微生物在污水处理中的作用

微生物的生长规律、生长环境和其在污水处理过程中的作用随着生物工程的发展,微生物对污水处理的作用越来越引起人们的重视,微生物利用废水中存在有机污染物，作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物稳定下来，达到无害化的要求以便返回自然环境或进一步处理。1、微生物的生长规律微生物的生长规律一般是以生长曲线来反映，这条曲线表示了微生物在不同培养环境下生长情况及其生长过程。按微生物生长速度，其生长可分为四个生长期，即停滞器（调整期）、对数期（生长旺盛期）、静止期（平衡器）和衰老期（衰亡器）。在废水处理中，微生物是一个混合群体，他们也有一定的生长规律。有机物多时，以有机物为食料的细菌占优势，数量最多；当细菌很多时，出现以细菌为食料的原生动物；而后出现以细菌和原生动物为食料的后生动物。在污水生物处理过程中，如果条件适宜，活性污泥的增长过程与纯种单细胞微生物的增长过程大体相仿，也存在停滞器、对数期、静止期和衰老期。但由于活性污泥是多种微生物的混合群体，其生长受废水水质、浓度、水温、PH值、溶解氧等多种因素隐形，因此，在处理构筑物中通常仅出现生长曲线中的某一、二个阶段。且处于不同阶段的污泥，其特性也有很大的区别。活性污泥的这些特性对废水系统运行有一定的指导意义。2、微生物生长的环境需求微生物生长与环境关系极大，在废水处理过程中，应设法创造良好的环境让微生物很好的生长、繁殖、以达到令人满意的处理效果季经理效益。影响微生物的生长的因素很多，一般来讲，主要为营养、温度、PH值、溶解氧。有毒物质。一般来说，肺水中大多含有微生物能利用的碳源，但是有些工业废水含碳量较少，需要另加碳源，如生活污水、米泔水、淀粉浆料、葡萄糖等。微生物除了碳源之外还需要氮、磷等营养物质，他们之间的比例一般为好氧BOD5：N:P=100：5：1，厌氧200:5:1.生活污水氮磷含量高在生化处理时无需另外投加营养。工业废水含氮磷量低，不能满足微生物需要，需额外投加尿素、硫酸铵、磷酸钠、磷酸钾等氮磷营养盐。各类微生物生长的温度范围不同，约在5——80摄氏度之间，可分为最低生长温度、最高生长温度、最适合生长温度。依微生物适应的温度范围，微生物可分为（中温性20-45、好热性45以上、好冷性20以下）三类。废水好氧处理中以中温细菌为主，其生长繁殖最适宜的温度为20-37摄氏度。当温度超过最高生长温度时，会使微生物的蛋白质迅速变性及酶系统遭到破坏而失去活性，严重者可使微生物死亡。低温会使微生物代谢活力降低，进而处于生长繁殖停滞状态，但仍保存其生命力。厌氧微生物中的中温性甲烷菌最适合温度范围25-40摄氏度，厌氧生物处理常采用温度为33-38摄氏度。不同的微生物有不同的PH值适应范围，细菌、放线菌、藻类和原生动物的PH值适应范围是4-10之间。大多数细菌适宜中性和偏碱性（6.5-7.5）环境。在废水处理过程中保持合适的PH值范围，是十分重要的。如活性污泥法，曝气池混合液PH值一般控制在6.5-8.5之间。如曝气池PH值达到9，原生动物由活跃转为呆滞，菌胶团解体，活性污泥结构遭到破坏，处理效果下降。如曝气池混合液呈酸性，活性污泥结构亦会变化，二沉池会出现大量浮泥。溶解氧是影响微生物的重要因素。好氧生物处理中，如果溶解氧不足，好氧微生物由于得不到足够的氧，其活性受到影响，新陈代谢能力下降，同时对溶解氧要求低的微生物应运而生，影响正常的生化反应过程，导致去除效果下降。好氧池溶解氧一般控制在2-4mg/.l。废水中的某些化学物质对微生物有抑制或杀害的作用，我们一般称为有毒物质，其毒害作用主要为破坏细胞结构、细胞酶变质失去活性。如重金属（砷、铅、铬、铁。铜、锌）等。3、微生物的污水处理机理分析基于微生物进行污水处理,简单的说就是以污水作为微生物的培养液,首先进行适性菌群的选择,然后构成一个小型的生态系统,并完成系统的内的物质交换。以高的污水处理为例,该污水适合好氧微生物的繁殖和生存,通过该类微生物的不断增殖、将污水中的有机物不断地吸收、降解,最终形成二氧化碳和水。经过好氧微生物的处理,污水可以达到排放的标准;而代谢产生的活性污泥能够作为沼气池的填充料和化肥原料或烘干后与煤炭混合进行焚烧发电。4、微生物的水质净化方式微生物在处理污水的过程中,针对不同的有机物成分,有着不同的水质净化方式。首先是有机物的降解。对于污水中存在的含磷农药和石油提炼物等污染物,微生物可以在生长和繁殖将这类有机物作为自己的食物,从而实现这类有机物的降解。第二种净化方式是共代谢。这种净化方式适用于那些无法作为微生物食物的有机污染物,这类污染物可以被微生物分解,却不能为微生物所用。第三种净化方式是毒质降解。利用这种方式,微生物可以改变有机污染物的分子结构,使得其转化为其他物质的分子,从而实现毒性降解。值得注意是,由于微生物种类繁多,且转化过程复杂,有可能在污水处理过程中产生有毒的中间产物或最终产物,因此利用微生物进行水质净化需要对水中成分进行严格的监视。5、微生物的污水处理方法5.1好氧微生物处理法好氧微生物处理法主要是通过微生物的有氧呼吸来降解污水中的有机物,部分有机物可以被完全氧化;部分有机物会被好氧微生物吸收,作为微生物细胞的组成成分;部分有机生物在无法被微生物利用时,微生物通过自身的氧化将其分解。在应用好氧微生物处理污水时,又可以分为基于活性污泥的处理方法和基于生物膜的处理方法。活性污泥法是通过活性污泥吸附污水中的污染物并利用好氧微生物进行分解,而生物膜法则是以菌胶团为主要组成,通过繁殖在载体表面形成生物膜,在污水处理过程中,生物膜重复不断损耗和再生的过程,实现水质净化。5.2厌氧微生物处理法利用厌氧微生物处理废水,主要是利用厌氧微生物在缺氧状态下将污水中的有机物进行分解,且分解成分主要是和等气体,其中作为一种常用的可燃气体,具有很高的经济价值。利用厌氧微生物处理污水的流程与沼气池的工作原理类似,通过厌氧微生物的处理,能够有效地消除废水中的异味和有害菌群,对于污水中的污泥也有很好的处理效果。如城市中的化粪池、厌氧生物滤池、5.3氧化塘法氧化塘法的适用环境是自然的水泊或者人工建立的池塘,利用藻类和微生物形成一个生态系统,藻类进行光合作用提升水中的氧气含量,而好氧细菌则可以将有机污染物分解成为二氧化碳和含氮无机物,用于藻类的正常生长。这种方法的由于没有专门的菌群培养和人工干预,因此其污水处理效率较低,同时由于其作为生态系统较为开放,容易受到外界环境的影响,这会进一步影响该方法的污水处理了效率。6、微生物的污水处理的发展前景随着生物工程的发展,给利用微生物处理污水带来了新的方向,现分析如下:6.1高效降解菌高效降解菌是利用生物工程的培养技术,通过人工选择,不断强化细菌的降解能力而得到的一类菌群。通过人工培养,这类细菌具备较强的环境适应能力和繁殖速度,同时对有机污染物的吸收分解速度也经过了人工选择,使得这类菌群能够各类环境中快速地实现污水处理和有机污染物的降解。6.2固定化酶和固定化细菌某些微生物中的酶具有消解污染物毒性的作用,通过将这类酶固定化,能够提高降解效率,且能够应对各类难降解有毒物质的分解,对水质也有较强的适应性,在有毒废水处理中具有巨大的应用前景。此外,为了使一种细菌能够分解多种污染物,可以通过基因工程,把不同细菌的基因片段整合到一种细菌中。这种细菌正在研究中,如果成功,将能大幅提升污水处理的效率。7、总结利用微生物进行污水处理是一种环保节能的污水处理方法,具有较好的污水处理效果且成本低廉。并且随着生物技术的发展,通过基因工程和人工培养的专门用于污水处理的菌株能够大幅提升污水处理效率,降低处理成本,推动以污水处理为首的我国环保事业的发展。