[生物学]12微生物在水污染控制中的应用.ppt

第12章 微生物在水污染 控制中的应用 12.1.1 概述 利用微生物氧化分解废水中的有机物的方法叫生物处理法。 废水的生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。 好氧处理和厌氧处理 通常低浓度（COD＜1500mg/L）的有机污染物废水适合用好氧处理 对于高浓度有机污废水（COD≥1500mg/L）用厌氧处理更为适宜。 提问：为什么过高COD的废水不宜用好氧法？ 有机物浓度过高，好氧生物代谢迅速，水中溶解氧难以即时供应，好氧生物生长受限，很难保证处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。 好氧生物处理原理 ①废水中的溶解性有机物质透过细菌的细胞壁和细胞膜而为细菌所吸收； ②固体的和胶体的有机物先附着在细菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，再进入细胞； ③细菌通过自身的生命活动——氧化、还原、合成等过程。把吸收的部分有机物氧化成简单的无机物，并获得能量； ④而把另一部分有机物转化成微生物体所需要的营养物质，合成新的细胞物质，生长繁殖 生物处理工艺根据微生物的生长状态的不同可分为附着生长型和悬浮生长型两类。好氧处理中附着生长型以生物膜法为代表。悬浮生长型以活性污泥法为代表。 原理： 活性污泥法——模拟水体自净 微生物在设备中呈悬浮状态，与污废水接触使之净化的方法； 生 物 膜 法——模拟土壤自净 微生物附着于其他物体表面上成薄膜状，与污废水接触使之净化的方法。 12.1.2 好氧活性污泥法 好氧活性污泥法又叫曝气法，最早由英国人于1914年创建而来的处理废水方法。 什么是好氧活性污泥 好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，并持续维持水中的溶解氧，那么经过一段时间后，就会产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。 （1）好氧活性污泥中的微生物 活性污泥的微生物主要有细菌，另外还有酵母的、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物等。 中心是能起絮凝作用的细菌形成菌胶团，在其上生长着其他微生物。如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物和某些微型后生动物(轮虫及线虫等)。 菌胶团的生物意义 ① 形成了一个稳定的细菌共生体性； 菌胶团吸附的大分子有机物被表层的细菌首先水解吸收，代谢后的产物降解不完全，又作为了下面细菌的食物 另一方面随着颗粒化由表及里，局部的氧浓度逐渐减少，对氧浓度有不同要求的细菌则可以各自找到最适宜的位置 ② 增强细菌抵抗环境变化及微型动物捕食的能力 在层层细菌的屏蔽作用下，菌胶团中的微环境要比溶液中稳定的多 菌胶团的颗粒较大，原生动物只能蚕食很少的一部分表层的细菌，从而提高了大多数细菌抵抗微型动物的捕食能力。 ③ 菌胶团还为细菌储备了碳源 菌胶团中的结构多糖，不仅是其骨架，还是细菌们的储备碳源。当环境中的营养物匮乏时，这些多糖被细菌作为碳源使用，虽然此时菌胶团逐渐瓦解，但一定程度上延缓了细菌的衰亡。 因此菌胶团的形成是细菌们为维护共同利益的共生产物，对于细菌的生存有着重要的生物意义。 菌胶团中的细菌 菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数是革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们可占70％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌见下表 活性污泥中的其它微生物 在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后生动物。它们的数量相比较细菌而言要少得多，通常包括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫和原生动物中的轮虫。这些微生物与菌胶团细菌构成了稳定的生态体系，它们之间存在着复杂的相互关系，它们的种类、数量随营养条件(废水种类、化学组成、浓度)、温度、供氧、pH等环境条件改变也在不停的发生着变化。 （2）好氧活性污泥的净化机理 活性污泥法的净化机理有活性污泥对有机物的吸附、被吸附有机物的氧化和同化、活性污泥絮体的沉淀和分离、硝化、脱氮和除磷。 ①活性污泥对有机物的吸附 在气液、固液等相界面上，物质因物理及化学作用而被浓缩，这个现象称为吸附。 活性污泥对有机物的吸附就是有机物在活性污泥表面的浓缩现象。 在废水与活性污泥开始接触短时间内，有机物被大量去除、这种现象称为初期吸附。 被吸附去除的有机物经水解后，被微生物摄入体内，接着