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立博官网网址app污水处理中微生物分类及代谢

作者: 立博官网网址app   点击次数:    发布时间: 2020-01-09 16:32

細菌的適應性強,增長速度快。根據對營養物需求的不同,立博官网网址app可將細菌分為自養菌和異養菌兩大類。自養菌利用各種無機物(CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等)為營養將其轉化為另一種無機物,釋放出能量,合成細胞物質,其碳源、氮源和磷源皆為無機物。異養菌以有機碳作碳源,有機或無機氮為氮源,將其轉化為CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等無機物,釋放出能量,合成細胞物質。污水處理設施中的微生物主要是異養菌。

微生物從污水中攝取營養物質,通過復雜的生物化學反應合成自身細胞和排出廢物。這種為維持生命活動和生長繁殖而進行的生化反應過程叫新陳代謝,簡稱代謝。根據能量的轉移和生化反應的類型可將代謝分為分解代謝和合成代謝。微生物將營養物分解轉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產能代謝;微生物將營養物轉化為細胞物質并吸收分解代謝釋放的能量,這一過程叫做合成代謝。當營養缺乏時,微生物對自身細胞物質進行氧化分解,以獲得能量,這以過程叫做內源代謝,也叫內源呼吸。當營養物充足的時,內源呼吸并不明顯,但營養物缺乏時,內源呼吸是能量的主要來源。

營養是微生物生長的物質基礎,生命活動所需的能量和物質來自于營養。微生物細胞的組成(不包括H2O和無機物),可用化學式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物細胞的組成不盡相同,對碳氮磷比的要求也不完全相同。好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厭氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3-N計,P以PO43--P計。微生物種類繁多,所需C、N、P的化學形式也不相同。如異養菌需要有機物為碳源,而自養菌以CO2和HCO3-為碳源。

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℃。根據適應的溫度范圍,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,微生物的適合生長溫度為20~37。厭氧生物處理時,中溫微生物的適合生長溫度為25~40℃,高溫微生物的適合生長溫度為50~60℃。所以厭氧微生物處理常利用33~38℃和52~57℃兩個溫度段,分別叫做中溫消化(發酵)和高溫消化(發酵)。隨著科學技術的發展,厭氧反應已能在20~25℃的常溫下進行,這就大大降低了運行費用。

在適宜的溫度范圍內,每升高10℃,生化反應速度就提高1~2倍。所以,在較高適合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,所以好氧生物處理一般在自然溫度下進行,即在常溫下進行。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,但考慮到運行成本,應盡量采用常溫下運行(20~25℃)。如果原污水的溫度較高,應采用中溫發酵(33~38℃)或高溫發酵(52~57℃)。如果有足夠的余熱或發酵過程中產生足夠的沼氣(高濃度有機污水和污泥消化),則可以利用余熱或沼氣的熱能實現中溫和高溫發酵。一般情況下,一日內溫度的波動不宜超過℃。所以,在生物處理時要控制適宜的水溫并保持穩定。

酶是一種兩性電解質,pH值的變化影響酶的電離形式,進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,就有不同的pH值適應范圍。細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值適應范圍是4~10。酵母菌和霉菌的適合pH為3.0~6.0。大多數細菌適宜pH=6.5~8.5的中性和偏堿性環境。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(較好的pH為6.7~7.2)。在生物處理過程中保持較好pH值范圍非常重要。否則,微生物酶的活性降低或喪失,微生物生長緩慢甚至死亡,導致處理失敗。

好氧微生物的代謝過程以分子氧為受體,并參與部分物質的合成。沒有分子氧,好氧微生物就不能生長繁殖,所以,進行好氧生物處理時,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(微量好氧的發硫菌)和兼性微生物大量繁殖。它們分解有機物不干凈,處理效果下降,且低溶解氧狀態下絲狀菌優勢生長,引起污泥膨脹。溶解氧濃度過高,不僅浪費能量,而且會因營養相對缺乏而使細胞氧化和死亡。為取得良好的處理效果,好氧生物處理時應控制溶解氧在2~3mg/L(二沉池出水0.5~1mg/L)為宜。

對微生物有抑制和毒害作用的化學物質叫有毒物質。它能破壞細胞的結構,使酶變性而失去活性。如重金屬能與酶的-SH基團結和,或與蛋白質結合使之變性或沉淀。有毒物質在低濃度時對微生物無害,超過某一數值則發生毒害。某些有毒物質在低濃度時可以成為微生物的營養。有毒物質的毒性受pH值、溫度和有無其他有毒物質存在等因素的影響,在不同條件下毒性相差很大,不同的微生物對同一毒物的耐受能力也不同,具體情況應根據實驗而定。