第九章 污水生物处理系统中的主要微生物
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一、污水处理中的微生物分类污水处理中的微生物种类不少,主要有菌类,藻类以及动物类。
1、细菌细菌的适应性强,增长速度快。
根据对营养物需求的不同,可将细菌分为自养菌和异养菌两大类。
自养菌利用各种无机物 (CO 、2 HCO - 、NO - 、PO 3- 等)为营养将其转化为另一种无机物,释放出能3 3 4量,合成细胞物质,其碳源、氮源和磷源皆为无机物。
异养菌以有机碳作碳源,有机或者无机氮为氮源,将其转化为 CO 、H O、NO -、2 2 3CH 、NH 等无机物,释放出能量,合成细胞物质。
污水处理设施4 3中的微生物主要是异养菌。
2、真菌真菌包括霉菌和酵母菌。
真菌是好氧菌,以有机物为碳源,生长 pH 为 2-9,最佳 pH 为 5.6 。
真菌需氧量少,惟独细菌的一半。
真菌常浮现于低 pH 值、份子氧较少的环境中。
真菌丝体对活性污泥的凝结起到骨架作用,但过多丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能,而引起污泥膨胀。
真菌在污水处理的作用是不可忽视的。
3、藻类藻类是单细胞和多细胞的植物性微生物。
它含有叶绿素,利用光合作用同化二氧化碳和水放出氧气,吸收水中的氮、磷等营养元素合成自身细胞。
4、原生动物原生动物是最低等的能进行分裂增殖的单细胞动物。
污水中的原生动物既是水质净化者又是水质指示物。
绝大多数原生动物属于好氧异养型。
在污水处理中,原生动物的作用没有细菌重要,但由于大多数原生动物能吞食固态有机物和游离细菌,所以有净化水质的作用。
原生动物对环境的变化比较敏感,在不同的水质环境中浮现不同的原生动物,所以是水质指示物。
例如,溶解氧充足时钟虫大量浮现,溶解氧低于 1/L 时浮现较少,也不活跃。
5、后生动物后生动物是多细胞动物。
在污水处理设施和稳定塘中常见的后生动物有轮虫、线虫和甲壳类的动物。
后生动物皆为好氧微生物,生活在较好的水质环境中。
后生动物以细菌、原生动物、藻类和有机固体为食,它们的浮现表明处理效果较好,是污水处理的指示性生物。
城市污水生物处理的微生物学原理参与污废水处理的生物主要有四类:1.细菌类:在污水处理所利用的生物群中,细菌是体型最微小的一种,它具有在好氧及厌氧条件下分解吸收各种有机物的能力。
对污水生物处理起作用的细菌有.菌胶团.球衣细菌.硝化菌.脱氮菌.聚磷菌等几种。
2.原生动物:原生动物具有吞食污水中的有机物,细菌,在体内迅速氧化分解的能力,因此在活性污泥法和生物膜中。
它除了能除去的有机物,加快有机物的分解速度外,还能使生物膜的表面附着能力再生,原声动物是单细胞的好氧性生物。
3.藻类:藻类是植物,含有叶绿素,当叶绿素吸收二氧化碳和水进行光合作用而产生碳水化合物时将放出大量的氧于水中,稳定塘就是利用这种氧来氧化污水的有机物。
4:后生动物,以上所介绍的生物都是单细胞构成,体内还有各种器官,参与污水处理的后生动物,包括从形态较小的轮虫到栖息于生物滤池的甲壳虫,昆虫,幼虫等体形较大的种种类型。
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。
二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
曝气池和沉淀池1 曝气池:曝气池通俗的将就是给池子进行曝气来对污水进行净化。
因为池内维持一定的污泥浓度,曝气可以为大量的好氧微生物生长提供良好的环境,进而为这些微生物处理污水提供条件。
一、污水处理中的微生物(一)污水处理中的微生物分类污水处理中的微生物种类很多,主要有菌类,藻类以及动物类。
1、细菌细菌的适应性强,增长速度快。
根据对营养物需求的不同,可将细菌分为自养菌和异养菌两大类。
自养菌利用各种无机物(CO2、HCO3-、NO3-、PO3-4等)为营养将其转化为另一种无机物,释放出能量,合成细胞物质,其碳源、氮源和磷源皆为无机物。
异养菌以有机碳作碳源,有机或无机氮为氮源,将其转化为CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等无机物,释放出能量,合成细胞物质。
污水处理设施中的微生物主要是异养菌。
2、真菌真菌包括霉菌和酵母菌。
真菌是好氧菌,以有机物为碳源,生长pH 为2〜9,最佳pH为5.6。
真菌需氧量少,只有细菌的一半。
真菌常出现于低pH值、分子氧较少的环境中。
真菌丝体对活性污泥的凝聚起到骨架作用,但过多丝状菌的出现会影响污泥的沉淀性能,而引起污泥膨胀。
真菌在污水处理的作用是不可忽视的。
3、藻类藻类是单细胞和多细胞的植物性微生物。
它含有叶绿素,利用光合作用同化二氧化碳和水放出氧气,吸收水中的氮、磷等营养元素合成自身细胞。
4、原生动物原生动物是最低等的能进行分裂增殖的单细胞动物。
污水中的原生动物既是水质净化者又是水质指示物。
绝大多数原生动物属于好氧异养型。
在污水处理中,原生动物的作用没有细菌重要,但由于大多数原生动物能吞食固态有机物和游离细菌,所以有净化水质的作用。
原生动物对环境的变化比较敏感,在不同的水质环境中出现不同的原生动物,所以是水质指示物。
例如,溶解氧充足时钟虫大量出现,溶解氧低于1㎎/L时出现较少,也不活跃。
5、后生动物后生动物是多细胞动物。
在污水处理设施和稳定塘中常见的后生动物有轮虫、线虫和甲壳类的动物。
后生动物皆为好氧微生物,生活在较好的水质环境中。
后生动物以细菌、原生动物、藻类和有机固体为食,它们的出现表明处理效果较好,是污水处理的指示性生物。
(二)微生物的营养关系细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物共生于水体中。
活性污泥中常见微生物微生物在调试过程中起着很重要的指示左右,通过镜检而根据活性污泥中的微生物可以发现该活性污泥的好差,其指示作用有:(1) 着生的缘毛目多时,处理效果良好,出水BOD5和浊度低。
(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上,并随之而翻动,其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等,这说明优质而成熟的活性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。
(3) 如果大量鞭毛虫出现,而着生的缘毛目很少时,表明净化作用较差。
(4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现,指示净化作用不太好,出水浊度上升。
(5) 如出现主要有柄纤毛虫,如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时,则水质澄清良好,出水清澈透明,酚类去除率在90%以上。
(6) 根足虫的大量出现,往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中,累枝虫的大量出现,则是污泥膨胀、解絮的征兆。
(8) 而在印染废水中,累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。
(9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。
(10) 过量的轮虫出现,则是污泥要膨胀的预兆。
(11) 另在一些对原生动物不宜生长的污泥中,主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
如何根据活性污泥中的微生物来判断污泥的状况?(1)活性污泥净化性能良好时出现的微生物有钟虫、累枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着性生物或匍匐型生物,当这些生物的个数达到1000个/mL以上,占整个生物个体数80%以上时,可以断定这种活性污泥具有较高的净化效果。
(2)活性污泥净化性能恶化时出现的生物有多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。
这时絮体很碎约100um大小。
严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。
极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。
(3)活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。
污水处理中的微生物原理污水处理是当今社会中不可或缺的一个环节,其目的是消除污水中的有害物质,达到国家环保标准,以保护环境和人类健康。
在污水处理过程中,微生物的作用不可或缺。
微生物能够分解有机污染物,促使固体沉淀,并将溶解性无机物转化为固态或可沉淀性的产物。
本文将介绍污水处理中微生物原理的相关知识。
一、污水中的微生物污水中的微生物是多种多样的,包括细菌、真菌、微型动物等。
它们在污水处理过程中扮演着不同的角色。
其中,最重要的是细菌。
细菌是一类单细胞生物,存在于自然界的各种环境中。
它们能够利用各种有机物分解代谢,是污水处理系统中最重要的微生物。
污水处理中的微生物可分为两类:异养菌和自养菌。
异养菌是无机盐离子中必需元素的来源,需要从环境中获取有机物质来生长和代谢。
它们还能够分解纤维素和半纤维素,并使它们进一步变成有机酸和气体。
异养菌中最常见的有硝化菌和反硝化菌。
自养菌是靠光合、化学合成或吸收营养素生长的微生物。
它们能够将无机碳源转化为有机物,并将有机物质分解成二氧化碳和水。
典型的自养菌包括硫细菌和铁细菌等。
二、微生物在污水处理中的作用微生物在污水处理过程中扮演着重要的角色。
它们能够降解有机物和促进沉淀。
以下是微生物在污水处理过程中的具体作用。
1. 生物降解有机质微生物能够利用有机质为能源进行生长和代谢,从而将有机质降解为二氧化碳、水和能源物质。
这个过程被称为生物降解。
生物降解主要由菌落和生物膜负责,包括异养菌和自养菌。
其中,异养菌主要负责氨氮的降解,自养菌主要负责高浓度有机质的降解。
2. 促进沉淀在污水处理过程中,微生物的作用还表现在促进沉淀上。
微生物能够对渣浆中的矿物质和有机质的初步沉淀起到促进作用,从而降低其浓度。
这个过程中的微生物被称为浮游菌。
3. 去除氮、磷氮是污水处理过程中的一个重要参数。
微生物能够利用氨氮和硝氮去代谢,将其转化为分子氮释放进大气中。
此外,微生物还能够利用氮和磷来合成蛋白质,从而去除氮、磷物质。
污水处理系统中微生物群落的分析与优化随着城市化进程的不断推进,城市污水排放成为了城市环境治理中重要的一环。
传统的污水处理主要采用化学处理、物理处理以及生物处理等方法,而其中生物处理中的微生物群落对于污水去除效率的影响非常大。
本文将探讨污水处理系统中微生物群落的分析与优化。
一、污水处理系统中微生物群落的组成污水处理系统中的微生物群落是一个非常复杂的生态系统。
其主要包括细菌、真菌、原生动物和病毒等微生物。
其中,微生物群落的数量和种类对于污水处理系统的稳定运行和去除效率至关重要。
一般来说,污水处理系统的生物处理过程大致分为好氧处理和厌氧处理两个阶段。
在好氧处理阶段,污水中的有机物质会被氧化成为二氧化碳和水。
而在厌氧处理阶段,污水中的有机物质则会被分解成为甲烷、二氧化碳和硫酸根等。
好氧菌和厌氧菌是污水处理系统中最为重要的微生物。
好氧菌主要参与有氧呼吸,将有机物质氧化成为二氧化碳和水。
而厌氧菌则主要参与厌氧呼吸,将有机物质分解成为甲烷、二氧化碳和硫酸根等。
同时,硝化作用和反硝化作用也是需要微生物参与的。
硝化作用指的是将氨氮氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐的过程,而反硝化作用则是将硝酸盐还原成为氮气的过程。
显然,这些过程中微生物群落的数量和组成对于水质的去除效果至关重要。
此外,在污水处理系统中还存在着一些协同作用和竞争作用。
例如,厌氧反硝化作用和好氧硝化作用需要相互配合才能发挥最佳效果。
而在实际操作中,不同菌种之间的竞争也会对微生物群落的稳定性产生影响。
二、微生物群落分析方法微生物群落的种类繁多,数量极其庞大。
因此,如何准确地分析和评价微生物群落的影响成为了污水处理系统优化中的重要一环。
传统的分析方法主要基于微生物的外观特征、生长特性、代谢特性等指标。
然而,传统的方法存在操作复杂、耗时耗力等缺点。
因此,目前在微生物群落分析中,越来越多地采用了分子生物学技术。
其中,最为常见的分子生物学技术是基于核酸的方法,主要包括PCR扩增、DGGE、T-RFLP、高通量测序等。
活性污泥中常见微生物微生物在调试过程中起着很重要的指示作用,通过镜检而根据活性污泥中的微生物可以发现该活性污泥的好差,其指示作用有:和浊度低。
(如小口钟虫、(1) 着生的缘毛目多时,处理效果良好,出水BOD5八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上,并随之而翻动,其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等,这说明是优质而成熟的活性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理效果很好时往往就是优势菌种。
(3) 如果大量鞭毛虫出现,而着生的缘毛目很少时,表明净化作用较差。
(4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现,指示净化作用不太好,出水浊度上升。
(5) 如出现主要有柄纤毛虫,如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时,则水质澄清良好,出水清澈透明,酚类去除率在90%以上。
(6) 根足虫的大量出现,往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中,累枝虫的大量出现,则是污泥膨胀、解絮的征兆。
(8) 而在印染废水中,累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。
(9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。
(10) 过量的轮虫出现,则是污泥要膨胀的预兆。
(11) 另在一些对原生动物不宜生长的污泥中,主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
如何根据活性污泥中的微生物来判断污泥的状况?(1)活性污泥净化性能良好时出现的微生物有钟虫、累枝虫、楯纤虫、盖纤虫、聚缩虫及各种后生动物及吸管虫类等固着性生物或匍匐型生物,当这些生物的个数达到1000个/mL以上,占整个生物个体数80%以上时,可以断定这种活性污泥具有较高的净化效果。
(2)活性污泥净化性能恶化时出现的生物有多波虫、侧滴虫、屋滴虫、豆形虫等快速游泳的生物。
这时絮体很碎约100um大小。
严重恶化时只出现多波虫、屋滴虫。
极端恶化时原生动物和后生动物都不出现。
(3)活性污泥由恶化状态进行恢复时出现的生物为漫泳虫、斜叶虫、斜管虫、尖毛虫等缓慢游泳型或匍匐型生物。
污水处理常见微生物微生物的指示作用(1) 着生的缘毛目多时,处理效果良好,出水BOD5和浊度低。
(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上,并随窗之而翻动,其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等,这说明优质而成熟的活性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。
(3) 如果大量鞭毛虫出现,而着生的缘毛目很少时,表明净化作用较差。
(4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现,指示净化作用不太好,出水浊度上升。
(5) 如出现主要有柄纤毛虫,如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时,则水质澄清良好,出水清澈透明,酚类去除率在90%以上。
(6) 根足虫的大量出现,往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中,累枝虫的大量出现,则是污泥膨胀、解絮的征兆。
(8) 而在印染废水中,累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。
(9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。
(10) 过量的轮虫出现,则是污泥要膨胀的预兆。
另在一些对原生动物不宜生长的污泥中,主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。
变形虫(阿米巴)amoeba。
顾名思义,变形虫是能变形的。
不过这种变形也是有限度的。
一些种类的变形虫能向四外伸出假足,以探查水中的化学成分,决定移动方向。
而有些种类根本没有假足。
他们猎食时覆盖它的猎物,把猎物裹起来,这样就产生了一个食物泡,食物泡可以消化吸收猎物。
大多数变形虫对人体无害,但有几种变形虫能产生人类疾病:阿米巴痢疾,主要发生在贫穷国家。
变形虫食性广,单细胞藻类,细菌,小原生动物,真菌,有机碎片等皆是它们的食物。
变形虫生命力强,在条件不好时,可以形成一个包囊(休眠体)度过难关。
动态中的食物泡。
食物泡中充满了酶,用来消化猎物。
消化过程很容易用显微镜观察。
food vacuole:食物泡nucleus:细胞核变形虫的尾末端结构并非所有种类的变形虫都有尾末端,还是amoeba proteus属于太阳虫目(Heliozoan)中间的圆形的东西是核,而细胞的外层部分有很多大的液泡。