薛明霞

（山西晉環(huán)科源環(huán)境資源科技有限公司，山西太原 030024）

微生物技術(shù)在山西冶金污染治理中的應(yīng)用研究

薛明霞

（山西晉環(huán)科源環(huán)境資源科技有限公司，山西太原 030024）

針對(duì)山西冶金行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及污染問(wèn)題，從NOx微生物凈化技術(shù)、除臭技術(shù)、煙氣脫硫技術(shù)幾方面探討微生物煙氣脫硫技術(shù)的原理與工藝流程，并分析微生物技術(shù)在治理山西冶金污染中的優(yōu)勢(shì)和不足，旨在為山西省的冶金污染治理提供參考。

環(huán)境 山西冶金污染 微生物 治理

目前，對(duì)運(yùn)用微生物技術(shù)治理冶金污染的研究非常少，作為全球最大的發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，環(huán)境治理正面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)，但是對(duì)微生物技術(shù)的研究仍停留在初級(jí)階段，除了硬件設(shè)施設(shè)備相對(duì)落后之外，在基礎(chǔ)研究方面同樣受到制約。由于污染物數(shù)量龐大，種類繁多，微生物的生長(zhǎng)代謝受到諸多環(huán)境因素的影響，很難實(shí)現(xiàn)功能菌的工業(yè)放大技術(shù)，因此微生物工業(yè)化程度不高。另外，我國(guó)缺乏該領(lǐng)域內(nèi)的專項(xiàng)研究，理論指導(dǎo)依據(jù)相對(duì)匱乏[1]。

1 山西冶金行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及污染問(wèn)題

山西一直是能源大省，現(xiàn)階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)雖然開(kāi)始走向了服務(wù)業(yè)，但是省內(nèi)很大一部分工程建設(shè)及企業(yè)發(fā)展依然以能源為主。冶金行業(yè)是山西重要的能源產(chǎn)業(yè)之一，在我國(guó)的冶金工業(yè)發(fā)展歷史中，山西起到了十分重要的推動(dòng)作用，但在冶金工業(yè)迅速發(fā)展的過(guò)程中，也給山西的環(huán)境造成了很大的污染。面對(duì)日益惡化的環(huán)境問(wèn)題，山西必須采取適當(dāng)?shù)姆乐挝廴炯夹g(shù)和措施，合理降低污染物的排放，或?qū)ξ廴疚镞M(jìn)行吸收，而采用微生物技術(shù)就可以吸收污染物[2]。

現(xiàn)階段冶金行業(yè)的環(huán)境污染問(wèn)題主要體現(xiàn)在固廢堆放對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響以及冶金生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣排放。

1）在對(duì)金屬礦物的開(kāi)采勘察過(guò)程中，許多企業(yè)由于本身的防護(hù)措施并不完善，導(dǎo)致金屬固體廢棄物直接進(jìn)入了周邊環(huán)境，嚴(yán)重影響了周圍的生態(tài)環(huán)境，造成了直接性的污染。同時(shí)，在冶煉金屬礦物的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生各種金屬固體廢棄物，如鋼渣、鋅渣、高爐渣等，許多企業(yè)對(duì)于這些固體廢棄物的排放并沒(méi)有采取切實(shí)可行的措施，而是將其進(jìn)行堆積或丟棄，導(dǎo)致其對(duì)環(huán)境的污染日益加重。

2）冶金行業(yè)的大氣污染主要體現(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中，由于冶煉的能源大都是以煤炭為主，而煤在燃燒的過(guò)程中對(duì)大氣造成的污染非常嚴(yán)重，主要污染物包括含氟煙氣、二氧化硫煙氣、含塵煤氣、含氮氧化物煙氣等。這些廢棄污染物的排放量非常大，所污染的大氣范圍也十分廣，這些廢棄污染物大都產(chǎn)生于煤炭燃燒的過(guò)程中，因此具有較高溫度，成分極為復(fù)雜，呈顆粒狀的較多，具有十分強(qiáng)的吸附力。此外，這些廢氣也存在一定的回收價(jià)值，其中很多物質(zhì)都能被凈化后加以合理利用。

2 微生物技術(shù)在治理冶金污染中的優(yōu)勢(shì)

2.1 徹底治理，不會(huì)產(chǎn)生二次污染

微生物技術(shù)最為強(qiáng)大的凈化特點(diǎn)在于吞噬，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)固體污染物的完全凈化，并徹底實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的消除作用，不會(huì)帶來(lái)二次污染，因而對(duì)整體的污染治理具有較強(qiáng)的實(shí)效性[3]。將其運(yùn)用到山西冶金污染的治理中，可以在污染產(chǎn)生的同時(shí)，采用微生物技術(shù)進(jìn)行防治，從根源上阻截了污染物擴(kuò)大污染的渠道，其凈化效率高，不會(huì)再次形成二次污染。

2.2 成效快，凈化速度優(yōu)越

微生物技術(shù)治理污染的成效較快，僅需要微生物黏附在固態(tài)污染物質(zhì)上，對(duì)其中的物質(zhì)進(jìn)行消化分解即可，其凈化速度優(yōu)越，能夠在短時(shí)間內(nèi)迅速消除大量的污染物，適應(yīng)于當(dāng)前山西冶金工業(yè)的污染狀況。

2.3 范圍廣，適應(yīng)不同污染需求

微生物技術(shù)不同于其他污染防治技術(shù)，它具有相當(dāng)廣的適用范圍，能夠滿足不同污染源的具體需求。山西冶金行業(yè)造成的污染是多方面的，不僅有直接的環(huán)境污染，還有間接的大氣污染，而微生物技術(shù)對(duì)其都有相當(dāng)優(yōu)越的適用性，能夠有效地處理這些污染問(wèn)題，以統(tǒng)一的方式進(jìn)行污染處理，很大程度上改善了污染防治的效率，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了更高的效益。

3 微生物煙氣脫硫技術(shù)的原理與工藝流程

導(dǎo)致山西冶金污染的原因有很多，其中最主要的是燃煤過(guò)程中產(chǎn)生大量的高濃度SO2，最終可形成酸雨。盡管已經(jīng)有高效的脫硫技術(shù)，但是昂貴的技術(shù)成本讓其實(shí)用價(jià)值大打折扣，微生物技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生，并在西方發(fā)達(dá)國(guó)家普及和應(yīng)用[4]。

3.1 微生物煙氣脫硫技術(shù)的作用原理

眾所周知，煙氣中含有大量的SO2，將其轉(zhuǎn)化成H2SO4的方式也比較多，如化學(xué)反應(yīng)，物理吸附等，而利用微生物技術(shù)可以提高SO2的轉(zhuǎn)化速度，生長(zhǎng)在吸收液里的微生物可以讓Fe3+和Fe2+相互轉(zhuǎn)化，從而加速了反應(yīng)過(guò)程。前者屬于作用很強(qiáng)的氧化劑，脫硫速度隨著濃度的提高而提高，F(xiàn)e3+在反應(yīng)過(guò)程中可以產(chǎn)生Fe2+，而Fe2+又能成為微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加以利用，從而又產(chǎn)生Fe3+，如此循環(huán)，脫硫效率非常高。

3.2 微生物煙氣脫硫技術(shù)的工藝流程

第一步：將含有脫硫菌的溶液作為循環(huán)吸收液。第二步：由于粉煤灰里含有Fe2O3，經(jīng)過(guò)離子化之后會(huì)產(chǎn)生鐵離子，可用來(lái)作為反應(yīng)介質(zhì)與催化劑。第三步：分別建立“吸收塔”和“三層濾料生物濾池”兩個(gè)生化反應(yīng)器。含有微生物的吸收液作為吸收塔中的噴淋水，煙氣進(jìn)入反應(yīng)塔之后就會(huì)產(chǎn)生生化反應(yīng)，而“三層濾料生物濾池”的粒狀填料表面，經(jīng)過(guò)微生物生長(zhǎng)、繁殖、培育、掛膜之后會(huì)生成一層生物膜，從吸收塔中揮發(fā)出的氣水混合物與之產(chǎn)生反應(yīng)，從而脫除剩余在煙氣里的SO2，與此同時(shí)，循環(huán)吸收液會(huì)被生物濾膜料凈化，因此噴淋水不會(huì)把噴嘴阻塞[5]。

4 微生物技術(shù)治理山西冶金污染的優(yōu)勢(shì)與不足

4.1 NOx微生物凈化技術(shù)

優(yōu)勢(shì)：效率高，成本和耗能較低，不存在二次污染，工藝流程簡(jiǎn)單，容易管理。

不足：微生物的生長(zhǎng)環(huán)境并不完全適宜；微生物生長(zhǎng)速度慢，既要凈化大量煙氣，又要篩選菌種；塔中填充料會(huì)隨著微生物的生長(zhǎng)而發(fā)生堵塞。

4.2 微生物除臭技術(shù)

優(yōu)勢(shì)：凈化成本低，效率高，不會(huì)引起污染物的轉(zhuǎn)移，沒(méi)有二次污染，便于管理。

不足：需要10～40℃的細(xì)菌活性溫度，無(wú)法在嚴(yán)寒區(qū)域使用。

4.3 微生物煙氣脫硫技術(shù)

優(yōu)勢(shì)：對(duì)催化劑、高壓和高溫沒(méi)有要求，可在常壓常溫環(huán)境下運(yùn)用，所需設(shè)施設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要高額操作費(fèi)用，對(duì)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)要求低，沒(méi)有二次污染。

不足：需要長(zhǎng)時(shí)間的菌種馴化，技術(shù)工藝不成熟。

5 結(jié)語(yǔ)

運(yùn)用微生物技術(shù)治理山西冶金污染，主要的研究?jī)?nèi)容應(yīng)該有三點(diǎn)：第一，如何用微生物控制污染物的代謝；第二，如何有效培育出高效功能菌；第三，有關(guān)復(fù)合微生物的研究。僅憑單一的微生物治理山西冶金污染很難取得理想效果，需要多種微生物技術(shù)的綜合運(yùn)用，所以生化技術(shù)、物化技術(shù)、單H多相反應(yīng)器以及多菌種群的發(fā)展都應(yīng)是相關(guān)學(xué)者專家的研究重點(diǎn)，以工業(yè)化應(yīng)用作為微生物技術(shù)的核心目標(biāo)。隨著全球各國(guó)對(duì)環(huán)境治理的重視，微生物技術(shù)的研究必將成為熱門(mén)和焦點(diǎn)。

[1]金秋，陳立華，閆少鋒，等.有效微生物技術(shù)在城市環(huán)境治理領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].環(huán)境科技，2015（1）：70-74.

[2]李余.微生物在環(huán)境治理中的地位與作用[J].東方教育，2015（6）：350.

[3]楊毅堅(jiān)，唐宇燕.微生物在環(huán)境治理中的應(yīng)用及前景展望[J].科技風(fēng)，2014（9）：83.

[4]石澤鳳.環(huán)境治理中微生物應(yīng)用研究[J].電源技術(shù)應(yīng)用，2014（3）：400.

[5]韓佳，王中衛(wèi).空氣微生物作為大氣污染常規(guī)分析指標(biāo)的必要性[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2012，37（8）：129-131.

（編輯：楊光輝）

Study on the Application of Microbial Technology in Shanxi Metallurgical Pollution Management

XUE Mingxia
（Shanxi Jinhuan Keyuan Environmental Resource Science and Technology Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030024）

In view of the present situation and pollution problems of the development of Shanxi metallurgical industry, from NOx microbial deodorization technology,purification technology,flue gas desulfurization technology and several aspects,the principle and process of microbial flue gas desulfurization technology are discussed,and the advantages and disadvantages of microbial technology in Shanxi metallurgical pollution are analyzed,in order to provide reference basis for the management of metallurgical pollution in Shanxi.

environment,Shanxi metallurgical pollution,microorganism,treatment

X756

A

1672-1152（2016）06-0059-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.22

2016-10-16

薛明霞（1983—），女，碩士研究生，工程師，從事環(huán)境工程方面的研究工作。