微生物在污水处理中得应用Word文档格式.docx

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关键词：

污水处理；

微生物；

处理；

降解

目录

摘要2

第1章概述5

第2章污水处理的方法6

2.1物理法6

2.2化学法6

2.3生物法6

2.4微生物简介6

第3章微生物的净化原理7

3.1好氧净化7

3.2厌氧净化7

第4章污水中微生物种类变化与净化的关系10

第5章污水处理中重要的微生物种群12

5.1丝状细菌12

5.2生物除磷的重要细菌13

5.3硝化细菌14

5.4反硝化细菌14

第6章水污染物的类型及处理方式15

6.1生活污水15

6.1.1活性污泥法15

6.1.2生物膜法15

6.1.3AB法16

6.2工业废水16

6.2.1生物吸附法16

6.2.2硫酸盐还原菌净化法17

6.2.3利用微生物的转化作用去除重金属17

6.3农业废水18

6.3.1农业生产上主要使用的农药类型18

6.3.2降解农药的微生物类群19

6.3.3微生物降解农药的机理20

第7章污水生物处理对水质的要求22

结论23

致谢24

参考文献25

第一章.概述

在当今环境问题中，水环境污染的问题相当难避免，水体污染治理已成为人们头疼的一大难题。

尤其是近期全球科技和工农业生产的发展还带来了一些无法预料的新污染物质，如农药、增塑剂、洗涤剂等。

众所周知，用物理的方法（如打捞）虽可清除部分污染物，但对氨氮、亚硝酸盐等化学污染物以及禽畜粪便等的处理难以奏效，用化学的方法则易造成二次污染。

随着科学技术的发展，与物理、化学等处理方法不同，能够“吃”污的微生物控制污染技术近年来逐渐受到重视，并在污水处理等领域得到广泛应用。

据了解，美国、日本和欧洲许多国家十分重视水质处理问题。

目前常用的水处理方法有：

物理化学法，臭氧活性炭联用处理技术，微生物处理技术，点水处理技术，膜分离技术。

自1882年首次进行向污水中鼓入空气的试验后，生物污水处理技术就作为一种独立的工艺方法在污水处理领域中占有重要地位。

它以成本低、出水水质较好、且污泥肥分高等优点，而被世界各国广泛采用。

微生物污水处理技术是利用微生物代谢作用中产生的酶来氧化分解有机污染物，从而达到净化污水的目的。

第二章.污水处理方法

2.1物理法

利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质。

主要有沉淀法，过滤法，离心分离法，吸附法等。

2.2化学法

利用化学反应原理及方法来分离，回收废水中的污染物，或改变污染物的性质，使它从有害变为无害的处理法。

主要有化学凝聚法，中和法，氧化还原法，离子交换法。

2.3生物法

主要利用微生物的生命活动过程，对废水中的污染物质进行转移和转化的作用，从而是污水得到净化的方法。

2.4微生物简介

微生物是肉眼看不见或看不清的生物的总称。

包括原核生物（细菌，放线菌和蓝细菌），真核生物（真菌和微型藻类），非细胞生物（病毒类）。

微生物具有体积小、表面积大、繁殖力惊人等特点，能不断与周围环境快速进行物质交换。

污水具备微生物生长繁殖的条件，因而微生物能从污水中获取养分，同时降解和利用有害物质，从而使污水得到净化。

因此微生物可在污水净化和治理中得到广泛应用，造福人类。

微生物能降解和转化污染物主要是因为微生物具有以下几个特点：

个体微小，比表面积大，代谢速率快；

种类繁多，分布广泛，代谢类型多样；

具有多种降解酶；

繁殖快，易变异，适应性强；

共代谢作用等。

第三章．微生物净化原理

　　利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的.微生物能从污水中摄取糖，蛋白质，脂肪，淀粉及其它低分子化合物。

在污水处理的过程中,根据环境可以分为好氧处理和厌氧处理两个过程。

3.1.好氧净化

氧存在条件下，许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化，在把有机物氧化分解成CO2和H2O等过程中，获寻C源、N源、P源、S和能量。

污水的微生物好氧净化就是模拟上述原理，把微生物置于一定的构筑物内通气培养，高效率净化污水的方法。

在这一过程中，有机物的降解、微生物的增殖、溶解O2的消耗这三个过程是同步进行的，也是控制好氧生物处理成功与否的三个关键过程。

图为有机物好氧降解的一般途径。

3.2厌氧净化

微生物在严格厌氧条件下，有机物发酵或消化过程中，大部分有机物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等气体。

污水的生物厌氧净化就是根据污水经厌氧发酵后既到净化，又获得了生物能源CH4的原理。

微物细胞能量转移的电子受体，由好氧条件下分子氧改变为厌氧条件下的有机物。

在厌氧件下，不溶于水而难分解的大分子有机污物，被微生物的胞外酶降解为可溶性物质，再由产甲烷厌氧细菌和产氢细菌降解成低分子有酸类和醇类、并放出H2和CO2；

有机酸类和类经产甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。

甲烷菌还可利用H2还原CO2，形成CH4。

厌氧生物处理一般分为四个阶段:

水解，发酵，产乙酸，产甲烷。

这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。

沼气的主要成分是CH4和CO2。

其过程大致如下所叙:

⑴水解阶段

复杂有机物首先在发酵性细菌产生的胞外酶作用下分解为溶解性的有机分子。

通常缓慢，是限速阶段。

（2）发酵（酸化）阶段

溶解性小分子有机物进入发酵菌（酸化菌）细胞内，在胞内酶作用下分解为VFA，同时合成细胞物质。

（3）产乙酸阶段

发酵酸化阶段的产物丙酸、丁酸、乙醇等，在此阶段经产氢产乙酸菌作用下转化为乙酸、H2、CO2。

（4）产甲烷阶段产甲烷菌产生甲烷:

CO2+H2→CH4+H2O

　CH3COOH→CH4+CO2

高浓度有机废水较好的处理方法是采用厌氧-好氧联合处理工艺。

微生物净化过程：

Ⅰ.有机污染物的浓度由高变低

Ⅱ.异养细菌迅速氧化分解有机污染物而大量繁殖，然后是以细菌为食料的原生动物出现数量高峰，再后是由于有机物矿化，利于藻类的生长，而出现藻类的生长高峰。

Ⅲ.溶解氧浓度随着有机物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低点，随后，由于有机物的无机化和藻类的光合作用及其他好氧微生物数量的下降，溶解氧又恢复到原来水平。

这样，在离开污染源相当的距离之后，水中的微生物数量，有机物，无机物的含量，也都下降到最低点。

于是，水体恢复到原来的状态。

　　微生物处理优点：

微生物具有来源广，易培养，繁殖快，对环境适应性强，易变异的特征在生产上较容易的采集菌种进行培养繁殖，并在特定条件下进行驯化，使之适应不同的水质条件，从而通过微生物的新陈代谢使有机物无机化。

加之微生物的生存条件温和，新陈代谢时不需要高温高压，它是不需要投加催化剂的.生物法具有废水处理量大、处理范围广、运行费用相对较低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。

在污水生物处理的人工生态系统中，物质的迁移转化效率之高是任何天然的或农业生态系统所不能比拟的。

第四章．污水中微生物种类变化与净化的关系

污水性质和污染程度不同，微生物种类和数量就会有很大差别。

在处理系统中，好氧微生物的优势种群组成和数量也相应的发生变化。

例如，当含纤维素较多的废水进入反应系统，则纤维素分解菌就会大量繁殖，当蛋白质大量进入该系统，就会使微生物群落中的氨化菌种群占优势。

原生动物中有的种类及数量对水质因素（如氧溶量、pH值等）的变化较敏感，故可以作为鉴定污水污染程度的指示生物。

如草履虫、小口钟虫、肾状豆形虫、板壳虫等大量出现于受重污染和有机物很多的水中。

在中度污染和有机污物较多的水中，原生动物种类及数量最多。

水清澈有机污物又很少的则种类也少。

污水中原生动物的种类和数量与净化处理的效果有着密切关系，因此原生动物可以作为净化情况的指示生物，可由它们对净化处理效果作出预报。

微生物指示作用：

（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、尾滴虫。

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。

曾观察到这些微生物成为优势生物继续一个月左右。

（4）活性污泥分数解体时出现的生物为活跃豆形虫、辐射变形虫等肉足类。

这些生物出现数万个以上时絮体变小，使处理水浑浊。

当发现这些生物剧增时可通过减少回流污泥量和送气量，能在某种程度上抑制这种现象。

（5）活性污泥膨胀时出现的微生物为球衣菌、各种霉菌等，这些丝状微生物引起污泥膨胀，当SVI在200以上时，这些丝状微生物呈丝屑状。

膨胀污泥中的微型动物比正常污泥少。

（6）溶解氧不足时出现的微生物为贝氏硫黄细菌等。

这些微生物适于溶解氧浓度低时生存。

这些微生物出现时，活性污泥呈黑色、腐败发臭。

（7）曝气过量时出现的微生物，若过曝气时间持续很长时，各种变形虫和轮虫为优势生物。

（8）废水浓度过低时大量出现的微生物为游仆虫等。

（9）BOD负荷低时出现的微生物。

表壳虫、鳞壳虫、轮虫、寡毛虫等为优势生物，这些生物多时也是硝化进行的指标。

（10）冲击负荷和毒物流入时出现的生物。

因为原生动物对环境条件的变化反应比细菌为快，所以可通过观察原生动物的变化情况来看冲击负荷和毒物对活性污泥的影响。

原生动物中对冲击负荷和毒物反映最灵敏的楯纤虫，当楯纤虫急剧减少时，说明发生了冲击负荷和流入少量毒物。

第五章.污水处理中重要的微生物种群

5．1丝状细菌

丝状细菌（Filamentousbacteria）能显著影响絮状活性污泥的沉降性（污泥膨胀）或引起生物量变化和泡沫形成（污泥发泡），从而严重影响活性污泥的处理效率．传统上，丝状细菌是通过光学显微镜学进行分析鉴定的，如革兰氏和Neisser染色反应、典型的形态学特征等．但应用full—cyclerRNA技术发现，传统形态学鉴定方法不能发现污水厂活性污泥中的许多丝状细菌。

系统发生树部分提供了丝状菌的系统发生亲缘关系，但有些丝状类型如Eikelboom1863或Nostocoidalimicola等则是放置在完全无关的类群中．现在利用rRNA目标寡聚核苷酸探针能迅速地鉴定大多数丝状菌，证明在活性污泥中有些丝状菌呈现多态性现象．Kanagawa等（2000）从活性污泥中分离出15种丝状菌，根据形态被分类为Eikelboom21N，利用16SrDNA序列分析表明都同变形杆菌亚纲的Thiothrix丝状菌形成单系群（monophyleticgroup）.Thiothrix丝状菌在污水中通常表现出生理多能性，在异养、兼性营养和化能自养情况下，它们都能同标记的乙酸盐或碳酸氢盐结合。

在厌氧状况下（无论有无硝酸盐），Thiothrix丝状菌都很活跃，它通过吸收硫代硫酸盐和乙酸盐来形成胞内硫粒。

利用丝状菌的FISH探针，Mircothrixparvicella被发现有特殊的脂消费，在厌氧情况下专门吸收长链脂肪酸（而不是短链脂肪酸和葡萄糖），随后当硝酸盐或氧可用作电子受体时它们