微生物在水污染治理中的作用

第九章 微生物在水污染 治理中的作用

第一节 水体的自净作用一、水体的自净 水体自净：污染物排入江河或其它水域后，经过扩散、 稀释、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解等，使水 体可基本上或完全恢复到原来的状态，这个过程称为 水体自净。 水体的自净能力是有限的，如果排入水体的污染物数 量超过某一界限时，将造成水体的永久性污染，这一 界限称为水体的自净容量或水环境容量。

水体自净的天然过程：好氧细菌 厌氧细菌 光能自养型微生物

二、污水系统及污化指示生物污化系统及指示生物污化系统 水色 溶解氧 BOD H2S 多污带 暗灰色 极低或无 >10mg/L 强烈H2S气味 α -中污带 灰色 低 5~10 H2S气味没有 β -中污带 浊度低 升高 <5 无 <3 无 寡污带 清澈 恢复正常

细菌(个/mL)指示生物

100万以上以厌氧细菌、 兼性细菌为 主，还有变形 虫、水蚯蚓。 无鱼类、显花 植物

10万以上细菌、蓝藻、 绿藻、裸藻、 游泳型纤毛 虫、轮虫、水 蚯蚓

10万以下硅藻、绿藻、 鼓藻、固着型 纤毛虫，出现 水生植物、轮 虫、水蚤、昆 虫

100以下金鱼藻、硅 藻、黄藻、钟 虫、旋轮虫、 浮游甲壳动 物、水生植 物、鱼

三、污、废水生物处理方法分类区别 有机物降解 好氧生物处理法 彻底 厌氧生物处理法 不彻底

耗时臭气 曝气设备 动力消耗 处理有机物浓度

短无 需要、较复杂 大 不能过高

长臭气大且出水颜色深 不需要 小且产能 很高

构筑物容积处理对象 达标排放 常见类型

很大城市污水或其它低浓度有机废水 一般可以 活性污泥法、生物膜法

较大高浓度有机废和污泥 需与好氧方法联用 才能达标排放 厌氧消化法

第二节 活性污泥法中的微生物及其作用一、活性污泥的性质和生物相1.活性污泥的形态 1)外观形态： 活性污泥(生物絮凝体)为黄褐色 絮凝体颗粒： 2)特点： (1)颗粒大小：Φ =0.02~0.2 mm (2)表面积：20~100 cm2/mL (3)(2000~10000)m2/m3污泥 (4) 含水率： 99%以上 固体物质： 1%

图 17-1 活性污泥形状图

2、活性污泥生物相 生物相主要有：细菌、原生动物、霉菌、轮虫、线虫 等。 细菌以菌胶团形式构成活性污泥的主体、丝状微生物 是活性污泥的骨架。

二、活性污泥法的生物净化机理1、生物吸附由于活性污泥表面积很大(2000~10000m2/m3混合 液),具有很强的吸附能力，可以吸附废水中的有机物。 废水与活性污泥接触后，其中有机质可以在约1~ 30min的短时间内被吸附到活性污泥上。还可以吸附某些 金属离子，使之与有机物形成络合物而得以去除。

2、氧化分解有机物微生物 细胞增长

有机质+ O2 微生物+氧 CO2、H2O、SO42-、NH3、 PO43-等 +能量

随水排出

热能释出

3、其它微生物吸收或吞食未分解彻底的有机物。

三、活性污泥中微生物的指示作用1、原生动物和微型后生动物的指示作用

在污水处理生态系统中形成了一条特定 的食物链，即细菌→植物性鞭毛虫→肉足虫 →动物性鞭毛虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→ 固着型纤毛虫→轮虫。

(1)根据生物演替判断活性污泥的成熟程度 a、活性污泥培养初期以鞭毛虫、变形虫为优势种； b、活性污泥培养中期以游泳型纤毛虫、鞭毛虫为优 势种； c、活性污泥培养成熟期以钟虫等固着型 纤毛虫、楯纤虫、轮虫为优势种。

(2)根据生物种类判断活性污泥和处理水质的效果 a、出现大量固着型的纤毛虫和楯纤虫、轮虫时，说 明活性污泥状况良好，废水中溶解氧适当，出水 水质好； b、当游泳型纤毛虫和鞭毛虫、根足虫等出现，说明 活性污泥结构松散，出水水质差，运转不正 常，必须采取调节措施； c、当出现线虫则说明缺氧。

(3)根据生物形态和数量的变化判断处理条件在生物处理过程中，运行条件的突然变化(如进水水 量、有机物浓度、溶解氧、温度、pH值、有毒物质等), 会影响处理效果。通过镜检中原生动物形态和数量的变化 情况，了解进水水质及运行条件正常与否，进而采取相应 的措施。 如当溶解氧不足或其他环境条件恶化时，钟虫会变得 不活跃或数量减少、或虫体变态尾柄脱落，产生次生纤毛 环呈游泳生活；继而虫体变成胞囊或虫体变长直至死亡。 如废水水质改善，环境条件恢复正常，虫体可恢复原状及 活力。

2、丝状微生物的指示作用丝状微生物附着于菌胶团上或与之交织在一

起，成为活性污泥的骨架。 其中，硫磺细菌能将水中硫化氢氧化为硫，并以 硫粒形式存于体内。当水中溶解氧高时(大于 1mg/L),体内硫粒可进一步氧化而消失。因此，通 过对硫磺细菌体内硫粒存在与否的观察，可间接推 测水中溶解氧的状况。