微生物基础知识

微生物基础知识

去除废水中的BOD直接有用的微生物的代表是细菌。细菌是最微小的微生物，在形态学上是最简单的。虽然用光学显微镜能确认其存在，但是，一般如果不进行生理学试验就不能鉴定。

在处理污水的活性污泥中存在着大量的原生动物和部分微型后生动物，其重量可占总生物量的5％－10％，由于他们的形体较细菌大的多，借助显微镜可将他们容易区别开来。

根据这些动物的种类，他们的营养物性与净化程度之间的一定关系可来判断系统的运行状况，也就是在处理中起着指标的作用。

第一部分细菌

1.1、细菌的形态和构造

细菌是最小的微生物，形态学上最简单，最低等的单细胞生物。

1.2、细菌细胞的构造

细胞质膜：内外界物质交换的半透膜。

细胞膜（壁）

荚膜

1.3、菌胶团

荚膜物质相融合成一团块，内含许多细菌时，就形成菌胶团。

1.4、菌胶团的作用

①对动物的吞噬起保护作用，同时也增强了微生物对环境的抵抗能力。

②是活性污泥的重要组成部分，它有较强的吸附和氧化有机物的能力。

1.5、菌胶团的效果

活性污泥的处理性能的好坏，可以从菌胶团的含量的多少，大小及结构的紧密程度来判断。

新生的菌胶团：颜色浅，氧化能力强

老化的菌胶团：颜色深，氧化能力弱

第二部分细菌的生理特性

2.1、营养成分：

细菌种类繁多，各种细菌要求的营养物质不尽相同，但是自然界中的所有物质几乎都可以被这种或者那种细菌所利用，甚至对一般机体有害的某些物质也可以被某些细菌所利用。

因此，细菌的营养物质是多种多样的，但是对某一微生物来说，它对营养物质也是有一定要求的。

2.2、呼吸作用

微生物呼吸作用的本质：吸收氧气－氧化体内有机物－释放能量整个呼吸作用包括：氧化反应和还原反应，是氧化与还原的统一。

好氧细菌：需要溶解氧大于2mg/L；兼性细菌：大于0.2－0.3mg/l时进行好氧代谢；厌氧细菌：小于0.2－0.3mg/l时进行厌氧代谢

2.3、影响因素

2.3.1、温度（水温）

温度对微生物有着较大的影响，对于任何一种微生物都有一个最适宜的生长温度。在适宜的温度范围内，温度每升高10℃，酶促反应速率将提高一倍，微生物代谢速率和生长速率均可相应提高。除了最适生长温度外，还有最低生长温度和最高生长温度。

活性污泥系统在水温15-35℃范围内运行时，对处理效果影响不大。在此温度范围内，随着温度的升高，细菌的生长和反应速率将逐渐提高。原生动物的最适温度一般为16-25℃。低温对有机物的去除率也有影响明显，当水温低于13℃时，活性污泥系统处理效果急剧下降，水温低于4℃时，几乎无处理效果。当水温超过35℃时，生物絮体开始破坏，沉降性能下降，当超过40℃时，原生物消失，出水浑浊，当超过43℃时，分散絮体占优势，沉降性能严重恶化。

2.3.2、pH

一般污水处理站设置调节池对pH的高低，具有一定的缓冲能力，但是这个缓冲能力是有限的，当有强酸或强碱水进入时，系统受到极端pH的冲击，会影响细菌代谢过程中酶的活性，造成微生物不消耗溶解氧，溶氧仪显示值直线上升，达到最大量程，处理效果变差，出水恶化。一般控制pH在6-9即可。

2.3.3、营养物质

活性污泥中微生物的生长、繁殖及其代谢活动中需要不断地从废水中吸取所必需的营养物质，用于合成细胞物质，提供细胞生长和代谢的能源和作为产能反应的电子受体。

这些营养物质包括碳源、氮源、磷源和矿物质等。

①碳是构成活性污泥微生物群体的重要元素，是细胞的骨架，细菌体内各种元素所占比例的通式为C5H7NO2，从通式可以看出，碳可占细菌重量的53%。含碳有机物是细菌的重要能源。如果进水中的碳源――BOD5太低将会影响到生化系统的正常运行和处理效果。

②氮是构成微生物体的重要元素，菌体合成蛋白质和核酸都需要氮，氮可占细菌体干重的12.5%。

如果废水中氮的含量不足，氮被微生物用尽后，不能合成新的细胞，则活性污泥不能彻底去除废水中的有机物。废水生物处理氮的需要量按BOD5：N＝100：

5来考虑。

③磷也是微生物需要的营养元素，缺乏磷将限制微生物的生长和有机物的去除。P可占细菌菌体干重的1-2%。废水生物处理中磷的需要量可以按BOD5：P ＝100：1考虑。BOD5：N：P=100：5：1

④盐分：高浓度的无机盐：进水中的盐分超过1%，将对活性污泥中微生物产生明显的抑制作用。如进行生化处理，需先用稀释水将盐分降到0.8%以下才能进行生化处理，将浓度稀释不对微生物抑制的浓度。盐浓度过高对微生物的生长产生抑制作用，主要抑制原因为：盐浓度过高时渗透压高，使微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；高含盐量情况下因盐析作用而使脱氢酶活性降低；高氯离子浓度对细菌有毒害作用；由于水密度增加，活性污泥容易上浮流失

⑤溶解氧：不同细菌对氧有不同的反应。根据细菌与氧的关系，可以把细菌分为好氧细菌、厌氧细菌、兼性厌氧细菌。

好氧细菌进行有氧呼吸，以分子氧作为生物氧化过程的电子受体。需要控制溶解氧在2-4mg/L。

第三部分原生动物及后生动物

在污水处理过程中,微生物和它所处的处理系统的环境条件(如温度、酸碱度、营养物质、毒物浓度和溶解氧等)是相适应的,在处理系统环境条件发生变化时,微生物的种类、数量及其活性也会随之发生相应的变化。

生物相的变化在一定程度上能反映污水处理系统的处理质量及运行状况。

原生动物能用来改善水质、评价和指示污水厂的运行和处理效果。根据原生动物的生物特征及其在不同环境条件下的种属、数量、活性等表现，通过其组成和数量的分析，可以迅速为活性污泥工艺提供有益的指示信息，从而指导污水厂的生产运行。

除原生动物外的其它所有动物全部统称为后生动物。原生动物门是动物界最原始的一门，由单细胞所组成，故有时也称它们为单细胞动物。原生动物个体一般微小，绝大多数仅在2-5mm之间。原生动物生活领域十分广阔，可生活于海水及淡水内，底栖或浮游，但也有不少生活在土壤中或寄生在其它动物体内。

第四部分生物相监测

活性污泥是污水活性污泥处理系统的反应工作主体，是由细菌、微型动物为