微生物治理污水
㈠ 微生物污水处理
微生物污水处理做法有很多种,而且微生物产品用来治理污水的也有很多品种!但是用纳豆菌来处理污水是最理想的!
● 纳豆菌活性微生物水处理剂生物法的特点及工作原理
(一)、特点
纳豆菌活性微生物水处理剂采用天然原材料,由发酵的枯草杆菌属中发酵提炼,并采用生物技术制成。微生物菌剂可以看作是一座小型的化工厂,并且自备酵素,将水中的有机物摄食后,经过一连串的反应而得到能量与细胞构成。而有机物则分解成CO2,水及许多对水质没有影响的小分子。
利用多种不同的菌群,分解不同的污染物,使处理槽内的菌群互相依赖而形成特殊的分解链。菌群的整体耐温系数为摄氏50度至零下40度,繁殖温度为摄氏80度至零度,繁殖速度为4小时达成10万倍以上,繁殖能力高于普通菌10万倍以上,菌种体积高于普通菌4—10倍以上,好氧、厌氧皆能生存并快速繁殖。
纳豆菌活性微生物水处理菌剂,经过特殊的驯化及强化,其能力特性如下:
1、纳豆菌活性微生物水处理剂本身无毒性,无致病性,不会造成二次公害。
2、分解或降低废水中COD、SS、BOD含量及浓度所造成的污染,速度快且效果好。
3、消除NH3-N、P、H2S及有机酸之能力强,故能除臭。
4、纳豆菌所需的含氧量仅为传统活性污泥法的60%。
5、系统污泥产生量少,每公斤的剩余污泥量约0.1公斤。
6、污泥沉降性佳,紧密度高,稳定性高。
7、操作成本低廉,故障率低。
与传统的活性污泥法水处理系统比较,纳豆菌活性微生物水处理剂具有明显的优势!
在这我介绍一家专门生产纳豆菌的公司给您-广东省中山市纳豆微生物制品有限公司,下面是这家公司的介绍:
中山市纳豆微生物制品有限公司原名叫中山市纳豆微生物(肥料)有限公司,于2010年5月公司变更了名字。公司是一家专门从事微生物产品研发、生产、销售与技术服务的高科技微生物企业。公司生物专家通过多年不懈努力获得“纳豆菌活性制剂及制作方法”的国家发明专利(ZL220510101983.9),成功完成纳豆菌制剂的国产化,打破了日本企业对该项产品的垄断地位,为我国绿色环保事业作出了应有的贡献。
公司主要产品有:纳豆菌制剂(国家发明专利产品)、纳豆菌原液、微生物污水处理剂(处理工业污水、生活污水及净化养殖水质)、微生物除臭剂(垃圾处理场、养殖场、居家、汽车等除臭消毒)、微生物土壤改良剂、机肥发酵菌、微生物肥料(添加剂、叶面肥、助长剂等)等及环保工程产品与技术服务。
公司始终以“治理环境污染,改善生存环境;面向未来,造福子孙后代”为企业使命,以“质量第一”为企业生命。在未来的发展过程中,公司继续以“客户至上”为企业服务宗旨,秉承“科学、诚信”的理念,竭诚与海内外同行进行精诚合作,携手并进。
公司的合作伙伴——“上海羌郎生物工程公司”无论在“节能减排”领域——各类污水处理系统的设计、新建、改建以及采用活性微生物水处理剂系列生物处理污水的日常运行管理,还是在“化废为宝”项目——城市污水污泥处置以及绿色环保有机肥制作,特别是应用生物修复原生态的技术解决河道污染方面,均取得了傲人的成绩。特别是给于客户提供从设计、施工、安装、调试、验收直至办理许可证的一条龙服务,满足客户在达标排放、杜绝再污染、降底能耗、紧缩占地面积等多元化的要求。
㈡ 微生物怎样进行污水和垃圾处理
简单讲,就是一下几点:
1、创造微生物适合的环境。
2、让污水、垃圾和微生物充分接触进行处理。
3、保持微生物浓度。
4、处理后,将水和微生物进行固液分离(一般垃圾不需要)
㈢ 怎样利用微生物处理废水
废水生物处理法
随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,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。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。
定义
利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
特点
1、用生物方法去除有机物最经济;
2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;
3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;
4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主
分类
生物化学法
生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[2]
生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]
生物吸附法
生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]
需氧生物处理法
利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。
生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。
许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。
在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。
在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。
厌氧生物处理法
主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显著减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。
反应原理
第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:
一些有机酸或醇的气化过程举例如下:
乙酸:
CH3COOH─→CO2+CH4
丙酸:
4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4
甲醇:
4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O
乙醇:
2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4
为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。
生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。
近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。
利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等
㈣ 微生物处理污水原理
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水与污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
该法中微生物所需氧由鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,填料壁的微生物会因缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,此时,脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其在反应器内设置填料,经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接处,在生物膜的作用下,废水得到净化。生物接触氧化法在运行初期,少量的细菌附着于填料表面,由于细菌的繁殖逐渐形成很薄的生物膜。在溶解氧和食物都充足的条件下,微生物的繁殖十分迅速,生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用,为微生物所利用。但当生物膜达到一定厚度时,氧已经无法向生物膜内层扩散,好氧菌死亡,而兼性细菌、厌氧菌在内层开始反之,形成厌氧层,利用死亡的好氧菌为基质,并在此基础上不断发展厌氧菌。经过一段时间后在数量上开始下降,加上代谢气体产物的逸出,使内层生物膜大量脱落。在生物膜已脱落的填料表面上,新的生物膜又重新发展起来。在接触氧化池内,由于填料表面积较大,所以生物膜发展的每一个阶段都是同时存在的,使去除有机物的能力稳定在一定的水平上。生物膜在池内呈立体结构,对保持稳定的处理能力有利。
㈤ 如何利用微生物处理废水
科研人员正不断更新环境保护的方法,提高治理和防御的效果?在环境污染中,废水的污染尤为严重,直接威胁着我们人类的生存?在研究中科研人员发现,用微生物处理废水和石油污染具有效率高?成本低的优点,因而备受青睐?
用微生物处理废水,效果与化学方法处理一样,而成本只有化学方法的1/10?
其实,在人们还没有发现并利用微生物处理废物?净化环境以前,微生物就已经默默无闻地独揽着净化大自然的重要使命?
地球上每年动物?植物的生成量达5000亿吨,在它们生命活动结束之后,如果不是微生物悄悄地把遗留的尸体残骸分解并转换的话,那么,地球上的这些废物一直堆积起来真是会出现可怕而又难以想象的局面?我们上月球也许就不必发射宇宙飞船了,只需爬上垃圾堆就可以进月球了?
大自然环境保护标兵的桂冠非微生物莫属,人类真应该真诚地感谢这些微小的“朋友”?
微生物又是怎样“治理”环境的呢?能除掉废水中毒物的功臣主要是微生物包括细菌?霉菌?酵母菌等和一些原生动物,它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化?
有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸作为营养物质吸收利用,除酚效率可达99%,有的微生物还能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性?
微生物处理废水
㈥ 微生物能处理废水的原理是什么
废水处理有物理方法、化学方法和生物方法,而用微生物处理废水的生物方法以效率高、成本低受到了广泛使用。能除掉毒物的微生物主要是细菌、霉菌、酵母菌和一些原生动物。它们能把水中的有机物变成简单的无机物,通过生长繁殖活动使污水净化。有种芽孢杆菌能把酚类物质转变成醋酸吸收利用,除酚率可以达到99%;一种耐汞菌通过人工培养可将废水中的汞吸收到菌体中,改变条件后,菌体又将汞释放到空气中,用活性炭就可以回收。有的微生物能把稳定有毒的DDT转变成溶解于水的物质而解除毒性。每年在运输中有150万吨的原油流入世界水域使海洋污染,清除这些油类,真菌比细菌能力更强。在去毒净化中,不同的微生物各有“高招”!枯草杆菌、马铃薯杆菌能清除已内酷胺;溶胶假单孢杆菌可以氧化剧毒的氰化物;红色酵母菌和蛇皮癣菌对聚氯联苯有分解能力。
用微生物处理废水常用生物膜法。所有的污水处理装置都有固定的滤料介质如碎石、煤渣及塑料等,在滤料介质的表面覆盖着一层由各类微生物组成的粘状物称为生物膜。生物膜主要是由细菌菌胶团和大量真菌菌丝组成,在表面还栖息着很多原生动物。当污水通过滤料表面时,生物膜大量地吸附水中各种有机物,同时膜上的微生物群利用溶解氧将有机物分解,产生可溶性无机物随水流走,产生的二氧化碳和氢气等释放到大气中,使污水得到净化。
还有一种活性污泥法。所谓活性污泥是由能形成菌胶团的细菌和原生动物为主组成的微生物类群,及它们所吸附的有机的和无机悬浮物凝聚而成的棕色的絮状泥粒,它对有机物具有很强的吸附力和氧化分解能力。
利用微生物净化污水虽然取得了可喜的成就,但在提高工作效益方面还有不少工作要做,因此还不能广泛应用于消除污染。
㈦ 微生物处理废水
污水处理的方法有物理方法、化学方法和生物方法。而物理法和化学法的处理效率低,费用高,管理复杂,甚至可能造成二次污染,所以无法得到很好的应用和大范围的推广。而生物法则是目前应用最广的方法。生物法通常是利用具有各种生理生化性能的微生物类群间的相互配合而进行的一种物质循环过程。从而使污水得到再生的过程。生物法处理污水具有效率高,费用低,能耗低,出水质好,管理简单等优点。利用微生物进行处理使水资源再生,无论是现在还是将来都是污水处理的主要途径之一。
微生物具有体积小,表面积大,繁殖能力强等特点,能不断的与周围的环境快速的进行物质交换。污水具备微生物生长繁殖的条件,因而能使微生物从中获得营养物质,同时降解和利用有害的物质,从而使污水得到净化。依据处理过程中的微生物对氧环境的需求可分为好氧法和厌氧法。现在应用最广泛的活性污泥法、生物膜法、氧化塘法均属于好氧法;厌氧处理是现在研究的比较热门的方法,现在比较流行的厌氧处理器有AF、UASB、EGSB。现在好氧法和厌氧法相结合的处理方法也是比较热门的研究,因为处理效果要比传统的方法好。
1、好氧处理系统
好氧微生物在有氧条件下,通过分解代谢、合成代谢和物质矿化,把环境中的有机物氧化分解成无机物,从而使污水得到净化,同时使微生物得到增长繁殖。
1.1 活性污泥法
活性污泥法由Arden和Lockett于1914年在英国切斯特创建成试验厂,是利用河流自净原理的人工强化高效污水处理工艺。经过90多年的发展,该工艺已经成为当前污水处理方面应用得最广泛的工艺。
所谓活性污泥就是以需氧性细菌为主体的微生物与水中的悬浮物质、胶体物质聚集在一起形成肉眼可见的絮状颗粒,也称絮凝体[2]。活性污泥法是以活性污泥为主体的污水生物处理技术,其原理是通过曝气供氧,使大量繁殖的微生物群体悬浮在水中,并利用从而降解污水中的有机物,停止曝气时,悬浮微生物群絮凝体易于沉淀与水分离,并使污水得到净化、澄清[3]。其工艺流程如下图:
污水预处理→ 曝气池 → 二沉池 → 出水
↑ ↓ ↓
← 回流污泥 ← → 剩余污泥→
㈧ 微生物菌处理污水主要有什么作用
主要利用微生物对水体中的有机物进行分解和转化,降低水体中的有机物、COD、氨氮、磷、亚硝酸盐等指标
㈨ 谁知道微生物菌剂治理污水的方法
污水处理通常分为物化法, 生化法和化学法
物化法主要是物理沉降, 通常加混凝剂回(无机或有机)或/和絮答凝剂(大多为聚丙烯酰胺)将污水中的SS(悬浮固形物)以及不溶性的COD絮凝并沉降后与污水分离. 分离出的污泥称为物化污泥或初沉污泥.
你所问的生物菌剂治理污水就是污水处理中常用的生化法
生化法主要是利用微生物活性污泥将污水中的有机物进行生物降解消化.微生物消耗污水中的有机物后生产的排泄物就是所谓的生化污泥. 生化污泥在污水处理中通常在二沉池(也可以是气浮)加 混凝剂(无机或有机)或/和絮凝剂(大多为聚丙烯酰胺)将生化污泥和污水分离.
生化法处理污水主要分为厌氧处理(在厌氧塔中进行)和好氧处理(通常就是污水处理过程中的瀑气池). 厌氧处理的目的是奖污水中较大分子量的有机物进行降解消化. 好氧处理是进一步处理污水中分子量较小的有机物.
化学法一般是指污水的深度处理.方法也较多
㈩ 微生物在污水处理中的应用
微生物在污水生物处理中的作用
一、污水生物处理的特征
(一)、污水与污水生物处理
污水中的污染物质成分极其复杂。一般生活污水的主要成分是代谢废物和食物残渣。工业废水可能含有较多的金属、酚类、甲醛等化学物质。此外污水中还含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒。污水的生物处理就是以污水中的混合微生物群体作为工作主体,对污水中的各种有机污染物进行吸收、转化,同时通过扩散、吸附、凝聚、氧化分解、沉淀等作用,以去除水中的污染物。因此,污水生物处理实际上是水体自净的强化,不同的是,在去除了污水中的污染物后,必须将微生物从出水中分离出来,这种分离主要是通过微生物本身的絮凝和原生动物、轮虫等的吞食作用完成的。
(二)、生化需氧量及生物处理的应用
在污水处理中,通常是以有机物在氧化过程中所消耗的氧量这一综合性指标来表示有机污染物的浓度,如生化需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)。生化需氧量是指在特定的温度和时间(通常这5 d、20℃下,微生物分解污水中有机物所消耗的氧量,称为BOD5。BOD5约占生化需氧总量的2/3,故采用BOD5来表示污水中可降解有机物的浓度是比较合适的。但污水中有机物并不是都能较快降解的,在工业废水中,可以结合COD等指标表示有机污染物的浓度。
只有BOD高的废水才适宜采用生物处理,COD很高但BOD不高的废水不宜采用生物处理。对于有毒的废水,只要毒物能降解,就可用生物法处理,关键是控制毒物浓度和驯化微生物。
(三)、污水生物处理的效果
污水经过生物处理后,其中的杂质和污染物质能以某种形式(如生物絮凝作用)被分离除去,或被转为无害的物质。例如,城市生活污水经生物处理后,活性污泥法的BOD和SS(悬浮性固体)去除率都在90%左右;生物滤池法BOD去除率在80%、SS去除率在90%左右。
生物处理还能减少城市污水中的病原微生物和病毒,但浓度仍然较高,因此,出水和剩余污泥都要消毒。
二、污水生物处理方法
根据微生物对O2的需求不同,污水生物处理可分为好氧处理和厌氧处理两大类。根据构筑物的不同类型以可分为多种方法(表10-1)。
(一)、好氧生物处理
好氧生物处理是在水中有溶解氧存在的条件下,借好氧和兼性厌氧微生物(其中主要是好氧菌)的作用来进行的。在处理过程中,绝大多数的有机物都能被相应的微生物氧化分解。整个好氧分解过程可分为两个阶段。第一阶段,主要是有机物被转化为CO2、H2O、NH3等;第二阶段,主要是NH3转化为NO2和NO3。
用好氧法处理污水,基本上没有臭气,处理所需的时间比较短,如果条件适宜,一般可去除BOD580~90%以上。
根据处理构筑物的不同,好氧生物处理的方法可分为活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。其中活性污泥法和生物膜法应用最广泛。
(二)厌氧生物处理
套氧生物处理是在无氧的条件下,借厌氧和兼性厌氧微生物(其中主要是厌氧菌)的作用来分解污水中有机物的,也称厌氧消化或厌氧发酵。
有机物厌氧分解的钱过程是由三类生理上完全不同的细菌分三个阶段完成的(图10-4)。第一阶段,复杂有机物如纤维素、蛋白质、脂肪等在微生物作用下降解为简单的有机物如粮类、有机酸、醇等,是水解、发酵阶段;第二阶段,由产氢产乙酸细菌群将有机酸等转化成乙酸、H2及CO2,为产氢产乙酸阶段;第三阶段,在产甲烷细菌作用下将乙酸(包括甲酸)、CO2、H2转化为CH4,是产甲烷阶段。
厌氧生物处理主要应用于有机污泥和高浓度有机污水的处理。由于是密闭发酵,所以在处理过程中不影响周围环境;同时隔绝空气又加以高温发酵,可以钉死寄生虫卵和致病菌;并且可以产生生物能源甲烷。因此厌氧消化法近年来渐渐受到重视,但由于所需时间长,对设备要求严格,因而影响其迅速推广。
三、污水生物处理中的微生物群落及其作用
(一)、活性污泥微生物群落及其作用
活性污泥是指由细菌、微型动物为主的微生物与胶体物质、悬浮物质等混杂在一起形成的,具有很强吸附分解有机物的能力和良好沉降性能的绒絮状颗粒。活性污泥中生存着各种微生物,构成了复杂的微生物群落。其中主要的微生物是细菌(以好氧性异养菌为主)和原生动物,此外尚有酵母菌、丝状霉菌、单胞藻类、轮虫线虫等。
1、活性污泥中的细菌及其作用 活性污泥中细菌的数量约为108~109
个/ mL,它们是去除水中有机污染物的主力军。最常出现的优势种群是:产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、假单孢菌属、动胶菌属,其次尚有无色杆菌、诺卡氏菌、蛭弧菌、分枝蒜苗、硝化细菌、大肠埃希氏菌等。它们全部是化能异养菌,多数为革兰氏阴性菌,可以有效地分解废水中的有机污染物。
在活性污泥形成初期,细菌多以游离态存在,随着活性污泥的成熟,菌胶团细菌分泌胞外聚合物(蛋白质、核酸、多粮等)形成细纤维状的胞间物质,然后通过它们相互纠缠作用而形成菌胶团絮状物,随后丝状细菌、霉菌、原生动物等交织附着其上,形成活性污泥绒絮状颗粒,这个过程称为生物絮凝作用。因此,菌胶团是活性污泥的结构和功能中心,由于其巨大的表面积和粘性,使活性污泥具有魏吸附和分解有机物的能力,同时菌体包埋在絮状体中,可避免原生动物的吞噬;絮状体的形成,又为固着生长的微生物提供了附着和栖息的场所,这就为水处理微生物的自下而上和发展提供了方便;更重要的是,絮凝使活性污泥具有了良好的沉降性能,利于二沉池中泥水分离。
活性污泥中的丝状细菌,如球衣细菌、贝氏硫菌、线硫菌,它们附着于污泥或与菌胶团交织而构成活性污泥的骨架。但若污水中含有大量碳水化合物,低氧和有机物浓度过高低时,都会引起丝状细菌大量繁殖而造成污泥结构极度松散,污泥因浮力增加而上浮,产生污泥膨胀现象,降低处理效果。
2、活性污泥中的原生动物及其作用
活性污泥中原生动物在数量和种类上仅次于细菌,常见的优势种是纤毛类。它们主要附聚在污泥表面。其作用在于。(1)有些原生动物(如变形虫)能吞噬水中有机颗粒,对污水有直接净化作用;(2)某些原生动物(如纤毛虫)能分泌粮类物质,可促进生物絮凝作用;(3)吞食游离细菌,有利于改善出水水质;(4)可作为污水净化的指生物。
在活性污泥的培养和驯化阶段中,原生动物按一定的顺序出现。在运行初期曝气池中常出现鞭毛虫和肉足虫。若钟虫出现且数量较多,刚说明活性污泥已成熟,充氧正常。若固着型纤毛虫减少,游泳型纤毛虫突然增加,说明污水处理运转不正常。因此,根据污水中微生物的活动规律就可以判断水质和污(废)水处理程度,因为随着水质条件(营养、温度、pH值、溶解氧)的变化,细菌与佩型动物的种类和数量出发生一定的变化并遵循一定的演替规律(图10-5):细菌→植鞭虫→动鞭虫→变形虫→游泳型纤毛虫、吸管虫→固着型纤毛虫→轮虫。
(二)生物膜中的微生物群落及其作用
当污水通过滤料时,在滤料表面逐渐形成一层粘膜,粘膜中生长着各种微生物,这层粘膜就是生物膜。生物膜有巨大的表面积,能吸附污水中呈各种状态的有机物,具有非常强的氧化能力。
生物膜中常见的微生物:主要组成菌有好氧的芽孢杆菌、不动杆菌、专性厌氧的脱硫弧菌以及假单孢菌、产碱杆菌、黄杆菌、无色杆菌、微球菌和动胶菌等兼性菌,这些细菌互相粘连构成菌胶团,担负着主要的氧化分解有机物的任务,生物膜上的丝状细菌有球衣细菌、贝氏硫菌等,它们降解有机物的能力极强,在量生长的菌丝体交织粘辐形成层层的网状结构,对水水具有过滤作用,被处理水中的悬浮物被丝状菌网吸附截留,出水变得澄清,同时菌丝的交织作用又可使膜块的机械强度增加,不易脱落更新,但丝状细菌过速生长会堵塞滤池,影响净化过程的正常进行;生物膜中出现较多的真菌是镰刀霉、曲霉、地霉、枝孢霉、青霉及酵母菌、霉菌可形成类似丝状细菌的网状结构;藻类仅生长在生物膜表面见光处,主要有小球藻、席藻、丝藻等过度生长,会覆盖滤池表面,影响水流畅通;原生动物主要是钟虫、累枝虫、盖纤虫和草履虫等纤毛虫,它们能提高生物滤池的净化程度和效率;此外尚有轮虫、线虫、沙蚕等后生动物去除池内污泥,能防止污泥积聚、抑制生物膜过速生长,保持生物膜的好氧状态,对废水净化有良好作用。
生物膜上微生物的生态演替主要受溶解氧和营养的制约。从膜面到膜内,微生物按好氧化发发→ 兼性→厌氧的顺序出现;从滤池的上层到下层,有机物浓度逐渐降低,优势种以菌胶团细菌→丝状细菌、鞭毛虫、游泳型纤毛虫→固着型纤毛虫、轮虫的序列出现。因此,通过观察各区段微生物种类的演替情况,有可能判断出废水浓度的变化或污泥负荷的变化。
四、污水处理的菌种培养及其对水质要求
(一)菌种培养方法
1、生物膜 的培养和驯化
生物滤池投入运转初期,必须培养和驯化生物膜。这个过程一方面是使微生物在滤料表面生长繁殖,挂上生物膜;另一方面是使生物膜上的微生物产生一定的变异,能逐渐适应处理的污(废)水的水质,也就是训化。培养与驯化的方法有以下几种:
(1)先将生活污水送入滤池,生物膜在滤料上形成后,逐渐投加准备处理的工业废水,对生物膜加以驯化。
(2)将生活污水与待处理的工业废水混合送入滤池,工业废水混入比例逐渐增大,使挂膜与驯化结合起来同时进行。
(3)用其他污水处理厂的活性污泥或生物膜进行接种培养,并以逐渐增大准备处理的工业废水投量的方式加以驯化。
2、活性污泥的培养与驯化
活性污泥法处理污水的首要问题是要在曝气池运行投产前,准备好足够数量具有处理某种污水能力的活性污泥。培养与驯化方法如下:
(1)将附近同类型污水处理厂成熟的活性污泥取来直接使用。该方法最简便。
(2)采用生活污水和粪便水曝气培养,再用需处理的废水驯化。该法较常用但所需时间长。
(3)在用生活污水、粪便水培养活性污泥的同时,逐渐加入待处理的工业废水,使培养与驯化同时进行,缩短驯化时间。
活性污泥培养成熟的标志是:具有良好的凝聚、沉淀性能;污泥中有大量的菌胶团和纤毛类原生动物;菌胶团颜色较浅、无色透明、结构紧密,游离细菌少,固着型纤毛类占优势;可使BOD5去除率达到底0%左右。
(二)污水生物处理对水质的要求
污水生物处理是利用微生物的作用来完成的,因此要给微生物的生长繁殖创造适宜的环境条件。在污水生物处理中,水质条件极重要。
1、pH值 好氧生物处理,pH应保持在6~9范围内。厌氧生物处理,pH应保持在6.5~8之间。PH过低、过高的污水在进入处理装置时应先行调整pH值。在运行期间,pH不能突然变化太大,以防微生物生长繁殖受到抑制或死亡,影响处理效果。
2、温度 一般好氧生物处理要求水温在20~40℃之间。污泥的厌氧消化需利用高温微生物进行厌氧发酵,温度应提高至50~60℃之间。
3、营养 微生物的生长繁殖需要各种营养。好氧微生物群体要求BOD5(C):N:P=100:5:1,厌氧微生物群体要求BOD5(C):N:P=100:6:1。城市生活污水能满足活性污泥的营养要求,但工业废水除有机物外一般缺乏某些养料,特别是N和P,故这类污水进行生物处理时,需要投加生活污水、粪尿、或氮、磷化合物。但如果工业废水不缺营养,切勿添加上述物质,否则会导致反驯化。
此外,尚需要考虑污水所含的有机物浓度过高过低皆不宜。一般来说,好氧生物处理法进水有机质浓度不宜超过BOD5500~1000mg/L,不低于50~100mg/L;厌氧生物处理高浓度有机污水,BOD5可高达5000~10000mg/L甚至20000 mg/L。
4、有毒物质 工业废水中往往含有许多有毒物质,如重金属、H2S、氰、酚等。虽然所有初次接种到某种废水中的微生物群体(活性污泥或生物膜)在培养驯化中都已经历了自然筛选过程,剩下的细菌中绝大部分都是以该种废水中污染物质为主要营养的降解菌,但当污水中的有毒物质超过一定浓度时,仍能破坏微生物的正常代谢。影响污水生物处理效果。因此,对某种污水进行生物处理是,必须根据具体情况确定处理方法,必要时通过试验,以确定生物处理中毒物的容许浓度(表10-2所列数字公供参考)。同时,加强微生物驯化以提高对毒物的碉受力。
5、溶解氧 好氧生物处理要保证供应充足的氧气。否则会使处理效果明显下降,甚至造成局部厌氧分解,使曝气池污泥上浮,生物滤池或生物转盘上的生物膜大量脱落。但溶解氧过多,也不利于生物处理。