摘要:随着经济的飞速发展,环境污染问题越来越严重,尤其是水体污染。通常情况下,水体污染一般来源于印染废水的污染,人们应该重视起来。含染料废水主要是通过微生物技术进行处理的,本文主要研究的是,微生物在含染料废水处理中的作用。
关键词 :微生物;含染料废水;处理技术;作用
环境污染的重要来源就是化学工业,而染料工业又是化学工业中非常重要的一部分。由于印染和染料废水的色度比较大,有机物不仅浓度非常高,而且成分十分复杂,很多物质都难以降解,因为这些难以降解的物质中含有大量的无机盐以及硫化物,属于非常难处理的工业废水。
一、用于染料降解的微生物
目前能够用于微生物降解染料的生物种类是非常多的,可以从整体上划分为三大类,其中一大类是真菌,一大类是细菌,还有一大类是藻类。
在真菌中被研究最多的就是白腐真菌Phanerochaete chrososporium。真菌出现的时间比较早,在1980年就已经出现了两种不同的白腐真菌,其中一种是P.- chrososporium,另一种是Tinctopotia sp.这两种真菌比较常用于造纸废水的生物脱色,它们都是利用微生物降解聚合木质素分子进行脱色的。从本质层面来说,木质素分子是一种苯环化合物,这种物质的结构极其复杂,能够对其脱色的真菌微乎其微。后来,通过大量的研究发现,白腐真菌还可以降解很多染料。
很多细菌同样能够对染料进行脱色处理[1]。1977年,Horitsu分离出一种可以降解偶氮染料的细菌,这种细菌名称为Bacillus sub-rilis IFO 3002。1996年,P.K. Wong等人分离出可以降解甲基红的细菌,这种细菌名称为Klebsiellaseumonine RS-12,在静止条件下,甲基红可以被这种细菌分解,在晃动情况下同样也可以。
1992年,Liu Jinqi等人分离出三种不同的藻类可以对偶氮染料进行脱色处理。藻类降解染料不仅和染料结构有关,同时与藻类生理生化特性也有关系,还会受环境影响。
二、微生物在含染料废水处理中的应用
微生物是处理含染料废水的一种有效手段,微生物处理不会产生二次污染,在进行含染料废水的处理过程中,不需要不需要再次进行深度处理,处理过的废水可以进行回收利用。因此,在含染料废水处理比较广泛使用的手段就是微生物手段。
三、微生物在处理含染料废水处理中应用的技术
(一)好氧处理技术
好氧生物处理技术也是一种降解微生物的手段。这种技术是有一定的前提的,需要在游离氧的环境中将耗氧生物作为载体。这种技术具有两大优点,一大优点是处理过程十分稳定,另一大优点是微生物处理过程比较安全。在含染料废水中,有机物通常只有两种,其中一种是具有溶解性的有机物,一种是胶状体的有机物。这些有机物就是微生物的营养来源,使用耗氧生物处理技术会与有机物发生生化反应,然后有机物就会逐渐被降解,释放出一定的能量,最后会变成无机物质。无机物质的稳定性比较强,同时没有害处[2]。
(二)厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术也是处理含染料废水的一种手段,这种技术可以分解有机物。在分解的过程中,可以分成两个不同阶段,其中一个阶段是含酸性发酵,另一个阶段是碱性发酵。酸性发酵是指在产酸细菌的作用下,复杂的有机物被分解成简单的有机物。碱性发酵指的是,有机酸会受到NH3的中和作用,从而提高其PH值,让甲烷菌能够迅速活动,进而将含酸性发酵过程中产生的有机酸产物分解成CH4,醇类产物会被分解成CO2。
(三)活性污泥法
活性污泥法在含染料的废水的处理中并不常用。这种方法主要是将被处理的废水引入到系统的曝气池内,让废水与曝气池内的水充分混合,保证池内的水质达到均衡状态,当废水与曝气池中的水混合之后,微生物就会处于生长后期阶段,然后逐渐被降解。活性污泥法更加适用于高浓度的印染废水处理,而且污水处理效果非常好。
(四)好氧—厌氧处理技术
好氧—厌氧处理技术也是处理含染料废水的一种处理手段。这种技术首先对废水进行厌氧处理,然后再对废水进行好氧处理,处理之后,废水中的有机物就会在碱性作用下分解,但被分解的有机物是大分子的,但也不是完全分解,而是将这些大分子有机物分解成小分子有机物。对于一些非溶解性有机物来说,它们在进行好氧—厌氧处理之后会变成溶解性有机物。对于难以生物降解的有机物来说,它们在进行好氧—厌氧处理之后会变成生物降解有机物[3]。
四、含染料废水处理中使用的主要菌株
通过处理印染废水的活性泥垢,以及处理一些生物膜分解能够得出印染厂中含有的细菌种类,大概数量等。一个印染厂所排出的废水中大概有几百对菌株,这些菌株大概有几种不同的类型,这些菌株具有一定的脱色能力,有些菌株含有酸性媒介染料,有些菌株含有阳离子染料,还有一些菌株含有活性染料,这些带有染料的菌株具有一个共同点,它们的脱色能力都很强。除此之外,还有一些优良菌株,这些优良菌株的脱色速度也是非常快的,能够进行脱色的品种也比较多。这些优良菌株可以被划分成以下几种类型,第一种类型是产碱杆菌属,第二种类型是棒状杆菌属,第三种类型是肠细菌属,第四种类型是假单胞菌属,第五种类型是克雷伯氏菌属,第六种类型是转化单胞菌属。根据相关调查显示,实际上,在废水处理中酵母菌起到非常大的作用,因为酵母菌可以产生很多种不同的酶,这些酶具有耐高盐优点,同时还具有生长速度快优点[4]。目前在很多高浓度的有机废水处理中应用的比较多。
五、在含染料废水中对现代生物技术的主要应用方向
在含染料废水的处理过程中,现代生物技术的应用主要包含以下几种,其中第一种是筛选分离高效菌。由于含染料废水具有比较强的特异性,只使用微生物降解取得的效果还不够好,为了能够获得更好的废水处理效果,在废水处理过程中会加入一些高效菌,这种菌的特异性能比较高一些,废水处理效果更好。第二种是基因功能技术。由于印染废水中所存在的有机物不容易降解,微生物降解处理难度太大,所以技术人员要对高效降解基因进行更加深入的研究,从而快速处理废水。第三种是细胞工程技术。这种技术是根据相关分子生物学理论来解决废水中有机物的,主要利用了细胞水平遗传培养大量的组织细胞来降解有机物。第四种是生物发酵技术。这种技术在环境污染方面应用较为广泛,这种技术可以用在有氧环境中,也可以用在无氧环境中,通过微生物的生命活动制备出一些生物菌群,这些生物菌群就可以用于废水处理。第五种是酶工程技术。这种技术可以处理特定的污染物,因为酶不仅仅是一种催化剂,同时还具有效率高、专一性等特点,处理特定污染物的效果比较好。
结束语:
随着环境问题的加剧,我国已经意识到环境保护刻不容缓,尤其是水质污染越来越严重的今天,加强处理含染料废水势在必行。现代生物技术必须要大范围应用,微生物处理废水的效果越来越明显,因此,相关环保部门要高度重视如何利用各种微生物处理废水,加强微生物处理技术的应用,提高废水治理效率。除此之外,还要重视完善各种废水处理技术,逐渐提高废水处理质量。
参考文献:
[1]陈文华,李刚,许方程,等.染料废水污染现状及处理方法研究进展[J].浙江农业科学,2014,(2):264-269.
[2]张华春,熊国臣.偶氮染料废水处理方法研究进展[J].染料与染色,2016,53(3):45-51.
[3]张滕,王勇梅,彭昌盛,等 .染料废水的处理方法及研究进展[J].环保科技,2016,22(1):36-40.
[4]赵嘉宁.微生物在含染料废水处理中的应用[J].化工设计通讯,2018,44(03):201.
作者简介:杨丁力(1987.07-),男,汉族,浙江杭州人,大专学历,助理工程师,现就职于杭州富阳新世纪环保设备有限公司,从事专业:环境监测与治理.