1.污水处理中微生物的分类

 

污水处理中的微生物种类很多，主要是真菌，藻类和动物。

 

1.细菌

 

细菌具有较强的适应性和快速的生长速度。根据养分的不同需求，细菌可分为自养细菌和异养细菌。自养细菌利用各种无机物质（CO2，HCO3-，NO3-，PO3-4等）作为营养物质，将其转化为另一种无机物质，释放能量，合成细胞物质，其碳源，氮源和磷。全是无机的。异养细菌使用有机碳作为碳源，使用有机或无机氮作为氮源，然后将其转化为无机物质，例如CO2，H2O，NO3-，CH4，NH3等，以释放能量并合成细胞材料。污水处理设施中的微生物主要是异养细菌。

 

2.真菌

 

真菌包括霉菌和酵母。真菌是需氧细菌，以有机物为碳源，生长pH为2〜9，最佳pH为5.6。真菌对氧气的需求较少，只有细菌的一半。真菌通常出现在低pH值和低分子氧的环境中。

 

真菌丝在活性污泥的聚集中起骨架作用，但是过多的丝状细菌的存在会影响污泥的沉降性能并引起污泥膨胀。真菌在污水处理中的作用不容忽视。

 

3.藻类

 

藻类是单细胞和多细胞植物微生物。它含有叶绿素，通过光合作用吸收二氧化碳和水以释放氧气，吸收水中的氮，磷和其他营养素以合成其自身的细胞。

 

4.原生动物

 

原生动物是能分裂和繁殖的最低的单细胞动物。污水中的原生动物既是净水器又是水质指标。大多数原生动物是有氧异养的。在污水处理中，原生动物的作用不如细菌重要，但由于大多数原生动物可吞咽固体有机物和游离细菌，因此具有净化水质的作用。原生动物对环境变化更敏感。不同的原生动物出现在不同的水质环境中，因此它们是水质的指标。例如，有许多时钟蠕虫具有足够的溶解氧。当溶解氧低于1 / L时，它们出现的频率降低并且不活跃。

 

5.后生动物

 

后生动物是多细胞动物。污水处理设施和稳定池塘中常见的后生动物包括轮虫，线虫和甲壳类动物。

 

后生动物都是有氧微生物，生活在水质较好的环境中。后生动物以细菌，原生动物，藻类和有机固体为食。它们的存在表明处理效果更好，并且是污水处理的指标。

 

二，微生物的新陈代谢

 

微生物的生命过程是营养物质不断利用，细胞物质不断合成和消耗的过程。在此过程中，伴随着新生命的诞生，旧生命的死亡和营养物质（基质）的转化。污水的生物处理是通过微生物对污染物（营养物）的代谢转化来实现的。

 

1.微生物的营养关系

 

细菌，真菌，藻类，原生动物和后生动物共存于水中。细菌和真菌利用水中的有机物，氮和磷等营养物质通过有氧和无氧呼吸来合成自己的细胞。藻类利用水中的二氧化碳，氮和磷来合成自己的细胞，并向水中提供氧气。藻类细胞死亡后成为真菌繁殖的营养物质。原生动物在水中吞咽固体有机物，真菌和藻类。后生动物捕食水中的固体有机物，真菌，藻类和原生动物。

 

2.微生物的代谢

 

微生物从污水中吸收养分，合成自己的细胞，并通过复杂的生化反应排放废物。这种维持生命活动和生长繁殖的生化反应过程称为新陈代谢，简称为新陈代谢。根据能量转移和生化反应的类型，新陈代谢可分为分解代谢和合成代谢。微生物将营养分解成简单的化合物并释放能量。这个过程称为分解代谢或能量代谢。微生物将营养物质转化为细胞物质并吸收分解代谢释放的能量。这个过程称为合成代谢。营养不足时，微生物会氧化并分解其自身的细胞物质以获得能量。此过程称为内源性代谢，也称为内源性呼吸。当营养充足时，内源性呼吸就不明显，但是当营养不足时，内源性呼吸是主要的能量来源。

 

没有新陈代谢就没有生命。微生物继续繁殖并通过新陈代谢死亡。微生物分解代谢为合成代谢提供能量和物质，而合成代谢为分解代谢提供催化剂和反应器。这两种新陈代谢是相互依存，相互促进和不可分割的。

 

微生物代谢消耗的一部分营养物质分解为简单物质，然后排放到环境中，另一部分则合成为细胞物质。不同的微生物具有不同的代谢率，用于分解和合成的营养物比例也不同。厌氧微生物不能完全分解营养，释放较少的能量，并且代谢速度较慢。用于分解的营养物比例大，而用于合成的比例小。好氧微生物会彻底分解营养物质，最终产品（CO2，H2O，NO3-，PO43-等）稳定且能量最少。因此，需氧微生物释放的能量大，代谢速度快。该比例小，用于合成的比例大，并且细胞迅速增殖。

 

3.微生物的生长环境

 

废水生物处理的主体是微生物，只有创造良好的环境条件，使微生物繁殖，才能获得满意的处理效果。影响微生物生长的条件主要是营养，温度，pH，溶解氧和有毒物质。

 

1.营养

 

营养是微生物生长的物质基础，生命活动所需的能量和物质来自营养。微生物细胞的组成（H2O和无机物质除外）可以用化学式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物细胞的组成并不相同，对碳氮比的要求也不完全相同。有氧微生物需要BOD5：N：P = 100：5：1 [或COD：N：P =（200〜300）：5：1]的碳氮磷比。厌氧微生物需要BOD5：N：P = 100：6：1的碳，氮和磷比率。其中，N由NH3-N计算，P由PO43-P计算。微生物种类很多，C，N和P的化学形式也不同。例如，异养细菌需要有机物作为碳源，而自养细菌则使用CO2和HCO3-作为碳源。

 

几乎所有有机物都是微生物的营养来源。为了获得所需的纯化效果，控制适当的C：N：P比例非常重要。除C，H，O，N，P之外，微生物还需要S，Mg，Fe，Ca，K等元素以及痕量的Mn，Zn，Co，Ni，Cu，Mo，V，I，Br ，B等元素。

 

2.温度

 

不同的微生物具有不同的生长温度，并且各种微生物的总温度范围为0〜80℃。根据适应的温度范围，微生物可分为三类：低温（良好的寒冷），中等温度和高温（良好的热量）。低温微生物的生长温度为20℃以下，中温微生物的生长温度为20〜45℃，高温微生物的生长温度为45℃以上。有氧生物处理以培养基温度为主导，微生物的最佳生长温度为20-37。在厌氧生物处理过程中，中温微生物的最佳生长温度为25-40°C，高温微生物的最佳生长温度为50-60°C。因此，厌氧微生物处理通常使用两个温度范围，即33 〜38℃和52〜57℃，分别称为中温消化（发酵）和高温消化（发酵）。随着科学技术的发展，厌氧反应已能够在20〜25℃的室温下进行，大大降低了运行成本。

 

在适当的温度范围内，每升高10℃，生化反应速率就会增加1-2倍。因此，在最佳温度较高的条件下，生物处理效果较好。人为改变污水温度会增加处理成本，因此有氧生物处理通常在自然温度（即室温）下进行。有氧生物处理的效果受气候影响较小。厌氧生物处理受温度影响很大，需要保持高温，但考虑到运行成本，应尽可能在常温（20〜25℃）下运行。如果原污水温度较高，则应使用中温发酵（33〜38℃）或高温发酵（52〜57℃）。如果在发酵过程中产生足够的废热或产生足够的沼气（高浓度有机污水和污泥消化），则可以利用废热或沼气中的热量来实现中高温发酵。通常情况下，一天之内的温度波动不应超过℃。因此，在生物处理过程中应控制适当的水温并保持稳定。

 

3. pH值

 

酶是两性电解质。 pH值的变化会影响酶的电离形式，进而影响酶的催化性能，因此pH值是影响酶活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系统，并且它们具有不同的pH适应范围。细菌，放线菌，藻类和原生动物的pH范围是4〜10。酵母和霉菌的最佳pH值是3.0〜6.0。大多数细菌适合pH = 6.5〜8.5的中性和碱性环境。好氧生物处理的适宜pH为6.5〜8.5，厌氧生物处理的适宜pH为6.7〜7.4（最佳pH为6.7〜7.2）。在生物处理过程中保持最佳pH范围非常重要。否则，微生物酶的活性降低或丧失，微生物生长缓慢甚至死亡，导致治疗失败。

 

进水pH值的突然变化将对生物处理产生很大影响，这种作用是不可逆的。因此，保持pH值稳定非常重要。

 

4.溶解氧

 

有氧微生物的代谢过程以分子氧为受体，参与某些物质的合成。没有分子氧，好氧微生物就无法生长和繁殖。因此，在进行有氧生物处理时，必须保持一定浓度的溶解氧（DO）。供氧不足，适用于低溶解氧生长的微生物（微量的需氧性产硫细菌）和兼性微生物。它们不能完全分解有机物，降低了处理效果，丝状细菌主要在低溶解氧的状态下生长，导致污泥膨胀。如果溶解氧的浓度太高，不仅浪费能量，而且由于营养物质的相对缺乏而导致细胞氧化和死亡。为了获得良好的处理效果，在好氧生物处理过程中，溶解氧应控制在2〜3mg / L（二级沉淀池为0.5〜1mg / L）。

 

厌氧微生物在有氧条件下会产生H2O2，但它们会被H2O2杀死，而没有分解H2O2的酶。因此，厌氧生物处理反应器中必须没有分子氧。其他氧化态物质，例如SO42-，NO3-，PO43-和Fe3 +也将对厌氧生物处理产生不利影响，还应控制其浓度。

 

5.有毒物质

 

抑制微生物并使其中毒的化学物质称为有毒物质。它可以破坏细胞结构，使酶变性并失去其活性。例如，重金属可与酶的-SH基团结合，或与蛋白质结合以使其变性或沉淀。低浓度的有毒物质对微生物无害，超过一定值会发生中毒。某些有毒物质在低浓度时会成为微生物营养。有毒物质的毒性受pH，温度和其他有毒物质的存在等因素的影响。在不同条件下，毒性差异很大。不同的微生物对相同的有毒物质具有不同的耐受性。具体情况应根据实验确定。

 

在废水的生物处理中，应严格控制有毒物质的浓度，但是对于有毒物质浓度的允许范围没有统一的标准。