乳制品工業(yè)廢水生物處理工藝中微生物群落研究進(jìn)展

王玉龍

摘 要 乳制品工業(yè)廢水處理工藝根據(jù)微生物特性分為好氧處理工藝、厭氧處理工藝、生物強(qiáng)化工藝三種，每種工藝都有著其獨(dú)特的富有多樣性的微生物群落。在近年的研究中對這三種工藝的微生物群落都有著不小的突破，這三種工藝的乳制品工業(yè)廢水的降解能力及降解效率都有著極大的提高。

關(guān)鍵詞 乳制品；工業(yè)廢水；微生物群落

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活越加富足。人們對食物不再僅僅是吃飽即可，更多的是對味覺享受的追求。各式口味的牛奶、酸奶等乳制品因此而受到廣大人民群眾的喜愛，乳制品工業(yè)也因此得以蓬勃發(fā)展。乳制品工業(yè)的主要污染物是工業(yè)廢水，繁榮的乳制品工業(yè)帶來的是巨量的工業(yè)廢水以及巨大的環(huán)境壓力。生物處理便是在這種環(huán)境下誕生的一種工業(yè)廢水處理工藝，其主要是借助于微生物對工業(yè)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行講解，從而減輕或消除工業(yè)廢水對環(huán)境的污染，微生物群落是該工藝的關(guān)鍵。下面本文將就乳制品工業(yè)廢水的生物工藝中微生物群落研究進(jìn)展作簡單分析。

1 乳制品工業(yè)廢水生物處理中微生物群落研究

當(dāng)前的乳制品工業(yè)廢水生物處理工藝根據(jù)微生物的特性又分為三種：一是好氧處理工藝，二是厭氧處理工藝，三是生物強(qiáng)化處理工藝。下面將分別闡述這三種工藝中的微生物群落研究。

1.1 好氧處理工藝中的微生物群落研究

傳統(tǒng)的乳制品工業(yè)廢水好氧處理工藝處理方法有三種：一是曝氣氧化塘法，二是活性污泥法，三是滴濾池法。傳統(tǒng)好氧處理工藝一般是根據(jù)廢水特性將這三種方法進(jìn)行有選擇的聯(lián)用以取得最佳的廢水處理效果；其作用原理是利用乳制品工業(yè)廢水中原有的微生物群落或者人工生產(chǎn)的微生物菌劑對工業(yè)廢水中的蛋白質(zhì)、糖分、脂肪等污染物進(jìn)行降解。隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)好氧處理從許多方面比較都遠(yuǎn)不如厭氧處理，因此近年來多數(shù)學(xué)者都是就乳制品工業(yè)廢水的厭氧處理工藝進(jìn)行研究。但近幾年的好氧處理工藝研究還是取得了不小的成果，研究人員的主要研究是通過分離篩微生物種群，進(jìn)而研發(fā)廉價(jià)且能夠大規(guī)模量產(chǎn)的專屬降解乳制品工業(yè)廢水微生物復(fù)合菌劑。在脂肪的降解上，kosseva在研究中發(fā)現(xiàn)乳酸酵母、芽孢桿菌以及鏈霉菌都能夠有效的降解乳制品廢水中的脂肪；在COD的處理上，rajeshkumar發(fā)現(xiàn)產(chǎn)堿桿菌菌株MMRR_7能夠有效去除COD；在蛋白質(zhì)的降解上，loporena發(fā)現(xiàn)了八種混合使用能夠高效降解蛋白質(zhì)的微生物種群；在糖分及硝酸鹽的降解上，shivsharan發(fā)現(xiàn)了芽孢桿菌、腸球菌等5種乳制品工業(yè)廢水處理中最主要的微生物種群。

1.2 厭氧處理工藝中微生物群落研究

乳制品工業(yè)廢水的厭氧處理工藝是近十年來才興起的乳制品工業(yè)廢水處理工藝，該工藝工業(yè)廢水厭氧處理系統(tǒng)中的微生物群落十分復(fù)雜，對其研究也是在近十年來才有所突破。首先是ahring發(fā)現(xiàn)了古菌及真細(xì)菌兩個(gè)能夠有效降解乳制品工業(yè)廢水的厭氧微生物種群；其中古菌有熱原體綱、甲烷微菌綱等五個(gè)綱，而真細(xì)菌則包含了綠彎桿菌門、變形菌門等二十個(gè)門。其后，隨著研究人員的進(jìn)一步研究。Lee將能夠降解乳制品工業(yè)廢水的厭氧微生物細(xì)分為三個(gè)群落：一是產(chǎn)甲烷菌，二是水解細(xì)菌，三是同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌。而后venetsaneas又將乳制品工業(yè)廢水處理工藝中的微生物群落分為四個(gè)：一是水解細(xì)菌，二是產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，三是同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌，四是產(chǎn)甲烷古菌。

其中，水解細(xì)菌能夠有效降解蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及碳水化合物等復(fù)雜化合物，將其分解為二氧化碳、有機(jī)酸、氫氣以及醇等簡單化合物。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌則是能夠利用并分解簡單化合物、生成能源并增殖的厭氧微生物，其又可細(xì)分為丁酸降解菌及丙酸降解菌兩種。同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌是進(jìn)一步利用降解廢水底物及降解后得到的二氧化碳及氫氣的微生物群落，在乳制品工業(yè)廢水厭氧處理系統(tǒng)中，該細(xì)菌能夠?qū)⑵渌⑸锶郝浣到猱a(chǎn)物碳水化合物、二氧化碳、氫氣、有機(jī)酸以及醇類轉(zhuǎn)化成乙酸，其又可細(xì)分為包含梭狀芽孢桿菌及醋酸桿菌在內(nèi)的22個(gè)屬。而產(chǎn)甲烷古菌則是能夠利用其他微生物群落產(chǎn)生的乙酸、二氧化碳及氫氣生成甲烷，產(chǎn)甲烷細(xì)菌也是當(dāng)前研究成果最大、研究最為細(xì)致的微生物群落，當(dāng)前的產(chǎn)甲烷古菌包含甲烷桿菌目、甲烷火菌目在內(nèi)的六個(gè)目，共二百余種。

1.3 生物強(qiáng)化工藝中的微生物群落研究

生物強(qiáng)化是指在乳制品工業(yè)廢水處理過程中，通過添加分離篩選得到的高效菌株或者人工生產(chǎn)的特效菌株來提高降解能力以及降解速率的處理工藝。其作用原理在于乳制品工業(yè)廢水不處理自身就能夠降解凈化，只不過效率太低或能力不全，生物強(qiáng)化工藝就是在此基礎(chǔ)上完善并強(qiáng)化其原有的降解能力，已達(dá)到迅速降解乳制品工業(yè)廢水的目的。目前生物強(qiáng)化工藝的方法有三種：一是微生物馴化，二是微生物固定化，三是直接投加微生物菌劑。Topalova和lrina通過研究發(fā)現(xiàn)，微生物馴化以及微生物固定化效果較好，而直接投加微生物菌劑的效果卻十分不明顯；通過進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)其原因在于直接投加的微生物菌劑并不能在乳制品工業(yè)廢水中迅速大量繁殖，從而使得該種方法效果不明顯。從目前的研究來看，直接投加微生物菌劑是生物強(qiáng)化工藝中最有潛力的方法，隨著進(jìn)一步研究，研究人員發(fā)現(xiàn)應(yīng)該從兩個(gè)方面來討論直接投加微生物菌劑在生物強(qiáng)化工藝中的效果。一是不同微生物菌劑對工業(yè)廢水降解能力的增加幅度不同，其提高的COD去除率也有區(qū)別；二是微生物菌劑自身的結(jié)構(gòu)差異、待降解的工業(yè)廢水組成結(jié)構(gòu)和降解環(huán)境的不同使得即使是直接投加同種微生物菌劑，在生物強(qiáng)化工藝中取得的效果也有所不同。

2 結(jié)束語

綜上所述，乳制品工業(yè)廢水應(yīng)當(dāng)根據(jù)其來源及組成，再綜合考慮降解環(huán)境或者人工保持理想降解環(huán)境，然后在此基礎(chǔ)上選用合適的處理工藝以及微生物菌劑來對其進(jìn)行降解。而在可選擇的三種工藝中，好氧處理工藝的微生物群落相對簡單，其降解能力則稍有不足；厭氧處理工藝的微生物群落則相當(dāng)復(fù)雜，處理技術(shù)相對較難，但能夠最大限度降解工業(yè)廢水；而生物強(qiáng)化工藝除了需要考慮微生物群落結(jié)構(gòu)及微生物菌劑開發(fā)程度外，還需要綜合工業(yè)廢水結(jié)構(gòu)及外部環(huán)境，所需要考慮因素較多但對環(huán)境的影響卻是最小。

參考文獻(xiàn)：

[1]康小虎，曾小英，李師翁.乳制品工業(yè)廢水生物處理工藝中微生物群落研究進(jìn)展[J].生物學(xué)雜志，2016，33（06）：86-90.

[2]晁雷，趙曉光，李曉東，張巍，安樂，許靜.國內(nèi)外乳制品工業(yè)廢水生物處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（01）：1-4.

[3]蔣路漫，黃翔峰.乳制品工業(yè)廢水處理技術(shù)進(jìn)展[J].凈水技術(shù)，2008，27（06）：11-16+29.