(环境微生物)第八章微生物在环境工程中的应用.ppt

第八章 微生物在环境工程中的应用 第一节 污、废水生物处理中的生态系统 一、 种类 根据处理性质上的差别，可以做以下一些分类。 （一） 好氧处理和厌氧处理 通常低浓度（COD＜1500mg/L）的有机污染物废水适合用好氧处理 对于高浓度有机污废水（COD≥1500mg/L）用厌氧处理更为适宜。 为什么过高COD的废水不宜用好氧法？ 有机物浓度过高，好氧生物代谢迅速，水中溶解氧难以即时供应，好氧生物生长受限，很难保证处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。 （二）活性污泥法和生物膜法 这是根据微生物在人工水处理设备中微生物所处状态的不同来进行的划分。 原理： 活性污泥法——模拟水体自净 微生物在设备中呈悬浮状态，与污废水接触使之净化的方法； 生 物 膜 法——模拟土壤自净 微生物附着于其他物体表面上成薄膜状，与污废水接触使之净化的方法。 活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厌氧活性污泥法，生物膜法既有好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。 第二节 好氧活性污泥法和好氧生物膜法 一、 好氧活性污泥法 好氧活性污泥法又叫曝气法，最早由英国人于1914年创建而来，经过80多年的发展已成为处理有机废水最主要的方法。 （一） 什么是好氧活性污泥 好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气，那末经过一段时间后，就会产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污泥。 （二） 好氧活性污泥的组成和性质 1．组成 好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。 2．好氧活性污泥的性质 颜色各异 含水率在99％左右 密度为1.002~1.006 大小为0.02~0.2mm 比表面积为20~100cm2／ml之间 弱酸性(pH约为6.7) 当进水改变时，对进水pH的变化有一定的承受能力。 3．好氧活性污泥中微生物的浓度和数量 MLSS (混合液悬浮固体) 每L活性污泥混合液（ML）中含有多少毫克恒重的干固体（SS） 在一般的城市污水处理中，MLSS保持在2000~3000mg／L。工业废水生物处理中，MLSS保持在3000 mg／L左右。高浓度的工业废水生物处理的MLSS保持在3000~5000mg／L。 4．好氧活性污泥中的微生物群落 好氧活性污泥上的微生物是如何分布的？ 中心是能起絮凝作用的细菌形成菌胶团，在其上生长着其他微生物。 A．菌胶团 在微生物学领域里，习惯将动胶菌属形成的细菌团块称为菌胶团。在水处理工程领域内，则将所有具有荚膜或粘液的絮凝性细菌互相絮凝聚集成的菌胶团块都称为菌胶团。 ①吸附和氧化分解有机物； 菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量的99%, 达107~108个/ml ，是生物处理的主力军，一旦菌胶团受到各种因素的影响和破坏，则活性污泥法对有机物去除率明显下降，甚至无去除能力。 ② 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后生动物提供了良好的生存环境； 例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；菌胶团中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。 ③ 具有指示作用； 通过菌胶团的颜色、透明度、数量、颗粒大小及结构的松紧程度可衡量好氧活性污泥的性能。 新生菌胶团颜色浅、无色透明、结构紧密，则说明菌胶团生命力旺盛，吸附和氧化能力强，再生能力强。老化的菌胶团，颜色深，结构松散，活性不强，吸附和氧化能力差。 ① 粘性多糖的粘着作用 很多细菌可分泌粘胶状的多糖物质，附着于细胞壁，形成所谓的荚膜，这些荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜，当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更加速了细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 ② 纤维素性质多糖的勾连作用 将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也是多糖，如图所示 这些纤维素从何而来？ 他们既可能是细菌的分泌物，也可能是粘性多糖的演化产物。他们不但具有粘着性，还具有缠绕勾连的作用，在它们的作用下，各种细菌密布在这些网格状纤维之中，随这些纤维素状多糖的数量不断增加，就形成了真正意义上的菌胶团。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片 c. 菌胶团的生物意义 ① 形成了一个稳定的细菌共生体性； 菌胶团吸附的大分子有机物被表层的细菌首先