高效复合微生物菌剂在废水处理中的应用

高效复合微生物菌剂在废水处理中的应用

樊璐璐1，王鹏飞1，张倩1，兰树仁1

1 山西北方兴安化学工业有限公司  山西省太原市  030008

摘要：复合微生物菌剂作为生物强化技术的核心，在废水处理方面具有较好的应用前景。本文主要介绍了复合微生物菌剂的来源、构建思路以及在废水处理方面的应用现状和优势，旨在为高效复合微生物菌剂在废水处理领域进一步的研究和利用提供参考。

关键词：复合微生物菌剂；水处理；生物强化技术

Application of high-efficiency composite microbial agents in wastewater treatment

Fan Lulu, Wang Pengfei, Zhang Qian, Lan Shuren

Shanxi North Xing'an Chemical Industry Co., Ltd

Abstract：As the core of bioaugmentation technology, composite microbial agents have a good application prospect in wastewater treatment. This paper mainly introduces the source, construction ideas, application status and advantages of composite microbial agents in wastewater treatment, aiming to provide a reference for further research and utilization of high-efficiency composite microbial agents in the field of wastewater treatment.

Key words: composite microbial agents; wastewater treatment; biofortification technology

近年来，随着特异性污染物种类和浓度的增加，采用通用型微生物菌群的传统废水处理生化法，因缺少能够高效降解某些难降解特征污染物的微生物，已难以满足现阶段下废水处理的需求，特殊行业的废水处理迎来了新的挑战。微生物强化技术为解决当前问题提供了新的思路，复合微生物菌剂是微生物强化技术的作用形式之一，具有特异性好、去除率高、驯化周期短，抗冲击能力强等特点，同时可有效减少污泥产生量，明显改善污泥性能。这就凸显了微生物菌剂在特殊行业废水尤其是有机废水处理中具有的优势和广阔的应用前景。

1 复合微生物菌剂的来源和构建

利用微生物技术分离筛选出的特定微生物，具有适应能力强、繁殖快且能够有效降解污染物的优点。结合现代分子生物技术将筛选出的微生物制备成复合微生物菌剂，便于存储运输以及使用，可更加高效的进行污水处理[1]。

在不断的研究中证实复合菌群比单个菌种的作用效果更理想，因此复合菌群受到越来越多的关注。微生物菌剂主要由多种优势菌种、微量元素等无机营养物质等组成。目前构建复合微生物菌群的优势菌种的来源主要为从特定环境中筛选驯化土著微生物和通过基因工程改造菌种两种方式，通过对获得的优势菌种进行优化组合形成高效降解菌群，最终通过包埋法、交联法等固定化细胞的方式制作成复合微生物菌剂，复合微生物菌剂的构建思路见图1。按照作用方式，在实际应用中微生物菌剂主要分为游离型和固定型[2]。游离型菌剂更有利于直观地判断降解效果，但作用效果不如固定化菌剂，且固定化菌剂便于实际应用，现已逐渐成为研究的热点。

生物强化技术就是将筛选驯化得到的高效降解菌群制得的微生物菌剂投入生化系统中以提高难降解有机物的处理效率[3]。

图1复合微生物菌剂的构建思路

2 微生物菌剂在污废水中的应用现状及优势

复合微生物菌剂已广泛应用于土壤修复、堆肥和废水处理中。1951 年，Goegr Jerries已在其发表的专利中将干燥生物菌剂应用在废水处理领域[4]。

唐婧等[5]将复合菌剂用于序批式生物反应器中处理高盐含氮废水，当曝气6h时，强化系统和未投加的对照系统脱氮效率分别为96.8%和91%，出水总氮浓度分别为3.8mg/L和10.0mg/L，同时强化系统具有更好的抗盐度稳定性，这表明复合菌剂处理高盐含氮废水具有较好效果。郭静波[6]在筛选高效菌群的基础上构建了两种复合菌剂，城市污水低温处理菌剂可实现低温条件下废水的达标排放，石化废水处理生物菌剂实现了COD和NH4+-N的高效去除，并将出水中的有机污染物由69种降低至32种。

Wang等人[7]的实验数据表明在传统的SBR系统中投加高效混合菌群后，COD的去除率从78.97%提高至91.72%。高效复合菌群可有效提高生化系统对污染物的去除率，尤其是菌种筛选过程中针对的特定污染物的去除率，并能够显著改善污泥性能。秦振清等

[8]将酚氰高效降解菌投加至焦化废水曝气池中，污泥沉降比降低25%，污泥总量减少 50%。Chambers[9]在延时曝气系统中接种生物强化剂，在3 周后污泥膨胀被消除了。上述研究表明复合微生物菌剂改善出水水质的同时，可减少污泥产量，节约了污泥排放的能耗和污泥处理的成本。

3 结论与展望

如何进一步提高复合高效菌剂的作用效果，优势菌种的筛选改良是核心关键之一。以筛选出的可降解特定污染物的微生物为基础，通过生物工程技术强化微生物的代谢途径上关键基因的表达，进一步提高微生物的代谢速度，而提升对废水中特定污染物的降解效率。将现代分子生物技术与传统的分离培养技术相结合，是制备高效复合微生物菌剂的未来发展趋势。

参考文献：

[1] 陆露.复合微生物菌剂的开发及其在生活污水处理中的应用[D].吉林大学,2022.

[2] 孙亚文.复合菌剂强化MBR工艺处理生活废水效能研究[D].哈尔滨工业大学,2019.

[3] Agathos S N .Is bioaugmentation a feasible strategy for pollutant removal and site remediation?[J].Current Opinion in Microbiology, 2005, 8(3):268-275.

[4] 张亚峰.降解焦化废水的生物强化菌剂研究[D].重庆大学,2009.

[5] 唐婧,屈姗姗,傅金祥等.复合菌剂强化处理高盐废水脱氮效果[J].环境工程学报,2015,9(06):2699-2705.

[6] 郭静波.生物菌剂的构建及其在污水处理中的生物强化效能[D].哈尔滨工业大学,2010.

[7]  Hailei W , Guosheng L , Ping L ,et al. The effect of bioaugmentation on the performance of sequencing batch reactor and sludge characteristics in the treatment process of papermaking wastewater[J]. Bioprocess & Biosystems Engineering, 2006, 29(5/6):283-289.

[8] 秦振清.生物强化技术在焦化污水处理中的应用[J].柳钢科技,2004,4:44-48.

[9] J. V. Chamber. Improving Waste Removal Performance Reliability of a Wastewater Treatment System through Bioaugmentation[C]. Waste Conf. Purdue University. Proc. 36th Ind. West Lafayette: Waste Conf. Purlue University, 1981: 631．

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