微生物生长曲线在污水处理工程中的应用

微生物生长曲线在污水处理工程中的应用小组成员：赖春美，付维彬，杨小东，张志成参考文献：【1】王金梅，薛叙明主编。水污染控制技术。化学工业出版社【2】柏景方主编。污水处理技术。哈尔滨工业大学出版社前言污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化。目前在工程实践中，污水生物处理最主要的方法是活性污泥法，活性污泥法利用污泥中的细菌的各个生长时期的特点在工程中加以应用。污水生物处理的特点当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时，就要用生物的方法作进一步处理。污水生物处理效果好，费用低，技术较简单，应用比较简单。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点，满足其要求条件；污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大，冬季一般效果较差。它是一种降低污水中的有机物和营养物质，尤其是氮、磷物质的处理方法细菌的生长曲线当外界条件不变的情况下，以培养时间为横坐标，分别以细菌数目的对数和生长速度为纵坐标连接成的曲线。如右图所示细菌生长时期1、适应期特点工程应用2、对数期特点工程应用3、静止期特点工程应用4、衰老期特点工程应用细菌在适应期生长特点将细菌接种到培养基中，经过一个适应期才开始生长繁殖，这个时期叫做适应期。适应期初期，细菌适应者生存，不适应者死亡，存活的细菌繁殖速度缓慢上升，菌体数量增长缓慢。到后期繁殖速度明显加快，代谢活力增强，细菌总数有所增加。细菌在对数期的生长特点继适应期后，在基质丰富和其他条件适宜的情况下，细菌的生长速度增至最大（世代时间最短），而进入对数期。对数期营养充足，有毒代谢产物减少，所以细菌几乎不死亡，细菌总数以几何级数增加。如果以细菌分裂的世代时间为单位时间，则菌体的个数与时间成指数关系，菌体的数量的对数与时间成直线关系。因为营养充足，所以对数期的细菌的生长速度取决于细菌的本性，而不受基质浓度的限制。细菌在静止期生长特点对数期细菌生长消耗了大量的基质，使得基质的浓度明显降低，成为细菌生长的限制条件。与此同时，代谢产物大量积累，对菌体产生毒害的作用。这些因素对细菌生长不利，细菌的生长速度开始降低，活菌体开始死亡，细菌的增长速度逐渐增大。某一时刻生长的速度与死亡的速度基本相等，建立生衰平衡，细菌总数达到最大值，并恒定一段时间，所以叫平衡期。导致细菌生长进入静止期的主要原因是基质的浓度较低时，基质成为细菌生长的限制条件。细菌在衰亡期的生长特点继静止期之后，基质几乎耗尽，细菌因缺乏营养而利用储存的物质和细胞质进行内源呼吸，菌体生长进入衰亡期。在衰亡期，由于内源呼吸和代谢产物的毒害作用，细菌的生长受到抑制，菌体少繁殖，不繁殖。细菌死亡速度超过生长速率，活菌数在这个阶段以几何级数减少。适应期在污水处理工程中的应用这是微生物培养的最初阶段。在这个时期，微生物刚接入，细胞内各种酶系要有一个适应过程。此阶段在污水处理中的实际意义不太大，只是对于刚刚运行的污水处理厂或是停顿检修之后的再运行有意义。对数期在污水处理工程中的应用在此时期，细菌数以几何级数增加。在该期间内，细菌的生长速度最大。微生物周围的营养物质较丰富，生物体的生长，繁殖不受底物限制。在这期间内，死菌数相对来说是较小的，一般在工程实际中，可略去不计。此时的微生物生长虽然旺盛，但不易沉降，在二沉池中仍以悬浮状态存在，如果以这种状态的出水排放的话，难以达到排放标准。静止期在污水处理工程中的应用静止期（平衡期）细胞经过对数期大量繁殖后，污水中的营养物质逐渐被消耗，减少，细胞繁殖速度逐渐减慢，故有时亦称为减速生长期。在此期间，细胞繁殖速度几乎和细胞死亡速度相等，活菌数趋近稳定。这个现象的出现，，主要是由于环境中的养料减少，代谢产物积累过多所致。如果再次期间，继续再增加营养物质，并排除代谢产物，那么，菌体细胞又可恢复过去对数期的生长速度。当然我们并不希望将微生物的生长状态定位在对数期，考虑到出水清澈的要求，我们更希望污泥具有良好的沉降性能，处于此时期的污泥即具有这种良好性能，因此，在污水处理中常将微生物固定在本时期。衰亡期在污水处理工程中的应用衰老期（衰亡期）在静止期后，由于污水中的营养物质近乎耗尽，细菌将得不到营养而只能利用菌体内的储存物质或以死菌体作为养料，进行着内源呼吸，维持生命，故亦称为内源呼吸期。在这期间，活细胞数急剧下降，只有少数细胞能继续分裂，大多数细胞出现自溶现象并死亡。菌体细胞的死亡速度超过分裂速度，生长曲线显著下降。在细菌形态方面，此时是退化型较多，有些细菌在这个时期也往往产生芽孢。处于此时期的污泥没有什么活性，对有机物的去除基本没什么贡献，因此常在污泥浓缩过程中使用。生长曲线在污水处理工程中的应用在工程实践中，可通过改变进水有机负荷率将微生物控制在不同的生长期，为取得较好的处理效果，一般将污泥生长控制在静止期或衰亡初期。