水處理與微生物

水處理與微生物緒論好氧處理主要微生物類(lèi)群厭氧處理主要微生物類(lèi)群廢水處理中的原生動(dòng)物緒論微生物的定義：所有形體微小單細(xì)胞的，或個(gè)體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的，必須借助光學(xué)顯微鏡甚至電子顯微鏡才能觀(guān)察到的低等生物的通稱(chēng)。微生物的分類(lèi)：1、原核微生物——由原核細(xì)胞構(gòu)成的微生物。包括細(xì)菌、放線(xiàn)菌、鞘細(xì)菌、滑動(dòng)細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、光合細(xì)菌。2、真核微生物——由真核細(xì)胞構(gòu)成的微生物。包括真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物。3、病毒——不具備細(xì)胞結(jié)構(gòu)。原核細(xì)胞：凡是細(xì)胞核發(fā)育不完全，僅有一個(gè)核物質(zhì)高度集中的核區(qū)（叫擬核結(jié)構(gòu)），不具核膜，核物質(zhì)裸露，與細(xì)胞質(zhì)沒(méi)有明顯的界限，沒(méi)有分化的特異細(xì)胞器，只有膜體系的不規(guī)則泡沫結(jié)構(gòu)，不進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞。真核細(xì)胞：凡是具有發(fā)育完好的細(xì)胞核，有核膜（使細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)具有明顯的界限），有高度分化的特異細(xì)胞器（如線(xiàn)粒體、葉綠體、高爾基體等），進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞。微生物的特點(diǎn)：1、個(gè)體微小、分布廣泛2、種類(lèi)繁多、代謝旺盛3、繁殖快速、易于培養(yǎng)4、容易變異、利于應(yīng)用微生物在給水排水工程中的作用：1、給水：評(píng)價(jià)給水水質(zhì)的一個(gè)重要內(nèi)容就是水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。水的病原微生物主要的傳播媒介，所以給水工作者都應(yīng)具備水的衛(wèi)生細(xì)菌學(xué)知識(shí)，了解水中病原微生物的生長(zhǎng)及傳播規(guī)律，進(jìn)而掌握消毒和殺菌的方法，以保證飲水衛(wèi)生，防止疾病蔓延。水中往往存在致突變污染物，這些物質(zhì)可以利用微生物檢測(cè)出來(lái)。同時(shí)，可利用工程菌形成固定化生物活性炭，來(lái)消除水中的微量有機(jī)物；利用微生物生產(chǎn)生物絮凝劑，取代無(wú)機(jī)和有機(jī)絮凝劑，以進(jìn)一步提高飲用水水質(zhì)。2、排水：排水工程主要是對(duì)廢水進(jìn)行處理，去除廢水中的各種污染物，達(dá)到無(wú)害化的目的。廢水處理有物理、化學(xué)、生物等多種方法，其中生物處理法占有很重要的地位。由于生物處理法具有高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，因此被普遍采用。生物處理法主要包括活性污泥法、生物膜法、自然處理法、厭氧消化法等。在實(shí)際處理中，可以根據(jù)被處理的廢水性質(zhì)以及各種處理法的特點(diǎn)來(lái)選擇較為適宜的組合式處理工藝。另外，在受污染水體的生物修復(fù)技術(shù)中，微生物起著極為重要的作用。好氧處理主要微生物類(lèi)群活性污泥和生物膜中存在的微生物，幾乎包括了微生物的各個(gè)類(lèi)群，其中屬于原核生物的有細(xì)菌、放線(xiàn)菌、藍(lán)細(xì)菌，屬于真核生物的有原生動(dòng)物、多細(xì)胞的微型動(dòng)物、酵母菌、絲狀細(xì)菌以及單細(xì)菌藻類(lèi)等，此外，還有病毒和立克次氏體。在多數(shù)情況下，主要微生物類(lèi)群是細(xì)菌，特別是異養(yǎng)型細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)。一、活性污泥關(guān)于活性污泥中細(xì)菌的種類(lèi)和各類(lèi)細(xì)菌的數(shù)目，曾有過(guò)很多報(bào)道，但研究的結(jié)果往往詫異很大。其中一個(gè)很重要的原因就是因?yàn)榛钚晕勰嘀械募?xì)菌都包埋在絮凝體內(nèi)，所以，存在著如何把活性污泥中的凝絮體解離，全部以游離細(xì)菌存在的問(wèn)題。從目前所報(bào)導(dǎo)的資料來(lái)看，活性污泥中的主要菌群有：假單胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、無(wú)色桿菌屬、微桿菌屬、黃桿菌屬、動(dòng)膠菌屬、芽孢桿菌屬、節(jié)桿菌屬、不動(dòng)細(xì)菌屬、微球菌屬、氣桿菌屬、棒狀桿菌屬、叢毛單胞菌屬、桿菌屬、諾卡式菌屬、球衣細(xì)菌屬、短桿菌屬、亞硝化單胞菌屬、蛭弧菌屬、糞大腸菌屬、貝式硫菌屬、柄細(xì)菌屬、噬纖維菌屬等。不少學(xué)者對(duì)活性污泥中細(xì)菌數(shù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，曝氣池中活性污泥不但細(xì)菌種類(lèi)多，數(shù)量也非常巨大，細(xì)菌總數(shù)大約有108~1010個(gè)/mL。干污泥中細(xì)菌數(shù)量可達(dá)1010個(gè)/g?；钚晕勰嘀械臈U菌多于球菌，革蘭氏陰性桿菌多于革蘭氏陽(yáng)性桿菌。不同種類(lèi)的細(xì)菌形成的菌膠團(tuán)形狀不一樣，外界環(huán)境條件也影響形成菌膠團(tuán)的形狀。菌膠團(tuán)革蘭氏染色法：先用堿性染料結(jié)晶紫染色，再加碘液媒染，然后用酒精脫色，最后以復(fù)染液（沙黃或蕃紅）復(fù)染。凡是能夠固定結(jié)晶紫與碘的復(fù)合物而不被酒精脫色者，仍呈紫色，稱(chēng)為革蘭氏陽(yáng)性（G+）細(xì)菌；凡能被酒精脫色，經(jīng)復(fù)染著色，菌體呈紅色，稱(chēng)為革蘭氏陰性（G—）細(xì)菌。二、生物膜生物膜中的細(xì)菌種群與活性污泥的較相似，但真菌種群數(shù)量大增，這是由于當(dāng)采用活性污泥法處理某些工業(yè)廢水時(shí)，易出現(xiàn)大量絲狀微生物（如真菌、放線(xiàn)菌），因而常采用生物膜法。此外，由于生物膜法運(yùn)行中環(huán)境條件較差，常出現(xiàn)缺氧條件，因而也促使了真菌的大量繁殖。盡管如此，由于真菌對(duì)某些有機(jī)物的代謝能力高于細(xì)菌，因而利用存在大量真菌的生物膜法是有一定優(yōu)越性的。值得提出的是，霉菌的生物膜厚，且不易脫落，因而在設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理中應(yīng)考慮采取必要的措施。厭氧處理主要微生物類(lèi)群廢水厭氧處理的微生物類(lèi)群，無(wú)論是從種類(lèi)和數(shù)量上都不如好氧處理的微生物類(lèi)群多。在厭氧處理中微生物類(lèi)群主要是細(xì)菌，分為兩大類(lèi)，即兼性厭氧菌和專(zhuān)性厭氧菌。在厭氣處理中發(fā)酵一開(kāi)始可能有好氧細(xì)菌存在，這些細(xì)菌主要是從廢水中帶進(jìn)處理裝置的，在處理裝置中能生活一段時(shí)間，當(dāng)氧氣用完后很快會(huì)死亡。隨后兼性好氧菌又活躍起來(lái)，主要有：產(chǎn)黃纖維單胞菌、淀粉芽孢梭菌、丙酮丁醇芽孢梭菌、蠟狀芽孢桿菌、琥珀酸擬桿菌等。由于這些兼性好氧菌的活動(dòng)，造成揮發(fā)酸的積累，同時(shí)處理裝置中氧化還原電位降低，專(zhuān)性厭氧菌開(kāi)始活躍，它們利用兼性好氧菌的分解產(chǎn)物乙酸、乙醇、甲醇、CO2，合成甲烷。主要專(zhuān)性厭氧菌有：脫硫弧菌屬、硝酸鹽還原細(xì)菌、脫氮硫桿菌、脫氮極毛桿菌、脫硫腸狀菌屬、產(chǎn)甲烷桿菌屬、產(chǎn)甲烷球菌屬、產(chǎn)甲烷八爹球菌屬、產(chǎn)甲烷螺菌屬等。廢水處理中的原生動(dòng)物在活性污泥和生物膜中存在大量的原生動(dòng)物和少數(shù)多細(xì)胞后生動(dòng)物，它們是活性污泥和生物膜的重要組成部分。這些原生動(dòng)物雖然不是廢水生物凈化中的主要力量，但也不可缺少。據(jù)報(bào)導(dǎo)，活性污泥和生物膜中的大約有228種原生動(dòng)物，以纖毛綱占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。由于原生動(dòng)物的形態(tài)和生理上的特點(diǎn)，因此在廢水處理中起著非常重要的作用。一、廢水處理中主要原生動(dòng)物類(lèi)群在廢水生化處理中存在著種類(lèi)繁多、數(shù)量很大的原生動(dòng)物類(lèi)群。但原生動(dòng)物隨著不同的水質(zhì)、不同季節(jié)和氣候而變化。在活性污泥和生物膜中見(jiàn)到的原生動(dòng)物比較見(jiàn)表格。由表可知，生物膜中原生動(dòng)物種群比活性污泥中多。二、原生動(dòng)物在廢水處理中的作用1、促進(jìn)菌膠團(tuán)絮凝作用菌膠團(tuán)絮凝作用是廢水生化處理中的重要過(guò)程，它決定了廢水生化處