。在高效生物濾池中，好氧和厭氧反應同時進行，微生物呈現分層和分群的現象；生物鏈長，汙泥量極少，且有除臭功效。此外，高效生物濾池還具有不需要頻繁反衝洗、可與其他工藝實現組合等優勢。若在載體微生物後加上MBR，還能夠解決部分膜汙染問題。

葉正芳介紹，利用固定化微生物技術，技術人員開發了集中代表性技術成果。如高氨氮廢水處理技術及火炸藥廢水處理技術。

高氨氮廢水處理技術，篩選了脫氮微生物菌群，採用固定化技術創造了適宜於脫氮微生物生存的微環境，解決了生物脫氮的難題，在同步硝化反硝化、低溫脫氮研究方面取得重大突破。2007年5月通過教育部鑑定，鑑定結論：國際領先。成果應用在石油、石化、製藥、垃圾滲濾液、焦化等行業的廢水處理工程，建成廢水處理工程50多座。主要技術多次列入環保部、科技部等重點使用技術推薦名錄。

火炸藥廢水處理技術，構建了對火炸藥多硝基化合物廢水中典型汙染物降解有特異性的微生物菌群，明確了典型汙染物的降解機制，開創了生物法處理火炸藥多硝基化合物廢水的先例並獲得成功。成果應用在兵器集團375廠、525廠TNT、DNT、硝化甘油等火炸藥、硝基化合物廢水處理工程等。列入國防科技工業廢水處理實用技術名錄第一項。2011年6月14日通過中國兵器工業集團組織的專家鑑定，鑑定結論：國際先進。

在代表性技術成果之外，該技術在硝基苯類廢水、化工廢水、煉油廢水、垃圾滲濾液、染料廢水、食品廢水、味精廢水、生物製藥廢水、城鎮汙水、農村生活汙水、河湖修復等方面也得到了成功應用。葉正芳介紹，目前，依靠該技術，已建成特種工業廢水處理工程60多座，處理總水量20萬噸/天。已建成生活汙水、河湖微汙染水治理工程20多座，處理水量超過50噸/天。

在技術之外，葉正芳還認為，農村汙水處理還是政治問題、經濟問題、管理運行問題。「因為農村汙水處理這塊有特殊性，量小、分散，可能缺乏專業化運行。任何一個汙水處理技術，都是三分技術七分管理，只有精心設計、精心管理、精心經營下，才能達標。在農村汙水處理領域，應當是先確定運行管理模式，再去選擇技術。」

編輯：李豔茹