微生物处理废水的机理就是通过微生物的新陈代谢活动,把废水中的有机物质降解转化为稳定的、无害的物质,从而达到净化废水的方法。根据微生物新陈代谢过程中是否有氧的参与,废水的微生物净化方法分为好氧净化和厌氧净化。
整个废水厌氧发酵过程涉及多种菌群交替作用,每种菌群都有不同的生活基质和生活条件要求,构成了一个极为复杂的生态系统。这种废水处理方法不仅菌群获得营养,废水得到净化,还能开发新的生物能源,所以倍受人们重视。术和现代分子生物学技术的快速发展,构建定向、高效分解污染物的微生物已成为现实。所以,利用微生物治理废水是今后环保产业的主攻方向,合理利用微生物处理废水具有非常广阔的发展前景。
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SBA-15的合成是将P123作为模版分子，TEOS作为硅源，在酸性和一定温度条件下进行溶胶-凝胶反应的过程。归纳起来，合成SBA-15会经历P123溶解（酸性条件）—硅源的加入（水解缩聚）—晶化（进一步缩聚、固化）这大致三个过程[5]。SBA-15目前较合理的合成机理是stucky小组提出的协同作用机理（CFM），该机理认为无机前驱体和有机模版剂在分子水平上物种相互之间的协同合作共组装是有序介观排列结构的来源，可表示为(S0H+)(X-I+)（S0代表表面活性剂P123，X-代表阴离子，I+代表Si+或Si-OH+），其间存在氢键、范德华力的作用。SBA-15功能化目前有一锅法、预水解法、后修饰法，对于不同的功能基团由于其水解速率、亲疏水性、质子化程度等化学性能的不同会采取不同的功能化方法。
好氧净化在有氧的条件下,好氧微生物通过自身的分解、合成代谢,把废水中的有机物矿物化的过程。在这个过程中,微生物不仅自身得到了生长、繁殖。废水也得到净化。废水微生物好氧净化法就是模拟这个原理来净化污水的。目前常用的好氧废水处理法有:活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等。活性污泥法:活性污泥其实就是废水中的好氧微生物生长、繁殖形成的一种絮状体。其生物组成为好氧微生物、兼性厌氧微生物和专性厌氧微生物、有机和无机固体等。
利用分子生物学技术,人工构建基因工程菌处理废水
相比较于传统的微生物处理废水法,利用基因工程菌处理废水是当前用微生物处理废水的重要发展方向,它具有定向性和高效性的特点。构建的基因工程菌,不仅能在废水处理过程中快速繁殖、絮凝,满足数量需求,而且在高毒环境的水体中,也具有高效的分解、转化性能,甚*可以针对特异的污染物进行分解、转化,基因工程菌也可以广泛的分解污染物。
在生化脱氮工程中，污泥沉降能极大地影响了工程的稳定运行。通过测定污泥沉降比考察了污泥沉降性能。工程调试1个月内，各污水池内污泥沉降性能良好，SV为30%左右。随后，缺氧池、好氧池中污泥SV**上升，并稳定在70%~80%，此时，缺氧池、好氧池内污泥沉降性能变差。调试期间，污泥浓度变化不大，污泥沉降性能与污泥性状关系密切，但同时高浓度硝酸盐的存在会诱使沉降过程中的反硝化，产生的氮气会影响污泥的沉降。通过调试期间数据分析，出水中硝酸盐氮浓度不高于100mg/L时，污泥的沉降性能受反硝化过程影响不大。
活性污泥具有很强的吸附、氧化分解有机物或毒物的能力。
生物膜法:这种处理法的实质是使细菌等微生物和原生动物、后生动物等附着在滤料或载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥---生物膜。常见的生物膜法有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。氧化塘法氧化塘中,废水中的污染物主要通过悬浮于废水中的有机菌藻共生作用、水中微生物代谢活动进行降解,水中藻类光合作用能增高溶解氧浓度,氧化塘废水中的细菌可将废水有机物分解变成二氧化碳、硝酸根等无机物,沉积于污泥中的有机物则可通过厌氧菌分解成甲烷、硫化氢等被藻类利用,从而使废水得到净化。
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2.2工程氨氮去除**
含氮废水生化处理过程中，有机氮*先转化为氨氮，随后被氧化为硝酸盐。调试开始尽管进水氨氮和总氮浓度比较低(氨氮浓度小于100mg?L-1)，但是出水氨氮较高，达到20mg?L-1左右。随着微生物进一步驯化和进水浓度的提升，出水氨氮**降低；当进水氨氮浓度小于350mg?L-1时，出水氨氮浓度不高于5mg?L-1。但是当进水氨氮浓度进一步提升到600mg.L-1左右时，出水氨氮浓度升高到13mg?L-1左右。与此同时，出水中氨氮的氧化产物硝酸盐含量随着进水氨氮浓度的升高而升高，但是**低于氨氮的去除浓度。
2.3工程总氮去除**
随着我国对富营养化问题和总氮控制的日益重视，工业污水总氮控制迫在眉睫。污水站氨氮去除**良好，并不能够说明总氮去除**佳。4。废水中总氮浓度**高于氨氮，随着进水浓度的提升(*高达1300mg?L-1)，出水总氮也随之升高。
2.2厌氧净化在严格厌氧的条件下,微生物发酵和消化有机物产生水、二氧化碳、硫化氢、甲烷的过程。废水的厌氧处理法就是根据这一原理来净化污水的。因在处理过程中产生甲烷,又称甲烷发酵。废水中复杂有机物的厌氧降解过程分四个阶段,即:水解阶段、发酵阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段。
1.1一锅法一锅法除将硅源与功能单体混合后再一起加入到P123溶液中以外，其他与空白SBA-15合成过程一样的合成方法。由于大多功能基团直接与硅源同时加入会影响SBA-15有序介观结构的形成，所以此方法很少使用。但也有人采用保护基团的方法，消除了功能基团对SBA-15雏形形成的影响，得到的材料显现出很好的介观结构。
1.3后修饰法后修饰法相对前两种方法*为简单，该法先合成空白SBA-15，然后通过甲苯回流将功能单体合并到SBA-15的表面。后修饰法*大的好处在于其可以将任意功能单体合并到SBA-15上，克服了一锅法和预水解功能单体会影响SBA-15介观结构形成的缺点，这也是该法目前*为常用的原因，但是后修饰法*大的缺点在于合并到SBA-15上的功能基团大部分在孔外表面，大多数功能单体会堵在孔道口而减小了功能单体在孔内表面的分部。
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2功能化介孔分子筛SBA-15的在废水处理上的应用
当进水氨氮浓度为600mg?L-1L左右时，出水硝酸盐氮只有140mg?L-1左右。结果表明，本工程不仅硝化**良好，而且总氮去除能力也非常高。活性污泥法处理废水就是利用活性污泥的吸附、氧化、分解、凝聚和沉淀等作用来净化水中的有机污染物。废水中的有机物的降解转化过程就是活性污泥中的好氧微生物的新陈代谢活动。为**佳净水**,就要*微生物良好的新陈代谢。氧的充足供应是好氧微生物进行正常生命活动的*要条件。所以,*先要*氧的供应。此外,还要满足微生物生命活动*适宜的温度(15-30℃)和ph值(6.5-8.5)等。功能化介孔分子筛SBA-15具有广泛的应用前景，由于功能基团的合并，可以实现SBA-15的定向改性，从而得到具有确定功能的材料。目前重金属废水和难降解有机物废水很难得到**的控制，因此导致了目前严重的重金属污染和难降解有机物污染等环境问题的发生。将功能化介孔分子筛SBA-15引入到废水处理*域不仅能解决日益恶化的环境问题，而且能够较易实现的重金属回收和难降解有机物集中处理工作。