水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)那些微生物(wù)

污水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)微生物(wù)分(fēn)類

污水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)微生物(wù)種類很多，主要有(yǒu)菌類，藻類以及動物(wù)類。

細菌細菌的(de)适應性強，增長速度快。根據對營養物(wù)需求的(de)不同，可(kě)将細菌分(fēn)爲自養菌和(hé)異養菌兩大(dà)類。

自養菌利用(yòng)各種無機物(wù)（CO2、HCO3-、NO3-、PO43-等）爲營養将其轉化爲另一種無機物(wù)，釋放(fàng)出能(néng)量，合成細胞物(wù)質，其碳源、氮源和(hé)磷源皆爲無機物(wù)。

異養菌以有(yǒu)機碳作碳源，有(yǒu)機或無機氮爲氮源，将其轉化爲CO2、H2O、NO3-、CH4、NH3等無機物(wù)，釋放(fàng)出能(néng)量，合成細胞物(wù)質。污水(shuǐ)處理(lǐ)設施中的(de)微生物(wù)主要是異養菌。

真菌

真菌包括黴菌和(hé)酵母菌。真菌是好氧菌，以有(yǒu)機物(wù)爲碳源，生長pH爲2-9，最佳pH爲5.6。真菌需氧量少(shǎo)，隻有(yǒu)細菌的(de)一半。真菌常出現于低pH值、分(fēn)子氧較少(shǎo)的(de)環境中。

真菌絲體對活性污泥的(de)凝聚起到(dào)骨架作用(yòng)，但(dàn)過多絲狀菌的(de)出現會(huì)影響污泥的(de)沉澱性能(néng)，而引起污泥膨脹。真菌在污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)作用(yòng)是不可(kě)忽視的(de)。

藻類

藻類是單細胞和(hé)多細胞的(de)植物(wù)性微生物(wù)。它含有(yǒu)葉綠(lǜ)素，利用(yòng)光(guāng)合作用(yòng)同化二氧化碳和(hé)水(shuǐ)放(fàng)出氧氣，吸收水(shuǐ)中的(de)氮、磷等營養元素合成自身細胞。

原生動物(wù)

原生動物(wù)是最低等的(de)能(néng)進行(xíng)分(fēn)裂增殖的(de)單細胞動物(wù)。污水(shuǐ)中的(de)原生動物(wù)既是水(shuǐ)質淨化者又(yòu)是水(shuǐ)質指示物(wù)。絕大(dà)多數原生動物(wù)屬于好氧異養型。在污水(shuǐ)處理(lǐ)中，原生動物(wù)的(de)作用(yòng)沒有(yǒu)細菌重要，但(dàn)由于大(dà)多數原生動物(wù)能(néng)吞食固态有(yǒu)機物(wù)和(hé)遊離(lí)細菌，所以有(yǒu)淨化水(shuǐ)質的(de)作用(yòng)。原生動物(wù)對環境的(de)變化比較敏感，在不同的(de)水(shuǐ)質環境中出現不同的(de)原生動物(wù)，所以是水(shuǐ)質指示物(wù)。例如(rú)，溶解氧充足時鍾蟲大(dà)量出現，溶解氧低于1㎎/L時出現較少(shǎo)，也(yě)不活躍。

後生動物(wù)

後生動物(wù)是多細胞動物(wù)。在污水(shuǐ)處理(lǐ)設施和(hé)穩定塘中常見的(de)後生動物(wù)有(yǒu)輪蟲、線蟲和(hé)甲殼類的(de)動物(wù)。

後生動物(wù)皆爲好氧微生物(wù)，生活在較好的(de)水(shuǐ)質環境中。後生動物(wù)以細菌、原生動物(wù)、藻類和(hé)有(yǒu)機固體爲食，它們的(de)出現表明(míng)處理(lǐ)效果較好，是污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)指示性生物(wù)。

微生物(wù)的(de)代謝
微生物(wù)的(de)生命過程是營養不斷被利用(yòng)，細胞物(wù)質不斷合成又(yòu)不斷消耗的(de)過程。在這一過程中伴随著(zhe)新生命的(de)誕生，舊生命的(de)死亡和(hé)營養物(wù)（基質）的(de)轉化。污水(shuǐ)的(de)生物(wù)處理(lǐ)就是利用(yòng)微生物(wù)對污染物(wù)（營養物(wù)）的(de)代謝轉化作用(yòng)實現的(de)。

微生物(wù)的(de)營養關系

細菌、真菌、藻類、原生動物(wù)、後生動物(wù)共生于水(shuǐ)體中。細菌和(hé)真菌以水(shuǐ)中的(de)有(yǒu)機物(wù)、氮和(hé)磷等爲營養進行(xíng)有(yǒu)氧和(hé)無氧呼吸合成自身細胞。藻類是利用(yòng)二氧化碳和(hé)水(shuǐ)中的(de)氮、磷進行(xíng)光(guāng)合作用(yòng)合成自身細胞并向水(shuǐ)體提供氧氣。藻類的(de)細胞死亡後成爲菌類繁殖的(de)營養。原生動物(wù)吞食水(shuǐ)中固态有(yǒu)機物(wù)、菌類和(hé)藻類。後生動物(wù)捕食水(shuǐ)中固體有(yǒu)機物(wù)、菌類、藻類和(hé)原生動物(wù)。

微生物(wù)的(de)代謝

微生物(wù)從污水(shuǐ)中攝取營養物(wù)質，通過複雜的(de)生物(wù)化學反應合成自身細胞和(hé)排出廢物(wù)。

這種爲維持生命活動和(hé)生長繁殖而進行(xíng)的(de)生化反應過程叫新陳代謝，簡稱代謝。根據能(néng)量的(de)轉移和(hé)生化反應的(de)類型可(kě)将代謝分(fēn)爲分(fēn)解代謝和(hé)合成代謝。

微生物(wù)将營養物(wù)分(fēn)解轉化爲簡單的(de)化合物(wù)并釋放(fàng)出能(néng)量，這一過程叫做分(fēn)解代謝或産能(néng)代謝；微生物(wù)将營養物(wù)轉化爲細胞物(wù)質并吸收分(fēn)解代謝釋放(fàng)的(de)能(néng)量，這一過程叫做合成代謝。

當營養缺乏時，微生物(wù)對自身細胞物(wù)質進行(xíng)氧化分(fēn)解，以獲得能(néng)量，這一過程叫做内源代謝，也(yě)叫内源呼吸。當營養物(wù)充足的(de)時，内源呼吸并不明(míng)顯，但(dàn)營養物(wù)缺乏時，内源呼吸是能(néng)量的(de)主要來源。

沒有(yǒu)新陳代謝就沒有(yǒu)生命。微生物(wù)通過新陳代謝不斷地(dì)增殖和(hé)死亡。微生物(wù)的(de)分(fēn)解代謝爲合成代謝提供能(néng)量和(hé)物(wù)質，合成代謝爲分(fēn)解代謝提供催化劑和(hé)反應器(qì)。兩種代謝相(xiàng)互依賴、相(xiàng)互促進、不可(kě)分(fēn)割。

微生物(wù)代謝消耗的(de)營養物(wù)一部分(fēn)分(fēn)解成簡單的(de)物(wù)質排入環境，另一部分(fēn)合成爲細胞物(wù)質。不同的(de)微生物(wù)代謝速度不同，營養物(wù)用(yòng)于分(fēn)解和(hé)合成的(de)比例也(yě)不相(xiàng)同。

厭氧微生物(wù)分(fēn)解營養物(wù)不徹底，釋放(fàng)的(de)能(néng)量少(shǎo)，代謝速度慢(màn)，将營養物(wù)用(yòng)于分(fēn)解的(de)比例大(dà)，用(yòng)于合成的(de)比例小(xiǎo)，細胞增殖慢(màn)。

好氧微生物(wù)分(fēn)解營養物(wù)徹底，最終産物(wù)（CO2、H2O、NO3-、PO43-等）穩定，含有(yǒu)的(de)能(néng)量最少(shǎo)，所以好氧微生物(wù)代謝中釋放(fàng)的(de)能(néng)量多，代謝速度快，将營養物(wù)用(yòng)于分(fēn)解的(de)比例小(xiǎo)，用(yòng)于合成的(de)比例大(dà)，細胞增殖快。

微生物(wù)的(de)生長環境

廢水(shuǐ)生物(wù)處理(lǐ)的(de)主體是微生物(wù)，隻有(yǒu)創造良好的(de)環境條件(jiàn)讓微生物(wù)大(dà)量繁殖才能(néng)獲得令人(rén)滿意的(de)處理(lǐ)效果。影響微生物(wù)生長的(de)的(de)條件(jiàn)主要有(yǒu)營養、溫度、pH值、溶解氧及有(yǒu)毒物(wù)質等。

營養

營養是微生物(wù)生長的(de)物(wù)質基礎，生命活動所需的(de)能(néng)量和(hé)物(wù)質來自于營養。微生物(wù)細胞的(de)組成（不包括H2O和(hé)無機物(wù)），可(kě)用(yòng)化學式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。

不同微生物(wù)細胞的(de)組成不盡相(xiàng)同，對碳氮磷比的(de)要求也(yě)不完全相(xiàng)同。好氧微生物(wù)要求碳氮磷比爲BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。

厭氧微生物(wù)要求碳氮磷比爲BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3-N計(jì)，P以PO43－-P計(jì)。微生物(wù)種類繁多，所需C、N、P的(de)化學形式也(yě)不相(xiàng)同。如(rú)異養菌需要有(yǒu)機物(wù)爲碳源，而自養菌以CO2和(hé)HCO3－爲碳源。

幾乎所有(yǒu)的(de)有(yǒu)機物(wù)都(dōu)是微生物(wù)的(de)營養源，爲達到(dào)預期的(de)淨化效果，控制(zhì)合适的(de)C:N:P比顯得十分(fēn)重要。微生物(wù)除需要C、H、O、N、P外，還需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。

溫度

微生物(wù)的(de)種類不同生長溫度不同，各種微生物(wù)的(de)總體溫度範圍是0~80℃。根據适應的(de)溫度範圍，微生物(wù)可(kě)分(fēn)爲低溫性（好冷(lěng)性）、中溫性和(hé)高(gāo)溫性（好熱(rè)性）三類。

低溫性微生物(wù)的(de)生長溫度爲20℃以下，中溫性微生物(wù)的(de)生長溫度爲20~45℃，高(gāo)溫性微生物(wù)的(de)生長溫度爲45℃以上(shàng)。好氧生物(wù)處理(lǐ)以中溫爲主，微生物(wù)的(de)最适生長溫度爲20～37。

厭氧生物(wù)處理(lǐ)時，中溫微生物(wù)的(de)最适生長溫度爲25~40℃，高(gāo)溫微生物(wù)的(de)最适生長溫度爲50~60℃。所以厭氧微生物(wù)處理(lǐ)常利用(yòng)33~38℃和(hé)52~57℃兩個(gè)溫度段，分(fēn)别叫做中溫消化（發酵）和(hé)高(gāo)溫消化（發酵）。

随著(zhe)科學技術(shù)的(de)發展，厭氧反應已能(néng)在20~25℃的(de)常溫下進行(xíng)，這就大(dà)大(dà)降低了運行(xíng)費用(yòng)。

在适宜的(de)溫度範圍内，每升高(gāo)10℃，生化反應速度就提高(gāo)1~2倍。所以，在較高(gāo)最适溫度條件(jiàn)下生物(wù)處理(lǐ)效果較好。人(rén)爲改變污水(shuǐ)溫度将增大(dà)處理(lǐ)成本，所以好氧生物(wù)處理(lǐ)一般在自然溫度下進行(xíng)，即在常溫下進行(xíng)。

好氧生物(wù)處理(lǐ)效果受氣候的(de)影響較小(xiǎo)。厭氧生物(wù)處理(lǐ)受溫度影響較大(dà)，需要保持較高(gāo)的(de)溫度，但(dàn)考慮到(dào)運行(xíng)成本，應盡量采用(yòng)常溫下運行(xíng)（20~25℃）。

如(rú)果原污水(shuǐ)的(de)溫度較高(gāo)，應采用(yòng)中溫發酵（33~38℃）或高(gāo)溫發酵（52~57℃）。如(rú)果有(yǒu)足夠的(de)餘熱(rè)或發酵過程中産生足夠的(de)沼氣（高(gāo)濃度有(yǒu)機污水(shuǐ)和(hé)污泥消化），則可(kě)以利用(yòng)餘熱(rè)或沼氣的(de)熱(rè)能(néng)實現中溫和(hé)高(gāo)溫發酵。

pH值

酶是一種兩性電解質，pH值的(de)變化影響酶的(de)電離(lí)形式，進而影響酶的(de)催化性能(néng)，所以pH值是影響酶活性的(de)重要因素之一。不同的(de)微生物(wù)具有(yǒu)不同的(de)酶系統，就有(yǒu)不同的(de)pH值适應範圍。細菌、放(fàng)線菌、藻類和(hé)原生動物(wù)的(de)pH值适應範圍是4~10。

酵母菌和(hé)黴菌的(de)最适pH爲3.0~6.0。大(dà)多數細菌适宜pH=6.5~8.5的(de)中性和(hé)偏堿性環境。好氧生物(wù)處理(lǐ)的(de)适宜pH爲6.5~8.5，厭氧生物(wù)處理(lǐ)的(de)适宜pH爲6.7~7.4（最佳pH爲6.7~7.2）。

在生物(wù)處理(lǐ)過程中保持最适pH值範圍非常重要。否則，微生物(wù)酶的(de)活性降低或喪失，微生物(wù)生長緩慢(màn)甚至死亡，導緻處理(lǐ)失敗。

進水(shuǐ)pH值的(de)突然變化會(huì)對生物(wù)處理(lǐ)産生很大(dà)的(de)影響，這種影響不可(kě)逆轉。所以保持pH值的(de)穩定非常重要。

溶解氧

好氧微生物(wù)的(de)代謝過程以分(fēn)子氧爲受體，并參與部分(fēn)物(wù)質的(de)合成。沒有(yǒu)分(fēn)子氧，好氧微生物(wù)就不能(néng)生長繁殖，所以，進行(xíng)好氧生物(wù)處理(lǐ)時，要保持一定濃度的(de)溶解氧（DO）。

供氧不足，适合低溶解氧生長的(de)微生物(wù)（微量好氧的(de)發硫菌）和(hé)兼性微生物(wù)大(dà)量繁殖。它們分(fēn)解有(yǒu)機物(wù)不徹底，處理(lǐ)效果下降，且低溶解氧狀态下絲狀菌優勢生長，引起污泥膨脹。

溶解氧濃度過高(gāo)，不僅浪費能(néng)量，而且會(huì)因營養相(xiàng)對缺乏而使細胞氧化和(hé)死亡。爲取得良好的(de)處理(lǐ)效果，好氧生物(wù)處理(lǐ)時應控制(zhì)溶解氧在2~3mg/L（二沉池出水(shuǐ)0.5~1mg/L）爲宜。

厭氧微生物(wù)在有(yǒu)氧的(de)條件(jiàn)下生成H2O2，但(dàn)沒有(yǒu)分(fēn)解H2O2的(de)酶而被H2O2殺死。所以，在厭氧生物(wù)處理(lǐ)反應器(qì)中絕對不能(néng)有(yǒu)分(fēn)子氧存在。其他(tā)氧化态物(wù)質如(rú)SO42－、NO3－、PO43－和(hé)Fe3+等也(yě)會(huì)對厭氧生物(wù)處理(lǐ)産生不良影響，也(yě)應控制(zhì)它們的(de)濃度。

有(yǒu)毒物(wù)質

對微生物(wù)有(yǒu)抑制(zhì)和(hé)毒害作用(yòng)的(de)化學物(wù)質叫有(yǒu)毒物(wù)質。它能(néng)破壞細胞的(de)結構，使酶變性而失去活性。如(rú)重金(jīn)屬能(néng)與酶的(de)-SH基團結合，或與蛋白質結合使之變性或沉澱。有(yǒu)毒物(wù)質在低濃度時對微生物(wù)無害，超過某一數值則發生毒害。

某些有(yǒu)毒物(wù)質在低濃度時可(kě)以成爲微生物(wù)的(de)營養。有(yǒu)毒物(wù)質的(de)毒性受pH值、溫度和(hé)有(yǒu)無其他(tā)有(yǒu)毒物(wù)質存在等因素的(de)影響，在不同條件(jiàn)下毒性相(xiàng)差很大(dà)，不同的(de)微生物(wù)對同一毒物(wù)的(de)耐受能(néng)力也(yě)不同，具體情況應根據實驗而定。

在廢水(shuǐ)生物(wù)處理(lǐ)過程中，應嚴格控制(zhì)有(yǒu)毒物(wù)質濃度，但(dàn)有(yǒu)毒物(wù)質濃度的(de)允許範圍尚無統一的(de)标準，表1的(de)數據僅供參考。