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          污水处理中微生物分类及代谢

          污水处理中微生物分类及代谢

          发布日期:2019-05-06 作者: 点击:



           一、污水处理中的微生物分类



            污水处理中的微生物种类很多英皇体育官网登录英皇体育官网登录,主要有菌类英皇体育官网登录,藻类以及动物类英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。



            1英皇体育官网登录英皇体育官网登录、细菌



            细菌的适应性强,增长速度快英皇体育官网登录英皇体育官网登录。根据对营养物需求的不同英皇体育官网登录英皇体育官网登录,可将细菌分为自养菌和异养菌两大类。自养菌利用各种无机物(CO2英皇体育官网登录、HCO3-、NO3-英皇体育官网登录、PO3-4等)为营养将其转化为另一种无机物英皇体育官网登录,释放出能量英皇体育官网登录英皇体育官网登录,合成细胞物质英皇体育官网登录,其碳源英皇体育官网登录、氮源和磷源皆为无机物英皇体育官网登录。异养菌以有机碳作碳源英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,有机或无机氮为氮源英皇体育官网登录,将其转化为CO2、H2O、NO3-英皇体育官网登录、CH4英皇体育官网登录、NH3等无机物英皇体育官网登录,释放出能量英皇体育官网登录,合成细胞物质英皇体育官网登录。污水处理设施中的微生物主要是异养菌英皇体育官网登录。



            2英皇体育官网登录、真菌



            真菌包括霉菌和酵母菌英皇体育官网登录。真菌是好氧菌英皇体育官网登录,以有机物为碳源,生长pH为2?9英皇体育官网登录,pH为5.6英皇体育官网登录。真菌需氧量少英皇体育官网登录英皇体育官网登录,只有细菌的一半。真菌常出现于低pH值英皇体育官网登录英皇体育官网登录、分子氧较少的环境中。



            真菌丝体对活性污泥的凝聚起到骨架作用,但过多丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能英皇体育官网登录,而引起污泥膨胀。真菌在污水处理的作用是不可忽视的英皇体育官网登录。



            3英皇体育官网登录英皇体育官网登录、藻类



            藻类是单细胞和多细胞的植物性微生物英皇体育官网登录英皇体育官网登录。它含有叶绿素,利用光合作用同化二氧化碳和水放出氧气英皇体育官网登录,吸收水中的氮英皇体育官网登录英皇体育官网登录、磷等营养元素合成自身细胞英皇体育官网登录。



            4英皇体育官网登录英皇体育官网登录、原生动物



            原生动物是很低等的能进行分裂增殖的单细胞动物。污水中的原生动物既是水质净化者又是水质指示物。绝大多数原生动物属于好氧异养型。在污水处理中,原生动物的作用没有细菌重要英皇体育官网登录,但由于大多数原生动物能吞食固态有机物和游离细菌,所以有净化水质的作用英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。原生动物对环境的变化比较敏感英皇体育官网登录,在不同的水质环境中出现不同的原生动物,所以是水质指示物。例如,溶解氧充足时钟虫大量出现英皇体育官网登录英皇体育官网登录,溶解氧低于1㎎/L时出现较少,也不活跃。



            5英皇体育官网登录英皇体育官网登录、后生动物



            后生动物是多细胞动物英皇体育官网登录。在污水处理设施和稳定塘中常见的后生动物有轮虫英皇体育官网登录、线虫和甲壳类的动物。



            后生动物皆为好氧微生物英皇体育官网登录英皇体育官网登录,生活在较好的水质环境中英皇体育官网登录。后生动物以细菌英皇体育官网登录、原生动物、藻类和有机固体为食英皇体育官网登录英皇体育官网登录,它们的出现表明处理效果较好英皇体育官网登录英皇体育官网登录,是污水处理的指示性生物英皇体育官网登录英皇体育官网登录。


          污水处理

          污水处理

           

          二英皇体育官网登录英皇体育官网登录、微生物的代谢



            微生物的生命过程是营养不断被利用英皇体育官网登录,细胞物质不断合成又不断消耗的过程英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。在这一过程中伴随着新生命的诞生英皇体育官网登录,旧生命的死亡和营养物(基质)的转化。污水的生物处理就是利用微生物对污染物(营养物)的代谢转化作用实现的。



            1、微生物的营养关系



            细菌英皇体育官网登录、真菌英皇体育官网登录、藻类、原生动物英皇体育官网登录、后生动物共生于水体中。细菌和真菌以水中的有机物、氮和磷等为营养进行有氧和无氧呼吸合成自身细胞英皇体育官网登录英皇体育官网登录。藻类是利用二氧化碳和水中的氮英皇体育官网登录、磷进行光和作用合成自身细胞并向水体提供氧气。藻类的细胞死亡后成为菌类繁殖的营养英皇体育官网登录。原生动物吞食水中固态有机物、菌类和藻类英皇体育官网登录英皇体育官网登录。后生动物捕食水中固体有机物英皇体育官网登录英皇体育官网登录、菌类、藻类和原生动物英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。



            2英皇体育官网登录、微生物的代谢



            微生物从污水中摄取营养物质英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,通过复杂的生物化学反应合成自身细胞和排出废物。这种为维持生命活动和生长繁殖而进行的生化反应过程叫新陈代谢,简称代谢英皇体育官网登录。根据能量的转移和生化反应的类型可将代谢分为分解代谢和合成代谢英皇体育官网登录。微生物将营养物分解转化为简单的化合物并释放出能量英皇体育官网登录,这一过程叫做分解代谢或产能代谢;微生物将营养物转化为细胞物质并吸收分解代谢释放的能量英皇体育官网登录,这一过程叫做合成代谢英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。当营养缺乏时英皇体育官网登录,微生物对自身细胞物质进行氧化分解英皇体育官网登录,以获得能量英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,这以过程叫做内源代谢英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,也叫内源呼吸英皇体育官网登录。当营养物充足的时,内源呼吸并不明显英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,但营养物缺乏时,内源呼吸是能量的主要来源英皇体育官网登录。



            没有新陈代谢就没有生命英皇体育官网登录。微生物通过新陈代谢不断地增殖和死亡英皇体育官网登录。微生物的分解代谢为合成代谢提供能量和物质,合成代谢为分解代谢提供催化剂和反应器英皇体育官网登录。两种代谢相互依赖、相互促进英皇体育官网登录、不可分割。



            微生物代谢消耗的营养物一部分分解成简单的物质排入环境英皇体育官网登录,另一部分合成为细胞物质英皇体育官网登录。不同的微生物代谢速度不同英皇体育官网登录,营养物用于分解和合成的比例也不相同英皇体育官网登录。厌氧微生物分解营养物不干净英皇体育官网登录英皇体育官网登录,释放的能量少英皇体育官网登录,代谢速度慢英皇体育官网登录,将营养物用于分解的比例大英皇体育官网登录,用于合成的比例小英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,细胞增殖慢。好氧微生物分解营养物干净英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,产物(CO2、H2O 英皇体育官网登录英皇体育官网登录、NO3-英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录、PO43-等)稳定英皇体育官网登录英皇体育官网登录,含有的能量很少英皇体育官网登录,所以好氧微生物代谢中释放的能量多,代谢速度快,将营养物用于分解的比例小英皇体育官网登录英皇体育官网登录,用于合成的比例大,细胞增殖快英皇体育官网登录。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。



            三英皇体育官网登录、微生物的生长环境



            废水生物处理的主体是微生物英皇体育官网登录英皇体育官网登录,只有创造良好的环境条件让微生物大量繁殖才能获得令人满意的处理效果英皇体育官网登录。影响微生物生长的的条件主要有营养英皇体育官网登录、温度英皇体育官网登录、pH值英皇体育官网登录英皇体育官网登录、溶解氧及有毒物质等英皇体育官网登录。



            1英皇体育官网登录、营养



            营养是微生物生长的物质基础,生命活动所需的能量和物质来自于营养英皇体育官网登录。微生物细胞的组成(不包括H2O和无机物),可用化学式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示英皇体育官网登录。不同微生物细胞的组成不尽相同,对碳氮磷比的要求也不完全相同英皇体育官网登录英皇体育官网登录。好氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]英皇体育官网登录。厌氧微生物要求碳氮磷比为BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3- N计英皇体育官网登录,P以PO43--P计英皇体育官网登录英皇体育官网登录。微生物种类繁多英皇体育官网登录英皇体育官网登录,所需C、N英皇体育官网登录英皇体育官网登录、P的化学形式也不相同。如异养菌需要有机物为碳源英皇体育官网登录英皇体育官网登录,而自养菌以CO2和HCO3-为碳源英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。



            几乎所有的有机物都是微生物的营养源,为达到预期的净化效果,控制合适的C:N:P比显得十分重要英皇体育官网登录英皇体育官网登录。微生物除需要C、H、O英皇体育官网登录英皇体育官网登录、N英皇体育官网登录、P外英皇体育官网登录英皇体育官网登录,还需要S英皇体育官网登录、Mg、Fe英皇体育官网登录英皇体育官网登录、Ca英皇体育官网登录英皇体育官网登录、K等元素英皇体育官网登录英皇体育官网登录,以及Mn、Zn英皇体育官网登录英皇体育官网登录、Co英皇体育官网登录、Ni、Cu、Mo英皇体育官网登录、V英皇体育官网登录、I、Br英皇体育官网登录英皇体育官网登录、B等微量元素英皇体育官网登录。



            2英皇体育官网登录英皇体育官网登录、温度



            微生物的种类不同生长温度不同英皇体育官网登录,各种微生物的总体温度范围是0~80℃。根据适应的温度范围英皇体育官网登录英皇体育官网登录,微生物可分为低温性(好冷性)英皇体育官网登录英皇体育官网登录、中温性和高温性(好热性)三类英皇体育官网登录英皇体育官网登录。低温性微生物的生长温度为20℃以下英皇体育官网登录英皇体育官网登录,中温性微生物的生长温度为20~45℃英皇体育官网登录,高温性微生物的生长温度为45℃以上英皇体育官网登录。好氧生物处理以中温为主英皇体育官网登录,微生物的适合生长温度为20~37英皇体育官网登录。厌氧生物处理时英皇体育官网登录,中温微生物的适合生长温度为25~40℃,高温微生物的适合生长温度为50~60℃。所以厌氧微生物处理常利用33~38℃和52~57℃两个温度段英皇体育官网登录,分别叫做中温消化(发酵)和高温消化(发酵)英皇体育官网登录。随着科学技术的发展英皇体育官网登录,厌氧反应已能在20~25℃的常温下进行英皇体育官网登录英皇体育官网登录,这就大大降低了运行费用英皇体育官网登录。



            在适宜的温度范围内英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,每升高10℃,生化反应速度就提高1~2倍英皇体育官网登录英皇体育官网登录。所以英皇体育官网登录,在较高适合温度条件下生物处理效果较好英皇体育官网登录。人为改变污水温度将增大处理成本英皇体育官网登录,所以好氧生物处理一般在自然温度下进行英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,即在常温下进行英皇体育官网登录。好氧生物处理效果受气候的影响较小。厌氧生物处理受温度影响较大英皇体育官网登录,需要保持较高的温度,但考虑到运行成本英皇体育官网登录英皇体育官网登录,应尽量采用常温下运行(20~25℃)英皇体育官网登录。如果原污水的温度较高,应采用中温发酵(33~38℃)或高温发酵(52~57℃)。如果有足够的余热或发酵过程中产生足够的沼气(高浓度有机污水和污泥消化)英皇体育官网登录,则可以利用余热或沼气的热能实现中温和高温发酵。一般情况下,一日内温度的波动不宜超过℃英皇体育官网登录。所以英皇体育官网登录英皇体育官网登录,在生物处理时要控制适宜的水温并保持稳定英皇体育官网登录英皇体育官网登录。



            3英皇体育官网登录、pH值



            酶是一种两性电解质英皇体育官网登录,pH值的变化影响酶的电离形式英皇体育官网登录,进而影响酶的催化性能英皇体育官网登录,所以pH值是影响酶活性的重要因素之一英皇体育官网登录。不同的微生物具有不同的酶系统英皇体育官网登录,就有不同的pH值适应范围。细菌英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录、放线菌英皇体育官网登录、藻类和原生动物的pH值适应范围是4~10英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录。酵母菌和霉菌的适合pH为3.0~6.0。大多数细菌适宜pH=6.5~8.5的中性和偏碱性环境英皇体育官网登录英皇体育官网登录。好氧生物处理的适宜pH为6.5~8.5,厌氧生物处理的适宜pH为6.7~7.4(较好的pH为6.7~7.2)。在生物处理过程中保持较好pH值范围非常重要英皇体育官网登录。否则英皇体育官网登录,微生物酶的活性降低或丧失英皇体育官网登录英皇体育官网登录,微生物生长缓慢甚至死亡英皇体育官网登录,导致处理失败。



            进水pH值的突然变化会对生物处理产生很大的影响,这种影响不可逆转英皇体育官网登录英皇体育官网登录。所以保持pH值的稳定非常重要英皇体育官网登录。



            4、溶解氧



            好氧微生物的代谢过程以分子氧为受体,并参与部分物质的合成。没有分子氧英皇体育官网登录,好氧微生物就不能生长繁殖,所以英皇体育官网登录,进行好氧生物处理时,要保持一定浓度的溶解氧(DO)英皇体育官网登录。供氧不足英皇体育官网登录英皇体育官网登录,适合低溶解氧生长的微生物(微量好氧的发硫菌)和兼性微生物大量繁殖。它们分解有机物不干净英皇体育官网登录,处理效果下降英皇体育官网登录英皇体育官网登录,且低溶解氧状态下丝状菌优势生长,引起污泥膨胀英皇体育官网登录英皇体育官网登录。溶解氧浓度过高英皇体育官网登录英皇体育官网登录,不仅浪费能量,而且会因营养相对缺乏而使细胞氧化和死亡。为取得良好的处理效果,好氧生物处理时应控制溶解氧在2~3mg/L(二沉池出水0.5~1mg/L)为宜。



            厌氧微生物在有氧的条件下生成H2O2英皇体育官网登录,但没有分解H2O2的酶而被H2O2杀死。所以英皇体育官网登录,在厌氧生物处理反应器中决不能有分子氧存在。其他氧化态物质如SO42-英皇体育官网登录、NO3-英皇体育官网登录英皇体育官网登录、PO43-和Fe3+等也会对厌氧生物处理产生不良影响英皇体育官网登录英皇体育官网登录,也应控制它们的浓度英皇体育官网登录。



            5英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录、有毒物质



            对微生物有抑制和毒害作用的化学物质叫有毒物质。它能破坏细胞的结构,使酶变性而失去活性英皇体育官网登录英皇体育官网登录。如重金属能与酶的-SH基团结和,或与蛋白质结合使之变性或沉淀英皇体育官网登录英皇体育官网登录。有毒物质在低浓度时对微生物无害,超过某一数值则发生毒害英皇体育官网登录。某些有毒物质在低浓度时可以成为微生物的营养。有毒物质的毒性受pH值英皇体育官网登录、温度和有无其他有毒物质存在等因素的影响英皇体育官网登录英皇体育官网登录,在不同条件下毒性相差很大英皇体育官网登录英皇体育官网登录英皇体育官网登录,不同的微生物对同一毒物的耐受能力也不同英皇体育官网登录,具体情况应根据实验而定英皇体育官网登录英皇体育官网登录。


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