污水处理(lǐ)中常见的微生物(wù)生長(cháng)条件

一、污水处理(lǐ)中的微生物(wù)分(fēn)类

污水处理(lǐ)中的微生物(wù)种类很(hěn)多(duō)，主要有(yǒu)菌类，藻类以及动物(wù)类。

01

细菌

细菌的适应性强，增長(cháng)速度快。根据对营养物(wù)需求的不同，可(kě)将细菌分(fēn)為(wèi)自养菌和异养菌两大类。自养菌利用(yòng)各种无机物(wù)(CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等)為(wèi)营养将其转化為(wèi)另一种无机物(wù)，释放出能(néng)量，合成细胞物(wù)质，其碳源、氮源和磷源皆為(wèi)无机物(wù)。

异养菌以有(yǒu)机碳作碳源，有(yǒu)机或无机氮為(wèi)氮源，将其转化為(wèi)CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等无机物(wù)，释放出能(néng)量，合成细胞物(wù)质。污水处理(lǐ)设施中的微生物(wù)主要是异养菌。

02

真菌

真菌包括霉菌和酵母菌。真菌是好氧菌，以有(yǒu)机物(wù)為(wèi)碳源，生長(cháng)pH為(wèi)2?9，佳pH為(wèi)5.6。真菌需氧量少，只有(yǒu)细菌的一半。真菌常出现于低pH值、分(fēn)子氧较少的环境中。

真菌丝體(tǐ)对活性污泥的凝聚起到骨架作用(yòng)，但过多(duō)丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能(néng)，而引起污泥膨胀。真菌在污水处理(lǐ)的作用(yòng)是不可(kě)忽视的。

03

藻类

藻类是单细胞和多(duō)细胞的植物(wù)性微生物(wù)。它含有(yǒu)叶绿素，利用(yòng)光合作用(yòng)同化二氧化碳和水放出氧气，吸收水中的氮、磷等营养元素合成自身细胞。

04

原生动物(wù)

原生动物(wù)是低等的能(néng)进行分(fēn)裂增殖的单细胞动物(wù)。污水中的原生动物(wù)既是水质净化者又(yòu)是水质指示物(wù)。绝大多(duō)数原生动物(wù)属于好氧异养型。在污水处理(lǐ)中，原生动物(wù)的作用(yòng)没有(yǒu)细菌重要，但由于大多(duō)数原生动物(wù)能(néng)吞食固态有(yǒu)机物(wù)和游离细菌，所以有(yǒu)净化水质的作用(yòng)。

原生动物(wù)对环境的变化比较敏感，在不同的水质环境中出现不同的原生动物(wù)，所以是水质指示物(wù)。例如，溶解氧充足时钟虫大量出现，溶解氧低于1/L时出现较少，也不活跃。

05

后生动物(wù)

后生动物(wù)是多(duō)细胞动物(wù)。在污水处理(lǐ)设施和稳定塘中常见的后生动物(wù)有(yǒu)轮虫、線(xiàn)虫和甲壳类的动物(wù)。

后生动物(wù)皆為(wèi)好氧微生物(wù)，生活在较好的水质环境中。后生动物(wù)以细菌、原生动物(wù)、藻类和有(yǒu)机固體(tǐ)為(wèi)食，它们的出现表明处理(lǐ)效果较好，是污水处理(lǐ)的指示性生物(wù)。

二、微生物(wù)的代謝(xiè)‍

微生物(wù)的生命过程是营养不断被利用(yòng)，细胞物(wù)质不断合成又(yòu)不断消耗的过程。在这一过程中伴随着新(xīn)生命的诞生，旧生命的死亡和营养物(wù)(基质)的转化。污水的生物(wù)处理(lǐ)就是利用(yòng)微生物(wù)对污染物(wù)(营养物(wù))的代謝(xiè)转化作用(yòng)实现的。

01

微生物(wù)的营养关系

细菌、真菌、藻类、原生动物(wù)、后生动物(wù)共生于水體(tǐ)中。细菌和真菌以水中的有(yǒu)机物(wù)、氮和磷等為(wèi)营养进行有(yǒu)氧和无氧呼吸合成自身细胞。藻类是利用(yòng)二氧化碳和水中的氮、磷进行光和作用(yòng)合成自身细胞并向水體(tǐ)提供氧气。藻类的细胞死亡后成為(wèi)菌类繁殖的营养。

原生动物(wù)吞食水中固态有(yǒu)机物(wù)、菌类和藻类。后生动物(wù)捕食水中固體(tǐ)有(yǒu)机物(wù)、菌类、藻类和原生动物(wù)。

02

微生物(wù)的代謝(xiè)

微生物(wù)从污水中摄取营养物(wù)质，通过复杂的生物(wù)化學(xué)反应合成自身细胞和排出废物(wù)。这种為(wèi)维持生命活动和生長(cháng)繁殖而进行的生化反应过程叫新(xīn)陈代謝(xiè)，简称代謝(xiè)。

根据能(néng)量的转移和生化反应的类型可(kě)将代謝(xiè)分(fēn)為(wèi)分(fēn)解代謝(xiè)和合成代謝(xiè)。微生物(wù)将营养物(wù)分(fēn)解转化為(wèi)简单的化合物(wù)并释放出能(néng)量，这一过程叫做分(fēn)解代謝(xiè)或产能(néng)代謝(xiè);微生物(wù)将营养物(wù)转化為(wèi)细胞物(wù)质并吸收分(fēn)解代謝(xiè)释放的能(néng)量，这一过程叫做合成代謝(xiè)。

当营养缺乏时，微生物(wù)对自身细胞物(wù)质进行氧化分(fēn)解，以获得能(néng)量，这以过程叫做内源代謝(xiè)，也叫内源呼吸。当营养物(wù)充足的时，内源呼吸并不明显，但营养物(wù)缺乏时，内源呼吸是能(néng)量的主要来源。

没有(yǒu)新(xīn)陈代謝(xiè)就没有(yǒu)生命。微生物(wù)通过新(xīn)陈代謝(xiè)不断地增殖和死亡。微生物(wù)的分(fēn)解代謝(xiè)為(wèi)合成代謝(xiè)提供能(néng)量和物(wù)质，合成代謝(xiè)為(wèi)分(fēn)解代謝(xiè)提供催化剂和反应器。两种代謝(xiè)相互依赖、相互促进、不可(kě)分(fēn)割。

微生物(wù)代謝(xiè)消耗的营养物(wù)一部分(fēn)分(fēn)解成简单的物(wù)质排入环境，另一部分(fēn)合成為(wèi)细胞物(wù)质。不同的微生物(wù)代謝(xiè)速度不同，营养物(wù)用(yòng)于分(fēn)解和合成的比例也不相同。

厌氧微生物(wù)分(fēn)解营养物(wù)不彻1底，释放的能(néng)量少，代謝(xiè)速度慢，将营养物(wù)用(yòng)于分(fēn)解的比例大，用(yòng)于合成的比例小(xiǎo)，细胞增殖慢。好氧微生物(wù)分(fēn)解营养物(wù)彻1底，终产物(wù)(CO2、H2O 、NO3- 、PO43-等)稳定，含有(yǒu)的能(néng)量少，所以好氧微生物(wù)代謝(xiè)中释放的能(néng)量多(duō)，代謝(xiè)速度快，将营养物(wù)用(yòng)于分(fēn)解的比例小(xiǎo)，用(yòng)于合成的比例大，细胞增殖快。

三、微生物(wù)的生長(cháng)环境

废水生物(wù)处理(lǐ)的主體(tǐ)是微生物(wù)，只有(yǒu)创造良好的环境条件让微生物(wù)大量繁殖才能(néng)获得令人满意的处理(lǐ)效果。影响微生物(wù)生長(cháng)的的条件主要有(yǒu)营养、温度、pH值、溶解氧及有(yǒu)毒物(wù)质等。

01

营养

营养是微生物(wù)生長(cháng)的物(wù)质基础，生命活动所需的能(néng)量和物(wù)质来自于营养。微生物(wù)细胞的组成(不包括H2O和无机物(wù))，可(kě)用(yòng)化學(xué)式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物(wù)细胞的组成不尽相同，对碳氮磷比的要求也不完全相同。好氧微生物(wù)要求碳氮磷比為(wèi)BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。

厌氧微生物(wù)要求碳氮磷比為(wèi)BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3 - N计，P以PO43--P计。微生物(wù)种类繁多(duō)，所需C、N、P的化學(xué)形式也不相同。如异养菌需要有(yǒu)机物(wù)為(wèi)碳源，而自养菌以CO2和HCO3-為(wèi)碳源。

几乎所有(yǒu)的有(yǒu)机物(wù)都是微生物(wù)的营养源，為(wèi)达到预期的净化效果，控制合适的C:N:P比显得十分(fēn)重要。微生物(wù)除需要C、H、O、N、P外，还需要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。

02

温度

微生物(wù)的种类不同生長(cháng)温度不同，各种微生物(wù)的总體(tǐ)温度范围是0~80。根据适应的温度范围，微生物(wù)可(kě)分(fēn)為(wèi)低温性(好冷性)、中温性和高温性(好热性)三类。低温性微生物(wù)的生長(cháng)温度為(wèi)20以下，中温性微生物(wù)的生長(cháng)温度為(wèi)20~45，高温性微生物(wù)的生長(cháng)温度為(wèi)45以上。

好氧生物(wù)处理(lǐ)以中温為(wèi)主，微生物(wù)的适生長(cháng)温度為(wèi)20～37。厌氧生物(wù)处理(lǐ)时，中温微生物(wù)的适生長(cháng)温度為(wèi)25~40，高温微生物(wù)的适生長(cháng)温度為(wèi)50~60。所以厌氧微生物(wù)处理(lǐ)常利用(yòng)33~38和52~57两个温度段，分(fēn)别叫做中温消化(发酵)和高温消化(发酵)。随着科(kē)學(xué)技术的发展，厌氧反应已能(néng)在20~25的常温下进行，这就大大降低了运行费用(yòng)。

在适宜的温度范围内，每升高10，生化反应速度就提高1~2倍。所以，在较高适温度条件下生物(wù)处理(lǐ)效果较好。人為(wèi)改变污水温度将增大处理(lǐ)成本，所以好氧生物(wù)处理(lǐ)一般在自然温度下进行，即在常温下进行。好氧生物(wù)处理(lǐ)效果受气候的影响较小(xiǎo)。

厌氧生物(wù)处理(lǐ)受温度影响较大，需要保持较高的温度，但考虑到运行成本，应尽量采用(yòng)常温下运行(20~25)。如果原污水的温度较高，应采用(yòng)中温发酵(33~38)或高温发酵(52~57)。如果有(yǒu)足够的余热或发酵过程中产生足够的沼气(高浓度有(yǒu)机污水和污泥消化)，则可(kě)以利用(yòng)余热或沼气的热能(néng)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。所以，在生物(wù)处理(lǐ)时要控制适宜的水温并保持稳定。

03

pH值

酶是一种两性電(diàn)解质，pH值的变化影响酶的電(diàn)离形式，进而影响酶的催化性能(néng)，所以pH值是影响酶活性的重要因素之一。不同的微生物(wù)具有(yǒu)不同的酶系统，就有(yǒu)不同的pH值适应范围。细菌、放線(xiàn)菌、藻类和原生动物(wù)的pH值适应范围是4~10。

酵母菌和霉菌的适pH為(wèi)3.0~6.0。大多(duō)数细菌适宜pH=6.5~8.5的中性和偏碱性环境。好氧生物(wù)处理(lǐ)的适宜pH為(wèi)6.5~8.5，厌氧生物(wù)处理(lǐ)的适宜pH為(wèi)6.7~7.4(佳pH為(wèi)6.7~7.2)。在生物(wù)处理(lǐ)过程中保持适pH值范围非常重要。否则，微生物(wù)酶的活性降低或丧失，微生物(wù)生長(cháng)缓慢甚至死亡，导致处理(lǐ)失败。

进水pH值的突然变化会对生物(wù)处理(lǐ)产生很(hěn)大的影响，这种影响不可(kě)逆转。所以保持pH值的稳定非常重要。

04

溶解氧

好氧微生物(wù)的代謝(xiè)过程以分(fēn)子氧為(wèi)受體(tǐ)，并参与部分(fēn)物(wù)质的合成。没有(yǒu)分(fēn)子氧，好氧微生物(wù)就不能(néng)生長(cháng)繁殖，所以，进行好氧生物(wù)处理(lǐ)时，要保持一1定浓度的溶解氧(DO)。供氧不足，适合低溶解氧生長(cháng)的微生物(wù)(微量好氧的发硫菌)和兼性微生物(wù)大量繁殖。

它们分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)不彻1底，处理(lǐ)效果下降，且低溶解氧状态下丝状菌优势生長(cháng)，引起污泥膨胀。溶解氧浓度过高，不仅浪费能(néng)量，而且会因营养相对缺乏而使细胞氧化和死亡。為(wèi)取得良好的处理(lǐ)效果，好氧生物(wù)处理(lǐ)时应控制溶解氧在2~3mg/L(二沉池出水0.5~1mg/L)為(wèi)宜。

厌氧微生物(wù)在有(yǒu)氧的条件下生成H2O2，但没有(yǒu)分(fēn)解H2O2的酶而被H2O2杀死。所以，在厌氧生物(wù)处理(lǐ)反应器中决不能(néng)有(yǒu)分(fēn)子氧存在。其他(tā)氧化态物(wù)质如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+等也会对厌氧生物(wù)处理(lǐ)产生不良影响，也应控制它们的浓度。

05

有(yǒu)毒物(wù)质

对微生物(wù)有(yǒu)抑制和毒害作用(yòng)的化學(xué)物(wù)质叫有(yǒu)毒物(wù)质。它能(néng)破坏细胞的结构，使酶变性而失去活性。如重金属能(néng)与酶的-SH基团结和，或与蛋白质结合使之变性或沉淀。

有(yǒu)毒物(wù)质在低浓度时对微生物(wù)无1害，超过某一数值则发生毒害。某些有(yǒu)毒物(wù)质在低浓度时可(kě)以成為(wèi)微生物(wù)的营养。有(yǒu)毒物(wù)质的毒性受pH值、温度和有(yǒu)无其他(tā)有(yǒu)毒物(wù)质存在等因素的影响，在不同条件下毒性相差很(hěn)大，不同的微生物(wù)对同一毒物(wù)的耐受能(néng)力也不同，具體(tǐ)情况应根据实验而定。