污水處理中的微生物

污水處理中的微生物

一、污水處理中的微生物分類

污水處理中的微生物種類不少，主要有菌類，藻類以及動(dòng)物類,

1、細(xì)菌

細(xì)菌的適應(yīng)性強(qiáng)，增長速度快。根據(jù)對營養(yǎng)物需求的不同，可

將細(xì)菌分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大類。自養(yǎng)菌利用各種無機(jī)物（CO、

2

HCO.、NO.、PO3.等）為營養(yǎng)將其轉(zhuǎn)化為另一種無機(jī)物，釋放出能

334

量，合成細(xì)胞物質(zhì)，其碳源、氮源和磷源皆為無機(jī)物。異養(yǎng)菌以

有機(jī)碳作碳源，有機(jī)或者無機(jī)氮為氮源，將其轉(zhuǎn)化為CO、HO、NO

223

CH、NH等無機(jī)物，釋放出能量，合成細(xì)胞物質(zhì)。污水處理設(shè)施

43

中的微生物主要是異養(yǎng)菌。

2、真菌

真菌包括霉菌和酵母菌。真菌是好氧菌，以有機(jī)物為碳源，生

長pH為2.9,最佳pH為5.6。真菌需氧量少，惟獨(dú)細(xì)菌的一半。真

菌常浮現(xiàn)于低pH值、份子氧較少的環(huán)境中。

真菌絲體對活性污泥的凝結(jié)起到骨架作用，但過多絲狀菌的出

現(xiàn)會(huì)影響污泥的沉淀性能，而引起污泥膨張°真菌在污水處理的

作用是不可忽視的。

3、藻類

藻類是單細(xì)胞和多細(xì)胞的植物性微生物。它含有葉綠素，利用

光合作用同化二氧化碳和水放出氧氣，吸收水中的氮、磷等營養(yǎng)

元素合成自身細(xì)胞。

4、原生動(dòng)物

原生動(dòng)物是最低等的能進(jìn)行分裂增殖的單細(xì)胞動(dòng)物。污水中的

原生動(dòng)物既是水質(zhì)凈化者又是水質(zhì)指示物。絕大多數(shù)原生動(dòng)物屬

于好氧異養(yǎng)型。在污水處理中，原生動(dòng)物的作用沒有細(xì)菌重要，

但由于大多數(shù)原生動(dòng)物能吞食固態(tài)有機(jī)物和游離細(xì)菌，所以有凈

化水質(zhì)的作用。原生動(dòng)物對環(huán)境的變化比較敏感，在不同的水質(zhì)

環(huán)境中浮現(xiàn)不同的原生動(dòng)物，所以是水質(zhì)指示物。例如，溶解氧

充足時(shí)鐘蟲大量浮現(xiàn)，溶解氧低于1/L時(shí)浮現(xiàn)較少，也不活躍。

5、后生動(dòng)物

后生動(dòng)物是多細(xì)胞動(dòng)物。在污水處理設(shè)施和穩(wěn)定塘中常見的后

生動(dòng)物有輪蟲、線蟲和甲殼類的動(dòng)物。

后生動(dòng)物皆為好氧微生物，生活在較好的水質(zhì)環(huán)境中。后生動(dòng)

物以細(xì)菌、原生動(dòng)物、藻類和有機(jī)固體為食，它們的浮現(xiàn)表明處

理效果較好，是污水處理的指示性生物。

二、微生物的代謝

微生物的生命過程是營養(yǎng)不斷被利用，細(xì)胞物質(zhì)不斷合成又不

斷消耗的過程。在這一過程中伴有著新生命的誕生，舊生命的死

亡和營養(yǎng)物（基質(zhì)）的轉(zhuǎn)化。污水的生物處理就是利用微生物對污

染物（營養(yǎng)物）的代謝轉(zhuǎn)化作用實(shí)現(xiàn)的。

1、微生物的營養(yǎng)關(guān)系

細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生助物共生于水體中。細(xì)菌

和真菌以水中的有機(jī)物、氮和磷等為營養(yǎng)進(jìn)行有氧和無氧呼吸合

成自身細(xì)胞。藻類是利用二氧化碳和水中的氮、磷進(jìn)行光和作用

合成自身細(xì)胞并向水體提供氧氣。藻類的細(xì)胞死亡后成為菌類繁

殖的營養(yǎng)。原生動(dòng)物吞食水中固態(tài)有機(jī)物、菌類和藻類。后生動(dòng)

物捕食水中固體有機(jī)物、菌類、藻類和原生動(dòng)物。

2、微生物的代謝

微生物從污水中攝取營養(yǎng)物質(zhì)，通過復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)合成

自身細(xì)胞和排出廢物。這種為維持生命活動(dòng)和生長繁殖而進(jìn)行的

生化反應(yīng)過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據(jù)能量的轉(zhuǎn)移和生化反

應(yīng)的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養(yǎng)物分

解轉(zhuǎn)化為簡單的化合物并釋放出能量，這一過程叫做分解代謝或

者產(chǎn)能代謝;微生物將營養(yǎng)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞物質(zhì)并吸收分解代謝釋放

營養(yǎng)是微生物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命活動(dòng)所需的能量和物質(zhì)來

自于營養(yǎng)。微生物細(xì)胞的組成(不包括H0和無機(jī)物)，可用化學(xué)

2

式CHON或者CHONP表示。不同微生物細(xì)胞的組成不盡相同，

57260872312

對碳氮磷比的要求也不徹底相同。好氧微生物要求碳氮磷比為

BOD5:N:P=1()():5:1［或者COD:N:P=(20()~30()):5:1］。厭氧微生物要

求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:6:1o其中N以NH-N計(jì),P以POAP

34

計(jì)。微生物種類繁多，所需C、N、P的化學(xué)形式也不相同。如異

養(yǎng)菌需要有機(jī)物為碳源，而自養(yǎng)菌以CO和HCO-為碳源。

23

幾乎所有的有機(jī)物都是微生物的營養(yǎng)源，為達(dá)到預(yù)期的凈化效果,

控制合適的C:N:P比顯得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、

P外，還需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、

Cu>Mo、V、I、Br>B等微量元素。

2、溫度

微生物的種類不同生長溫度不同，各種微生物的總體溫度范圍

是0?80。根據(jù)適應(yīng)的溫度范圍，微生物可分為低溫性(好冷性)、

中溫性和高溫性(好熱性)三類。低溫性微生物的生長溫度為20

以下，中溫性微生物的生長溫度為20?45,高溫性微生物的生長溫

度為45以上。好氧生物處理以中溫為主，微生物的最適生長溫度為

20?37。厭氧生物處理時(shí)，中溫微生物的最適生長溫度為25?40,

高溫微生物的最適生長溫度為50?60。所以厭氧微生物處理常利用

33?38和52?57兩個(gè)溫度段，分別叫做中溫消化(發(fā)酵)

和高溫消化(發(fā)酵)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，厭氧反應(yīng)已能在20?25

的常溫下進(jìn)行，這就大大降低了運(yùn)行費(fèi)用。

在適宜的溫度范圍內(nèi)，每升高1(),生化反應(yīng)速度就提高1?2

倍。所以，在較高最適溫度條件下生物處理效果較好。人為改變

污水溫度將增大處理成本，所以好氧生物處理普通在自然溫度下

進(jìn)行，即在常溫下進(jìn)行。好氧生物處理效果受氣候的影響較小。

厭氧生物處理受溫度影響較大，需要保持較高的溫度，但考慮到

運(yùn)行成本，應(yīng)盡量采用常溫下運(yùn)行(20?25)。如果原污水的溫度較

高，應(yīng)采用中溫發(fā)酵(33?38)或者高溫發(fā)酵(52?57)。如果有足夠的

余熱或者發(fā)酵過程中產(chǎn)生足夠的沼氣(高濃度有機(jī)污水和污泥消

化)，則可以利用余熱或者沼氣的熱能實(shí)現(xiàn)中溫和高溫發(fā)酵。普通

情況下，一日內(nèi)溫度的波動(dòng)不宜超過。所以，在生物處理時(shí)要控制

適宜的水溫并保持穩(wěn)定。

3、pH值

酶是一種兩性電解質(zhì)，pH值的變化影響酶的電離形式，進(jìn)而影

響酶的催化性能，所以pH值是影響酶活性的重要因素之一。不同的

微生物具有不同的酶系統(tǒng)，就有不同的pH值適應(yīng)范圍。細(xì)菌、放線

菌、藻類和原生動(dòng)物的pH值適應(yīng)范圍是4?10。酵母菌和霉菌的最

適pH為3.0?6.0o大多數(shù)細(xì)菌適宜pH=6.5?8.5的中性和偏堿性環(huán)境。

好氧生物處理的適宜pH為6.5?8.5,厭氧生物處理的適宜pH為

6.7?7.4(最佳pH為6.7?7.2)。在生物處理過程中保

持最適pH值范圍非常重要。否則，微生物酶的活性降低或者喪失，

微生物生長緩慢甚至死亡，導(dǎo)致處理失敗。

進(jìn)水pH值的驀地變化會(huì)對生物處理產(chǎn)生很大的影響，這種影

響不可逆轉(zhuǎn)。所以保持pH值的穩(wěn)定非常重要。

4、溶解氧

好氧微生物的代謝過程以份子氧為受體，并參預(yù)部份物質(zhì)的合

成。沒有份子氧，好氧微生物就不能生長繁殖，所以，進(jìn)行好氧

生物處理時(shí)，要保持一定濃度的溶解氧（DO）。供氧不足，適合低

溶解氧生長的微生物（微量好氧的發(fā)硫菌）和兼性微生物大量繁殖。

它們分解有機(jī)物不徹底，處理效果下降，且低溶解氧狀態(tài)下絲狀

菌優(yōu)勢生長，引起污泥膨脹。溶解氧濃度過高，不僅浪費(fèi)能量，

而且會(huì)因營養(yǎng)相對缺乏而使細(xì)胞氧化和死亡。為取得良好的處理

效果，好氧生物處理時(shí)應(yīng)控制溶解氧在2~3mg/L（二沉池出水

0.5?lmg/L）為宜。

厭氧微生物在有氧的條件下生成HO,但沒有分解HO的酶而

2222

被HO殺死。所以，在厭氧生物處理反應(yīng)器中決不能有份子氧存

22

在。其他氧化態(tài)物質(zhì)如SO4NO.、PCU和Fe3+等也會(huì)對厭氧生物

434

處理產(chǎn)生不良影響，也應(yīng)控制它們的濃度。

5、有毒物質(zhì)

對微生物有抑制和毒害作用的化學(xué)物質(zhì)叫有毒物質(zhì)。它能破壞