水处理与微生物

水处理与微生物绪论好氧处理主要微生物类群厌氧处理主要微生物类群废水处理中的原生动物绪论微生物的定义：所有形体微小单细胞的，或个体结构较为简单的多细胞，甚至无细胞结构的，必须借助光学显微镜甚至电子显微镜才能观察到的低等生物的通称。微生物的分类：1、原核微生物——由原核细胞构成的微生物。包括细菌、放线菌、鞘细菌、滑动细菌、蓝细菌、光合细菌。2、真核微生物——由真核细胞构成的微生物。包括真菌、藻类、原生动物、后生动物。3、病毒——不具备细胞结构。原核细胞：凡是细胞核发育不完全，仅有一个核物质高度集中的核区（叫拟核结构），不具核膜，核物质裸露，与细胞质没有明显的界限，没有分化的特异细胞器，只有膜体系的不规则泡沫结构，不进行有丝分裂的细胞。真核细胞：凡是具有发育完好的细胞核，有核膜（使细胞核与细胞质具有明显的界限），有高度分化的特异细胞器（如线粒体、叶绿体、高尔基体等），进行有丝分裂的细胞。微生物的特点：1、个体微小、分布广泛2、种类繁多、代谢旺盛3、繁殖快速、易于培养4、容易变异、利于应用微生物在给水排水工程中的作用：1、给水：评价给水水质的一个重要内容就是水的卫生细菌学标准。水的病原微生物主要的传播媒介，所以给水工作者都应具备水的卫生细菌学知识，了解水中病原微生物的生长及传播规律，进而掌握消毒和杀菌的方法，以保证饮水卫生，防止疾病蔓延。水中往往存在致突变污染物，这些物质可以利用微生物检测出来。同时，可利用工程菌形成固定化生物活性炭，来消除水中的微量有机物；利用微生物生产生物絮凝剂，取代无机和有机絮凝剂，以进一步提高饮用水水质。2、排水：排水工程主要是对废水进行处理，去除废水中的各种污染物，达到无害化的目的。废水处理有物理、化学、生物等多种方法，其中生物处理法占有很重要的地位。由于生物处理法具有高效、经济等优点，因此被普遍采用。生物处理法主要包括活性污泥法、生物膜法、自然处理法、厌氧消化法等。在实际处理中，可以根据被处理的废水性质以及各种处理法的特点来选择较为适宜的组合式处理工艺。另外，在受污染水体的生物修复技术中，微生物起着极为重要的作用。好氧处理主要微生物类群活性污泥和生物膜中存在的微生物，几乎包括了微生物的各个类群，其中属于原核生物的有细菌、放线菌、蓝细菌，属于真核生物的有原生动物、多细胞的微型动物、酵母菌、丝状细菌以及单细菌藻类等，此外，还有病毒和立克次氏体。在多数情况下，主要微生物类群是细菌，特别是异养型细菌占优势。一、活性污泥关于活性污泥中细菌的种类和各类细菌的数目，曾有过很多报道，但研究的结果往往诧异很大。其中一个很重要的原因就是因为活性污泥中的细菌都包埋在絮凝体内，所以，存在着如何把活性污泥中的凝絮体解离，全部以游离细菌存在的问题。从目前所报导的资料来看，活性污泥中的主要菌群有：假单胞杆菌属、产碱杆菌属、无色杆菌属、微杆菌属、黄杆菌属、动胶菌属、芽孢杆菌属、节杆菌属、不动细菌属、微球菌属、气杆菌属、棒状杆菌属、丛毛单胞菌属、杆菌属、诺卡式菌属、球衣细菌属、短杆菌属、亚硝化单胞菌属、蛭弧菌属、粪大肠菌属、贝式硫菌属、柄细菌属、噬纤维菌属等。不少学者对活性污泥中细菌数量进行了统计，曝气池中活性污泥不但细菌种类多，数量也非常巨大，细菌总数大约有108~1010个/mL。干污泥中细菌数量可达1010个/g。活性污泥中的杆菌多于球菌，革兰氏阴性杆菌多于革兰氏阳性杆菌。不同种类的细菌形成的菌胶团形状不一样，外界环境条件也影响形成菌胶团的形状。菌胶团革兰氏染色法：先用碱性染料结晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脱色，最后以复染液（沙黄或蕃红）复染。凡是能够固定结晶紫与碘的复合物而不被酒精脱色者，仍呈紫色，称为革兰氏阳性（G+）细菌；凡能被酒精脱色，经复染着色，菌体呈红色，称为革兰氏阴性（G—）细菌。二、生物膜生物膜中的细菌种群与活性污泥的较相似，但真菌种群数量大增，这是由于当采用活性污泥法处理某些工业废水时，易出现大量丝状微生物（如真菌、放线菌），因而常采用生物膜法。此外，由于生物膜法运行中环境条件较差，常出现缺氧条件，因而也促使了真菌的大量繁殖。尽管如此，由于真菌对某些有机物的代谢能力高于细菌，因而利用存在大量真菌的生物膜法是有一定优越性的。值得提出的是，霉菌的生物膜厚，且不易脱落，因而在设计和运行管理中应考虑采取必要的措施。厌氧处理主要微生物类群废水厌氧处理的微生物类群，无论是从种类和数量上都不如好氧处理的微生物类群多。在厌氧处理中微生物类群主要是细菌，分为两大类，即兼性厌氧菌和专性厌氧菌。在厌气处理中发酵一开始可能有好氧细菌存在，这些细菌主要是从废水中带进处理装置的，在处理装置中能生活一段时间，当氧气用完后很快会死亡。随后兼性好氧菌又活跃起来，主要有：产黄纤维单胞菌、淀粉芽孢梭菌、丙酮丁醇芽孢梭菌、蜡状芽孢杆菌、琥珀酸拟杆菌等。由于这些兼性好氧菌的活动，造成挥发酸的积累，同时处理装置中氧化还原电位降低，专性厌氧菌开始活跃，它们利用兼性好氧菌的分解产物乙酸、乙醇、甲醇、CO2，合成甲烷。主要专性厌氧菌有：脱硫弧菌属、硝酸盐还原细菌、脱氮硫杆菌、脱氮极毛杆菌、脱硫肠状菌属、产甲烷杆菌属、产甲烷球菌属、产甲烷八爹球菌属、产甲烷螺菌属等。废水处理中的原生动物在活性污泥和生物膜中存在大量的原生动物和少数多细胞后生动物，它们是活性污泥和生物膜的重要组成部分。这些原生动物虽然不是废水生物净化中的主要力量，但也不可缺少。据报导，活性污泥和生物膜中的大约有228种原生动物，以纤毛纲占绝对优势。由于原生动物的形态和生理上的特点，因此在废水处理中起着非常重要的作用。一、废水处理中主要原生动物类群在废水生化处理中存在着种类繁多、数量很大的原生动物类群。但原生动物随着不同的水质、不同季节和气候而变化。在活性污泥和生物膜中见到的原生动物比较见表格。由表可知，生物膜中原生动物种群比活性污泥中多。二、原生动物在废水处理中的作用1、促进菌胶团絮凝作用菌胶团絮凝作用是废水生化处理中的重要过程，它决定了废水生化处