固体废弃物生物处理的主要微生物

第三节固体废弃物生物处理的主要微生物一、好氧堆肥法1.目的和作用在好氧条件下，通过微生物的作用，使有机废弃物达到稳定化（即杀灭病原体、有机物分解、形成腐殖质），转变为有利于土壤性状改良、并对作物生长有益和容易吸收利用的有机物的方法。要点：剔除各种不可分解物质，有机废弃物尺寸均匀保持氮磷比例（添加人畜粪尿）含碳有机物被降解保持和调节适当pH值（加入石灰或草木灰）生成腐殖质2.微生物学过程堆肥过程微生物组成发生变化，大致分为三个阶段（1）发热阶段：中温好氧菌（细菌和真菌）分解淀粉、糖类有机物，菌体增长迅速，发热量大，堆肥温度升高；（2）高温阶段：（堆肥温度上升到50℃－70℃）好热纤维素分解菌代替中温性微生物的活动，各种复杂有机物如纤维素、半纤维素被强烈分解。不同温度，相应的活动微生物种类不同。（3）降温和腐熟保肥阶段中温性微生物为优势菌，以保存腐殖质和N素等养料为主，抑制生物降解作用（压紧肥堆，造成厌氧条件）。3.堆肥过程生物相变化（1）一年生植物纤维原料堆肥细菌、真菌――纤维分解菌、放线菌――木素分解菌（2）城市污水厂剩余污泥堆肥4.堆肥过程有机物变化4.堆肥过程有机物变化4.堆肥过程有机物变化二、厌氧堆肥法在不通气条件下，将有机废弃物厌氧发酵制成有机肥料，使其无害化的过程。三、沼气发酵法四、高效降解菌在固体废弃物生物处理中的应用第四节环境因子对微生物及处理效果的影响微生物与其所生长的环境相互影响，不断适应和改变环境。一、温度1.最适生长温度每种微生物各有其最适生长温度、最高生长温度和最低生长温度。细菌最适温度嗜冷菌（5-10℃）嗜中温菌（25-40℃）大多数菌为嗜中温菌。嗜热菌（50-60℃）嗜超热菌（70-105℃）。不同微生物对温度的要求不同，同一微生物在生长的不同时期对温度的要求也会不同。温度对微生物的影响2.温度系数3.温度对处理效果的影响（1）微生物对温度的要求最适生长温度高于45℃为嗜热菌，最适生长温度低于15℃为嗜冷菌，二者之间为中温菌。（2）不同温度条件与处理效果的关系温度升高10℃，反应速度增加一倍；3.温度对处理效果的影响选择处理温度应综合考虑菌种最适温度和废水温度条件；温度低，相应地反应器负荷也应降低。3.温度对处理效果的影响二、酸碱度1.最适pH值（1）酶催化反应需要最适pH值（2）pH值与细胞表面电荷有关，影响其营养吸收性二、酸碱度2.废水酸碱度对处理效果的影响三、营养物质1.营养的作用营养指废水中能够为污泥中的微生物所氧化、分解和利用的物质，均衡的营养组分有利于菌体正常生长和代谢有机污染物。2.细菌所需的主要营养物质（1）碳源――构成菌体的重要元素，约占菌体干重的50%，同时也是细菌的重要能源（2）氮源――构成菌体蛋白质、核酸等主要物质，占菌体干重10%。（3）无机盐通式：C5H7NO2；除通式中主要元素外，菌体生长和代谢还需要K、Mn、Mg、Ca、Fe、Co、Zn、Cu等微量元素。四、毒物对微生物具有抑制或杀害作用的物质统称为毒物。1.毒物的作用特点（1）对微生物的抑制或毒害作用与毒物浓度有关如苯酚：浓度较低时可作为细菌营养，高于0.3%时具有抑制作用（抑菌剂），达到1%时，成为杀菌剂。（2）两种以上毒物共同作用时，具有叠加效应。如NH3和H2S共同作用具有增强毒性作用；重金属离子与鳌合剂共同存在，具有弱化毒性作用；四、毒物对微生物具有抑制或杀害作用的物质统称为毒物。1.毒物的作用特点（3）适当的驯化可以有效提高菌体耐受毒物的能力细菌驯化前后，对酚（50ppm－500ppm）或氰（2ppm－20ppm）的耐受力（浓度）相差10倍。（4）不同处理工艺，对毒物的耐受力不同参考内容：p.61,tab3-12（不同毒物的抑制浓度）化学物质对微生物的影响1．醇醇是脱水剂和脂溶剂，可使蛋白质脱水、变性，溶解细胞质膜的脂类物质，进而杀死微生物机体。体积分数为70%左右的乙醇杀菌力最强。2．甲醛甲醛是很有效的杀菌剂，对细菌、真菌及其孢子和病毒均有效。甲醛是气体，质量浓度为370-400g/L的甲醛水溶液称为福尔马林。3．表面活性剂常用的有酚、新洁尔灭、合成洗涤剂及染料等。表面活性剂能降低溶液的表面张力，从而对微生物产生影响。五、溶解氧1.细菌对氧的需求好氧细菌、厌氧菌和兼性厌氧菌2.不同溶解氧条件下菌体代谢方式（1）好氧条件：溶解氧（DO）浓度高于0.3mg/L时，好氧菌以分子氧为电子受体完成有氧呼吸；（2）厌氧条件：无氧条件下，菌体以代谢中间产物（如丙酮酸）为受氢体完成发酵作用；（3）兼性厌氧菌：有氧条件时，以分子氧为电子受体，无氧时，以代谢中间产物为受氢体，两种条件下均可生存。思考题堆肥的堆制方法有哪两种？好氧堆肥的微生物学过程分哪三个阶段？哪些环境因子对微生物及处理效果产生重要影响？微生物生长所需要的营养物质有哪些？