微生物技术在山西冶金污染治理中的应用研究

薛明霞

（山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西太原 030024）

微生物技术在山西冶金污染治理中的应用研究

薛明霞

（山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西太原 030024）

针对山西冶金行业发展的现状及污染问题，从NOx微生物净化技术、除臭技术、烟气脱硫技术几方面探讨微生物烟气脱硫技术的原理与工艺流程，并分析微生物技术在治理山西冶金污染中的优势和不足，旨在为山西省的冶金污染治理提供参考。

环境 山西冶金污染 微生物 治理

目前，对运用微生物技术治理冶金污染的研究非常少，作为全球最大的发展中国家，我国环境污染日趋严重，环境治理正面临严峻考验，但是对微生物技术的研究仍停留在初级阶段，除了硬件设施设备相对落后之外，在基础研究方面同样受到制约。由于污染物数量庞大，种类繁多，微生物的生长代谢受到诸多环境因素的影响，很难实现功能菌的工业放大技术，因此微生物工业化程度不高。另外，我国缺乏该领域内的专项研究，理论指导依据相对匮乏[1]。

1 山西冶金行业发展的现状及污染问题

山西一直是能源大省，现阶段的经济发展产业虽然开始走向了服务业，但是省内很大一部分工程建设及企业发展依然以能源为主。冶金行业是山西重要的能源产业之一，在我国的冶金工业发展历史中，山西起到了十分重要的推动作用，但在冶金工业迅速发展的过程中，也给山西的环境造成了很大的污染。面对日益恶化的环境问题，山西必须采取适当的防治污染技术和措施，合理降低污染物的排放，或对污染物进行吸收，而采用微生物技术就可以吸收污染物[2]。

现阶段冶金行业的环境污染问题主要体现在固废堆放对生态环境的影响以及冶金生产过程中的废气排放。

1）在对金属矿物的开采勘察过程中，许多企业由于本身的防护措施并不完善，导致金属固体废弃物直接进入了周边环境，严重影响了周围的生态环境，造成了直接性的污染。同时，在冶炼金属矿物的过程中，也会产生各种金属固体废弃物，如钢渣、锌渣、高炉渣等，许多企业对于这些固体废弃物的排放并没有采取切实可行的措施，而是将其进行堆积或丢弃，导致其对环境的污染日益加重。

2）冶金行业的大气污染主要体现在生产过程中，由于冶炼的能源大都是以煤炭为主，而煤在燃烧的过程中对大气造成的污染非常严重，主要污染物包括含氟烟气、二氧化硫烟气、含尘煤气、含氮氧化物烟气等。这些废弃污染物的排放量非常大，所污染的大气范围也十分广，这些废弃污染物大都产生于煤炭燃烧的过程中，因此具有较高温度，成分极为复杂，呈颗粒状的较多，具有十分强的吸附力。此外，这些废气也存在一定的回收价值，其中很多物质都能被净化后加以合理利用。

2 微生物技术在治理冶金污染中的优势

2.1 彻底治理，不会产生二次污染

微生物技术最为强大的净化特点在于吞噬，能够实现对固体污染物的完全净化，并彻底实现对污染物的消除作用，不会带来二次污染，因而对整体的污染治理具有较强的实效性[3]。将其运用到山西冶金污染的治理中，可以在污染产生的同时，采用微生物技术进行防治，从根源上阻截了污染物扩大污染的渠道，其净化效率高，不会再次形成二次污染。

2.2 成效快，净化速度优越

微生物技术治理污染的成效较快，仅需要微生物黏附在固态污染物质上，对其中的物质进行消化分解即可，其净化速度优越，能够在短时间内迅速消除大量的污染物，适应于当前山西冶金工业的污染状况。

2.3 范围广，适应不同污染需求

微生物技术不同于其他污染防治技术，它具有相当广的适用范围，能够满足不同污染源的具体需求。山西冶金行业造成的污染是多方面的，不仅有直接的环境污染，还有间接的大气污染，而微生物技术对其都有相当优越的适用性，能够有效地处理这些污染问题，以统一的方式进行污染处理，很大程度上改善了污染防治的效率，为产业的发展带来了更高的效益。

3 微生物烟气脱硫技术的原理与工艺流程

导致山西冶金污染的原因有很多，其中最主要的是燃煤过程中产生大量的高浓度SO2，最终可形成酸雨。尽管已经有高效的脱硫技术，但是昂贵的技术成本让其实用价值大打折扣，微生物技术由此应运而生，并在西方发达国家普及和应用[4]。

3.1 微生物烟气脱硫技术的作用原理

众所周知，烟气中含有大量的SO2，将其转化成H2SO4的方式也比较多，如化学反应，物理吸附等，而利用微生物技术可以提高SO2的转化速度，生长在吸收液里的微生物可以让Fe3+和Fe2+相互转化，从而加速了反应过程。前者属于作用很强的氧化剂，脱硫速度随着浓度的提高而提高，Fe3+在反应过程中可以产生Fe2+，而Fe2+又能成为微生物的营养物质加以利用，从而又产生Fe3+，如此循环，脱硫效率非常高。

3.2 微生物烟气脱硫技术的工艺流程

第一步：将含有脱硫菌的溶液作为循环吸收液。第二步：由于粉煤灰里含有Fe2O3，经过离子化之后会产生铁离子，可用来作为反应介质与催化剂。第三步：分别建立“吸收塔”和“三层滤料生物滤池”两个生化反应器。含有微生物的吸收液作为吸收塔中的喷淋水，烟气进入反应塔之后就会产生生化反应，而“三层滤料生物滤池”的粒状填料表面，经过微生物生长、繁殖、培育、挂膜之后会生成一层生物膜，从吸收塔中挥发出的气水混合物与之产生反应，从而脱除剩余在烟气里的SO2，与此同时，循环吸收液会被生物滤膜料净化，因此喷淋水不会把喷嘴阻塞[5]。

4 微生物技术治理山西冶金污染的优势与不足

4.1 NOx微生物净化技术

优势：效率高，成本和耗能较低，不存在二次污染，工艺流程简单，容易管理。

不足：微生物的生长环境并不完全适宜；微生物生长速度慢，既要净化大量烟气，又要筛选菌种；塔中填充料会随着微生物的生长而发生堵塞。

4.2 微生物除臭技术

优势：净化成本低，效率高，不会引起污染物的转移，没有二次污染，便于管理。

不足：需要10～40℃的细菌活性温度，无法在严寒区域使用。

4.3 微生物烟气脱硫技术

优势：对催化剂、高压和高温没有要求，可在常压常温环境下运用，所需设施设备相对简单，不需要高额操作费用，对微生物的营养物质要求低，没有二次污染。

不足：需要长时间的菌种驯化，技术工艺不成熟。

5 结语

运用微生物技术治理山西冶金污染，主要的研究内容应该有三点：第一，如何用微生物控制污染物的代谢；第二，如何有效培育出高效功能菌；第三，有关复合微生物的研究。仅凭单一的微生物治理山西冶金污染很难取得理想效果，需要多种微生物技术的综合运用，所以生化技术、物化技术、单H多相反应器以及多菌种群的发展都应是相关学者专家的研究重点，以工业化应用作为微生物技术的核心目标。随着全球各国对环境治理的重视，微生物技术的研究必将成为热门和焦点。

[1]金秋，陈立华，闫少锋，等.有效微生物技术在城市环境治理领域中的应用[J].环境科技，2015（1）：70-74.

[2]李余.微生物在环境治理中的地位与作用[J].东方教育，2015（6）：350.

[3]杨毅坚，唐宇燕.微生物在环境治理中的应用及前景展望[J].科技风，2014（9）：83.

[4]石泽凤.环境治理中微生物应用研究[J].电源技术应用，2014（3）：400.

[5]韩佳，王中卫.空气微生物作为大气污染常规分析指标的必要性[J].环境科学与管理，2012，37（8）：129-131.

（编辑：杨光辉）

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，硕士研究生，工程师，从事环境工程方面的研究工作。