污水处理常见微生物与污水处理的关系：
(1) 着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水 BOD5 和浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟 虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而 翻动，其中还夹杂一些爬行的栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活 性污泥。
(2) 小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。
(3) 如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很少时，表明净化作用较差。
(4) 大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。
(5) 如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好， 出水清澈透明，酚类去除率在90% 以上。
(6) 根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。
(7) 如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。
(8) 而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。
(9) 在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。
(10) 过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。
另在一些对原生动物不宜生长的污泥中，主要看菌胶团的大小用数量来判断处理效果。 变形虫（阿米巴）amoeba 。 顾名思义，变形虫是能变形的。不过这种变形也是有限度的。 一些种类的变形虫 能向四外伸出假足，以探查水中的化学成分，决定移动方向。而有些种 类根本没有假足。 他们猎食时覆盖它的猎物， 把猎物裹起来，这样就产生了一个食物泡， 食物泡可以消化吸 收猎物。 大多数变形虫对人体无害，但有几种变形虫能产生人类疾病：阿米巴痢疾，主要发生在贫穷 国家。 变形虫食性广，单细胞藻类，细菌，小原生动物，真菌，有机碎片等皆是它们的食物。 变形虫生命力强，在条件不好时，可以形成一个包囊(休眠体)度过难关。
❷ 废水中微生物多样性的检测有几种方法
solemon23(站内联系TA)有没有水来处理的高手，只源想得到水中微生物多样性程度，比如某水体中微生物多样性达到中度多样性。 现在分子生物学手段比较盛行，PCR，克隆，DGGE等。凡龙(站内联系TA)没有简单方法，只有专业方法，PCR喽bill2064(站内联系TA)可以尝试biolog 但它只针对好氧微生物echo1234(站内联系TA)PCR-DGGE吧 大概可以看出多样性程度 成本相对不高cz200717(站内联系TA)一般的生态分析方法的话，DGGE和RFLP应该都可以。稍微先进点的话就做一下RT-PCR……
❸ 污水处理接触氧化池怎样培菌最好
在工业废水处理工程中常用培养活性污泥（菌种）的方法为：
1. 向好氧池注入清水（同时引入生活污水）至一定水位，并注意水温。
2. 按风机操作规程启动风机，鼓风。
3. 向好氧池投加经过滤的浓粪便水（当粪便水不充足时，可用化粪池和排水沟内的污泥补充。），使得污泥浓度不小于1000mg/L，BOD达到一定数值。
4. 有条件时可投加活性污泥的菌种，加快培养速度。
5. 按照活性污泥培养运行工艺对反应池进行曝气、搅拌、沉降、排水。
6. 通过镜检及测定沉降比、污泥浓度，注意观察活性污泥的增长情况。并注意观察在线PH值、DO的数值变化，及时对工艺进行调整。
7. 测定初期水质及排水阶段上清液的水质，根据进出水NH3-N、BOD、COD、NO3-、NO2-等浓度数值的变化，判断出活性污泥的活性及优势菌种的情况，并由此调节进水量、置换量、粪水、NH4Cl、H3PO4、CH3OH的投加量及周期内时间分布情况。
8. 注意观察活性污泥增长情况，当通过镜检观察到菌胶团大量密实出现，并能观察到原生动物（如钟虫），且数量由少迅速增多时，说明污泥培养成熟，可以进生产废水，进行驯化。
活性污泥的驯化步骤
1. 通过分析确认来水各项指标在允许范围内，准备进水。
2. 开始进入少量生产废水，进入量不超过驯化前 处理能力的20％。同时补充新鲜水、粪便水及NH4Cl。
3. 达到较好处理后，可增加生产废水投加量，每次增加不超过10～20％，同时减少NH4CL投加量。且待微生物适应巩固后再继续增生产废水，直至完全停加NH4Cl。同步监测出水CODcr浓度等指标,并观察混合液污泥性状。在污泥驯化期还要适时排放代谢产物,即泥水分离后上清液。
4. 继续增加生产废水投加量，直至满负荷。满负荷运行阶段,由于池中已培养和保持了高浓度、高活性的足够数量的活性污泥,池中曝气后混合液的MLSS达到5000mg/1,此过程同步监测溶解氧,控制曝气机的运行,并进行污泥的生物相镜检。
调试期间的监测和控制
在调试及运行过程有许多影响处理效果的因素,主要有进水CODcr浓度、pH值、温度、溶解氧等,所以对整个系统通过感官判断和化学分析方法进行监测是必不可少的。根据监测分析的结果对影响因素进行调整，使处理达到最佳效果。
1、温度
温度是影响整个工艺处理的主要环境因素,各种微生物都在特定范围的温度内生长。生化处理的温度范围在10～40℃,最佳温度在20～30℃。任何微生物只能在一定温度范围内生存，在适宜的温度范围内可大量生长繁殖。在污泥培养时，要将它们置于最适宜温度条件下，使微生物以最快的生长速率生长，过低或过高的温度会使代谢速率缓慢、生长速率也缓慢，过高的温度对微生物有致死作用。
2、pH值
微生物的生命活动、物质代谢与pH值密切相关。大多数细菌、原生动物的最适pH值为6.5～7.5，在此环境中生长繁殖最好，它们对pH值的适应范围在4～10。而活性污泥法处理废水的曝气系统中，作为活性污泥的主体，菌胶团细菌在6.5～8.5的pH值条件下可产生较多粘性物质，形成良好的絮状物。
3、营养物质
废水中的微生物要不断地摄取营养物质，经过分解代谢(异化作用)使复杂的高分子物质或高能化合物降解为简单的低分子物质或低能化合物，并释放出能量；通过合成代谢(同化作用)利用分解代谢所提供的能量和物质，转化成自身的细胞物质；同时将产生的代谢废物排泄到体外。
水、碳源、氮源、无机盐及生长因素为微生物生长的条件。废水中应按BOD5∶N∶P=100∶4∶1的比例补充氮源、含磷无机盐，为活性污泥的培养创造良好的营养条件。
4、悬浮物质SS
污水中含有大量的悬浮物,通过预处理悬浮物已大部分去除,但也有部分不能降解,曝气时会形成浮渣层,但不影响系统对污水的处理。
5、溶解氧量DO
好养的生化细菌属于好氧性的。氧对好氧微生物有两个作用：①在呼吸作用中氧作为最终电子受体；②在醇类和不饱和脂肪酸的生物合成中需要氧。且只有溶于水的氧(称溶解氧)微生物才能利用。
在活性污泥的培养中，DO的供给量要根据活性污泥的结构状况、浓度及废水的浓度综合考虑。具体说来，也就是通过观察显微镜下活性污环保泥的结构即成熟程度，测量曝气池混合液的浓度、监测曝气池上清液中CODCr的变化来确定。根据经验，在培养初期DO控制在1～2mg/l，这是因为菌胶团此时尚未形成絮状结构，氧供应过多，使微生物代谢活动增强，营养供应不上而使污泥自身产生氧化，促使污泥老化。在污泥培养成熟期，要将DO提高到3～4mg/l左右，这样可使污泥絮体内部微生物也能得到充足的DO，具有良好的沉降性能。在整个培养过程中要根据污泥培养情况逐步提高DO。
特别注意DO不能过低，DO不足，好氧微生物得不到足够的氧，正常的生长规律将受到影响，新陈代谢能力降低，而同时对DO要求较低的微生物将应运而生，这样正常的生化细菌培养过程将被破坏。
6、混合液MLSS浓度
微生物是生物污泥中有活性的部分,也是有机物代谢的主体,在生物处理工艺中起主要作用,而混合液污泥MLSS的数值即大概能表示活性部分的多少。对高浓度有机污水的生物处理一般均需保持较高的污泥浓度,本工程调试运行期间MLSS范围在:4.4～5.6g/l之间,最佳值为4.8g/l左右。
7、进水CODcr浓度,进水中有机物浓度对处理影响很大。
8、污泥的生物相镜检
活性污泥处于不同的生长阶段,各类微生物也呈现出不同的比例。细菌承担着分解有机物的基本和基础的代谢作用,而原生动物〈也包括后生动物〉则吞食游离细菌。污水调试运行期间出现的微生物种类繁多,有细菌、绿藻等藻类、原生动物和后生动物,原生动物有太阳虫、盖纤虫、累校虫等,后生动物出现了线虫。调试运行后期混合液中固着型纤毛虫,如累校虫的大量存在,说明处理系统有良好的出水水质。
9、污泥指数SVI,正常运行时污泥指数在801/mg左右。
❹ 净水和污水标准检测方法 微生物取样技术
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❺ 污水中BOD测定时，所用稀释水应含有能分解该污水的微生物。 对还是错
LB-50型BOD快速测定仪生化需氧量（BOD5）传统的测定方法时标准稀释法，该方法需要5天分析周期，操作过程烦琐，因而给污水处理及环境检测带来了许多不便。LB50型BOD快速测定仪采用微生物电极法，能快速测定水样中的 BOD值，而且操作简便，测量准确。其原理基于微生物对有机物的耗氧代谢，可在8分钟内完成一个样品的测定，大大缩短了测定所需的时间。该方法符合《水质生化需氧量（BOD）微生物传感器快速测定法》(HJ/T86-2002)要求，在2002年出版发行的《水和废水检测分析方法》（第四版）中列为A类方法。
★测量原理：
当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物收到微生物菌膜中菌种的作用而消耗一定的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度（质量）达到恒定时，此时扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定，因此产生一个恒定的电流。由于恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系，在其线性范围内，消耗的溶解氧与有机物的浓度成正比，溶解氧电极测出溶解氧的减少量，从而计算出BOD值。
❻ 污水治理与微生物
一、生物降解是指由生物催化的复杂化合物的分解过程。而在石油降解中微生物首先通过自身的代谢产生分解酶，裂解重质的烃类和原油，降低石油的粘度，另外在其生长繁殖过程中,能产生诸如溶剂、酸类、气体、表面活性剂和生物聚合物等有效化合物利于驱油，然后由其他的微生物进一步的氧化分解成为小分子而达到降解的目的。
二、海洋中最主要的降解细菌属于:无色杆菌属、不动杆菌属、产碱杆菌属、节杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、棒杆菌属、微杆菌属、微球菌属、假单胞菌属以及放线菌属、诺卡氏菌属。在大多海洋环境中,上述这些细菌是主要降解菌,在真菌中,金色担子菌属、假丝酵母属、红酵母属和掷孢酵母属是最普遍的海洋石油烃降解菌。一些丝状真菌如曲霉属、毛霉属、镰刀霉属和青霉属也应被归入海洋降解菌中。土壤中主要的降解菌除了上面提到的细菌种类外,还包括分枝杆菌属以及大量丝状真菌。曲霉属和青霉属某些种在海洋和土壤两种环境中都有分布。木霉属和被孢霉属某些种是土壤降解菌。
利用微生物对城市垃圾和污水、海洋石油污染等有害物质进行降解日趋广泛，生物脱硫、生物漂白、农药残留的生物降解以及土壤重金属污染的生物富集和清除等技术也将为环境保护带来重大效益
生物除污在环境污染治理中潜力巨大，微生物参与治理则是生物除污的主流。微生物可降解塑料、甲苯等有机物；还能处理工业废水中的磷酸盐、含硫废气以及土壤的改良等。微生物能够分解纤维素等物质，并促进资源的再生利用。对这些微生物开展的基因组研究，在深入了解特殊代谢过程的遗传背景的前提下，有选择性的加以利用，例如找到不同污染物降解的关键基因，将其在某一菌株中组合，构建高效能的基因工程菌株，一菌多用，可同时降解不同的环境污染物质，极大发挥其改善环境、排除污染的潜力。美国基因组研究所结合生物芯片方法对微生物进行了特殊条件下的表达谱的研究，以期找到其降解有机物的关键基因，为开发及利用确定目标。
❼ 生活污水有哪些指示和病原微生物，各有何指示意义检测方法有哪些
生活污水有哪些指示和病原微生物，各有何指示意义
活性污泥中好氧细菌是专性好氧菌,主要组版成菌包权括肠杆菌科的大肠杆菌、产气气杆菌、变形杆菌等,其中菌胶团细菌是细菌类中的主要成分,具有巨大的表面积和一定的粘性,可以在短时间内吸附大量悬浮有机物质和30—90%的重金属离子,因而使细菌充分发挥出氧化分解的作用.另一类丝状真菌因会引起活性污泥密度下降而漂浮出水面流走,使处理效果下降,属有害细菌.对活性污泥影响最大的丝状真菌有球衣细菌、贝氏硫菌、发硫细菌等.真菌不是活性污泥中的正常区系,仅少量存在,除丝状真菌外,还有酵母细胞、霉菌.藻类的种类和数量在活性污泥中很少,主要是因为活性污泥与废水搅动厉害,不便于藻类进行光合作用所致,但在推流式曝气系统中因有良好的透光条件能正常生长.活性污泥中的优势微型动物都是纤毛类原生动物.目前发现有228种,在活性污泥中有一定的净化、絮聚、澄清作用.
❽ 微生物怎样进行污水和垃圾处理
微生物怎样进行污水和垃圾处理
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）
❾ 浅谈如何提高污水水质检测的准确性及稳定性
显然这样的评判是不正确的。文章在详细介绍水质检测结果的目的及影响因素的基础上，指出提高水质检测结果正确性的可行措施。水质检测的直接目的就是要判别断水环境的质量状况。 一、水质检测目的 在自然界中，绝对纯净的水是不存在的。水质监测，换个说法就是监视和测定水体中污染物的种类，及各种污染物的浓度和变化趋势。是一个用以评价水质状况的过程。水质监测的范围十分广泛，既包括未被污染的天然水，也包括已受污染的江、河、湖、海、地下水及各种各样的工业排水。水质监测的主要监测项目从污染物的指标和种类大体可分为两大类: 一类是反映水质状况的综合指标，例如水质的温度、色度、浊度、PH 值、悬浮物和生物需氧量等；另一类是水中含有的一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。以上两类方法不仅可以评判饮用水的水质，也可以客观的评价江河和海洋水质的状况，但是在评价江河湖海水质的质量时，除上述方法外，还必须进行流速和流量的测定。 针对于地表水及地下水，作为检测部门要进行经常性监测，因为这些水源是与我们生命与生活息息相关的重要构成部分，全民的生活及生产需要都离不开这些水源的供给。 水质监测的质量准确在这部分的应用是相当重要和必不可缺的。当然，水质的好坏直接与环境的优劣相辅相成，水质的变化优劣也将在未来导致我们生存环境的日益恶化。以上说明，水质监测的目的并不止仅仅在于为我们的生活生产用水提供保障，长远的目标更是为了环境的管理和科学研究提供数据和依据。 二、检测数据准确性的影响因素 对多种水样进行检测，其中包括海水、中水、湖水、深井水、矿井疏水、水库水、反渗透装置出水(R0产水)、超滤装置出水等并采用不同方法对同种水样进行多次检测，发现不同方法往往带来较大的差异。因此，应针对不同水质选择不同的检测方法，若方法选择不当，会影响到检测结果的准确性。 检测仪器除了要按说明书正确使用外，还要按时送检，这是保证测定结果准确性的关键。 玻璃器皿、试剂、药品等在使用前一定要确认有无被污染。有些药剂经过多人使用后，不可避免带来污染，会对某些测定项目产生影响。 另外在水质检测过程中能够影响水质检测的因素主要有来源因素和类别因素。 1、 类别因素 负责检验水质的人员必须根据不同的水质，采取相应不同的水质监测方法。例如地球地面水质监测方法与地下水质监测方法就各有不同。通常情况下地面水质的收集可以通过对水体的水位流速及流向的变化，一些水体沿岸城市分布、工业化工厂布局、污染源及其排污情况、以及本城市的给排水情况等进行基础资料的收集并实施监测。但是城市地下水质的采集则需要根据不同水质区域内的不同的城市发展和工业分布以及土地利用，特别是要对地下工程的应用来了解查清其中的污水灌溉、排污纳污等情况来进行水样收集。如果检测人员不能正确区别各类水质的差别，也会成为导致影响水质监测的因素之一。 2、 来源因素 来源因素是指进行水质监测的过程中，工作人员如果混淆了被监测的水质来源的情况下，也可能导致无法正确提供解决水质问题的方式方法。比如某个地区的水质已经受到污染，基本上来源可以确分为工业废水和城市污水。就工业废水而言，它的水样采样地点都是在车间或车间处理设备的废水排放口设置采样点。 能测出的一类污染物可能会有汞、镉、砷、铅、有机氯化物等。如果把采样点放在工厂废水总排放口。则是测二类污染物，如悬浮物、硫化物、氰化物，有机磷化合物、硝基苯等。相对于城市污水的监测原理，则是检测部门在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样，然后根据城市污水管的不同位置以及污水进入水体的排放口，也有在污水处理厂的污水进出口处设点，对城市的生活水质进行准确监测处理。因此，工作人员做好对水质进行监测和分析，是最终能获得水质准确结果的关键因素。 三、测数据的质量控制及提高水质检测的准确性措施 1、数据的质量控制 (1)检测之前应确定水样种类，然后根据水样的性质选择分析方法，以增加分析结果的可靠性。 (2)检测过程中重复2次测定，并通过加标回收率试验进行质量控制。这样做虽然增加了工作量，但对数据的准确性起到关键的作用。 (3)检查仪器、玻璃器皿、试剂、药品等是否符合要求，保证所配制药品在正常使用期限内，对使用期限短且易变质的药品应现配现用。 另外，在检测中，需对各项检测指标的原始记录进行规范，各项检测指标应根据相应检测标准进行检测，所有必须填写的信息都应反映到原始记录中。 2、 提高水质的措施(1)检测点污水渗透容易造成地下水的块状污染．在缺乏卫生设施的居民区尤其严重，这时候的水质检测点不但要设在水流的垂直方向上还应该在水流的平行方向上也设置检测点。这样就能够防止污染物在两个方向上的扩散程度。对与渗透度比较小的蓄水层及渗井、渗坑等地区我们的检测点应该设置在距离他们比较近的地方，这样就不容易造成污染。在检测水体的时候，我们要综合考虑污染物的分布和扩散形式，根据地质条件、水源开采情况以及水化学特征等多种因素来确定水质检测点。这就是根据污染源的物理位置来进行水质检测点的选择。 (2)科学的管理方法 科学的管理方法对水质检测结果的正确性有很大的影响。在对传统的水质检测的方法使用的同时，我们要想保证正确的水质检测结果，应该大量使用专业的检测设备仪器。现在的设备仪器功能强大，不但能提高测量数据的准确性、可靠性，还能够实现快速检测的目的。可以大大节省取样、化验
❿ 急急急！！！污水中氮和磷对环境有哪些危害分析生物脱氮除磷过程中不同阶段微生物作用的特点
第1 卷第1 期
2 0 0 0 年2 月
环境污染治理技术与设备
Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control
Vol . 1 , No . 1
Feb . , 2 0 0 0
生物脱氮除磷工艺中的
微生物及其相互关系
X
郭劲松 黄天寅 龙腾锐
(重庆建筑大学城市建设学院,重庆400045)
摘 要
本文着重对近年来脱氮除磷微生物学方面的研究进展进行了综述,分析了生物脱氮除磷
反应器中各类功能微生物间的相互作用关系,营养物代谢机理和对处理效率的贡献,讨论了
脱氮除磷生物学应深入研究的一些问题。
关键词:废水处理 脱氮除磷 微生物
一、前 言
生物方法脱氮除磷由于其处理效率高、运行成本较低、污泥相对易处理,受到广泛重
视。目前已经发展了诸如A/ O、A2/ O、Bardenpho 、UCT、VIP、SBR 及氧化沟等较为成功
的脱氮除磷工艺。在生物脱氮除磷过程中,微生物的种类、数量和代谢活性以及它们之间
相互作用关系所形成的微生态系统的特征,直接影响着废水处理的效率。因此,分析研究
脱氮除磷微生物的种类及其相互作用的关系,对于生物脱氮除磷工艺的优化控制管理和
开发新工艺将会起到重要作用。
二、生物脱氮除磷活性污泥微生物组成
11 脱氮微生物
一般生物废水处理反应器内的微生物都能降解蛋白质、多肽、氨基酸、尿素等含氮化
合物以获得生命活动所需能量和其它小分子物质,并生成氨氮,这个过程称为氨化[1 ] 。
蛋白质的分解过程如下[2 ] :
蛋白质
蛋白酶
蛋白胨
蛋白酶
多肽
肽酶
氨基酸
不同微生物所具有的蛋白酶也不尽相同,如枯草杆菌有明胶酶和酪蛋白酶,而大肠杆
菌没有这两种酶,因此不能分解明胶和酪蛋白。污水中能分解蛋白质的微生物种类很多,
特别是假单胞菌属、牙孢菌属中某些种均能产生蛋白酶。真菌中的曲霉、毛霉和木霉也能
X 本研究得到国家自然科学基金资助(59838300)
&; 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
产生蛋白酶分解蛋白质。
氨基酸被吸收进入微生物细胞后,有的转化为另一种氨基酸用于合成菌体蛋白质或
某些含氮化合物的合成。而另一部分氨基酸的降解主要通过脱氨基和脱羧基两种方式。
由于微生物类型、氨基酸种类与环境条件不同,脱氨方式也不同,主要有:
a. 氧化脱氮:在有氧条件下好氧微生物将氨基酸氧化成酮基酸和氨。
b. 还原脱氮:在厌氧条件下,专性厌氧菌和兼性厌氧菌将氨基酸还原成饱和脂肪酸和
氨。
c. 水解脱氮和减饱和脱氮:不同氨基酸经此两种方式脱氨生成不同的产物。如大肠
杆菌及变形杆菌水解色氨酸,生成吲哚、丙酮酸及氨;粪链球菌使精氨酸产生瓜氨酸;大肠
杆菌、变形杆菌、枯草杆菌和酵母菌等能将半胱氨酸分解为丙酮酸、氨和硫化氢。
硝化反应是在好氧状态下由亚硝酸菌( Nit rosomonas ) 与硝酸菌( Nit robacter) 共同完
成的。亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和硝酸球菌属等,硝酸菌有硝酸杆
菌、螺菌属和球菌属等,两者都属专性好氧菌。硝化细菌几乎生活在所有污水处理过程
中,它们都是革蓝氏染色阴性,具有强烈的好氧性,不能在酸性条件下生长,由于这两类细
菌不需要有机物作为养料,且是通过氧化无机的氮化合物得到所需的能量,故它们是化能
自养型的细菌[3 ] 。亚硝酸菌和硝酸菌以无机化合物CO2 -
3 、HCO -
3 及CO2 等为碳源,以
NH+
4 及NO -
2 为电子供体,O2 为电子受体,使氨氮氧化并合成新细胞,反应式可表示为:
55NH+
4 + 76O2 + 109HCO-
3
亚硝酸菌
C5H7NO2 + 54NO -
2 + 57H2O + 104H2CO3
400NO -
2 + NH+
4 + 4H2CO3 + HCO -
3 + 195O2
硝酸菌
C5H7NO2 + 3H2O + 400NO -
3
污水生物处理系统中微生物在无氧条件下大多具有反硝化能力,常见的有变形杆菌、
微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属等[4 ] 。这些细菌利用硝酸盐中的氧进行呼吸,氧化分
解有机物,将硝态氮还原为N2 或N2O ,其过程如下[5 ] :
NO -
3
硝酸盐还原酶
NO -
2
亚硝酸盐还原酶
NO
氧化氮还原酶
N2O
氧化亚氮还原酶
N2
Payne[6 ] (1973) 系统回顾了具有反硝化能力的废水处理微生物,指出有些类群只具有
硝酸盐还原酶,故只能将NO -
3 还原至NO-
2 ,如无色杆菌属、放线杆菌属、气单胞菌属、琼
脂杆菌属、芽孢杆菌属等;而其它类群由于具有反硝化中的全部酶系,因此能将NO-
3 还
原成N2 ,如微球杆菌属、丙酸杆菌属、螺菌属等。在所有反硝化菌中,有些是专性好氧菌,
有些是兼性厌氧菌。它们在好氧、厌氧或缺氧条件下,即使利用相同的有机基质,但通过
不同的呼吸途径,产生的能量不同,同时细胞产量也不同。此外,少数专性和兼性自养细
菌也能还原硝酸盐,如硫杆菌属细菌能以氢气还原性H2S 等无机物为电子供体,在厌氧
条件下利用NO -
3 作为电子受体来氧化还原性硫。
Kuenen J G等[7 ] (1987) 及Robert son L A. 等[8 ] (1992) 发现,许多异养型硝化细菌能
进行好氧反硝化反应,在产生NO -
3 和NO -
2 的过程中将这些产物还原,这为在同一反应
器中在同一条件下完成生物脱氮提供了可能。Vandegraaf 等[9 ] (1995) 研究发现异养硝
化、好氧反硝化细菌Thiosphaera pantot ropha 能把NH+
4 氧化成NO-
2 ,尔后通过反硝化途
径将NO-
2 (与外源提供的NO -
2 和NO -
3 一起) 还原为N2 ,从而完成脱氮。
1 期 郭劲松等:生物脱氮除磷工艺中的微生物及其相互关系 9
&; 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Mnlder A 等[10 ] (1995) 发现氨确实可以直接作为电子供体进行反硝化反应,并称之
为Anaerobic Ammonium Oxidation (厌氧氨生物氧化) 。Vandegraaf 等[11 ] (1996) 通过研
究,证实了厌氧氨生物氧化是一个微生物过程,在厌氧分批培养中,氨与硝酸盐同时被转
化,仅有微量的亚硝酸盐积累,一旦硝酸盐耗尽,氨转化即停止,但其中起作用的菌属还待
进一步研究。
21 除磷微生物
在有氧条件下摄取磷,在厌氧条件下释放磷原理[12 ,13 ,14 ,15 ] ,目前已被普遍接受。
Fuhs 等[16 ] (1975) 对Baltimore Black River 和Seneca Falls 这两个具有很好除磷效果的污
水厂曝气池中的活性污泥进行检测,发现不动杆菌属( Acinetobacter) 与磷的去除密切相
关。Buchan[17 ] (1983) 研究分析了除磷效果良好的几个试验装置及污水厂的曝气活性污
泥,表明不动杆菌是其中的优势菌种,他认为废水生物除磷过程首先是富集不动杆菌属,
然后通过该菌过量吸收磷达到除磷的目的。此后,Lotter[18 ] (1985) ,Cloete 等[19 ] (1985) ,Bay2
ly 等[20 ] (1989) 和Beacham[21 ] (1990) 也分别在除磷活性污泥中检测到了大量的不动杆菌属。
然而,Brodich 等[22 ] (1983) 发现其生物除磷试验装置活性污泥的微生物中,不动杆菌属是少
数菌属,只占总量的1 %～10 %,而优势菌属为气单胞菌属和假单胞菌属。Hiraishi 等[23 ]
(1989) 比较了生物除磷工艺活性污泥与非除磷工艺活性污泥的微生物组成,发现两者中的
不动杆菌都不占优势,在除磷A/ O 法活性污泥中不动杆菌属只占大约1 %。由此可见不动
杆菌并不是唯一的除磷微生物,还有其它微生物的除磷能力也不容忽视。
Mino[24 ] (1987) 提出内源糖通过EMP 途径(酵解途径) 降解,获得的能量用来吸收醋
酸以合成PHB(聚羟基丁酸盐) ,除磷菌在厌氧段降解内源糖的反应式为:
CH2O + 0. 083C6H10O5 (CH) + 0. 44HPO2 -
3 + 0. 023H2O
1. 33CH1. 5O0. 5 (PHB) + 0. 17CO2 + 0. 44H3PO4
图1 厌氧状态放磷[ 21 ]
在好氧或有NO -
3 存在条件下,因消耗
PHB 及内源碳而建立起的三羧酸循环和呼
吸链产生氢离子,为维持细胞质子动力pmf
的恒定趋向,细胞吸收过量磷,并合成丰富的
Poly - P[25 ] 。除磷菌生化反应模型如图2 所
示。
31 具有反硝化能力的除磷菌(DPB)
在污水生物处理中,生物除磷通常是与
生物脱氮(硝化与反硝化) 工艺一起应用。如
图2 所示,有些除磷菌亦能利用NO -
3 作为电子受体,在吸收磷的同时进行反硝化。许多
研究者[27 ] [28 ,29 ,30 ]在活性污泥系统和实验室培养中发现了具有反硝化能力的除磷菌
(DPB) 。NO -
3 被用来氧化细胞内储存的PHB ,然后以氮分子的形式从废水中排除。这样
引起水体富营养化的氮、磷两大主要元素都被去除。Kuba[31 ] (1994) 发现DPB 除磷能力
与传统A/ O 工艺中普通除磷菌相似,同时也具有建立在内源PHB 和糖类物质(Carbohy2
drate) 基础上类似的生物代谢机理。在特定的条件下,除磷菌具有很强的反硝化能力。
1 0 郭劲松等:生物脱氮除磷工艺中的微生物及其相互关系 1 卷
&; 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
Kuba[32 ] (1997) 在Holten 污水处理厂的研究表明,约有50 %的除磷菌参与了反硝化活动。
图2 好氧/ 缺氧状态吸磷[ 26 ]
三、生物脱氮除磷工艺反应器中微生物关系
一般来说[33 ] ,微生物的相互关系有三种可能:第一,一种微生物的生长和代谢对另一
种微生物的生长产生有利影响,或者相互有利,形成有利关系,如生物间的共生和互生;第
二,一种微生物的生长与代谢对另一种微生物的生长产生不利影响,或者相互有害,形成
有害关系,如微生物间的拮抗、竞争、寄生和捕食;第三,两种微生物生活在一起,两者间发
生无关紧要、没有意义的相互影响,表现出彼此对生长和代谢无明显的有利或有害影响,
形成中性关系,如种间共处。
11 有利关系
微生物之间的有利关系可分为互生关系和共生关系。互生关系是微生物间比较松散
的联合,在联合中可以是一方得利,即一方为另一方提供或改善生活条件,或者是双方都
得利。而共生关系是两种微生物紧密地结合在一起,当这种关系高度发展时,就形成特殊
的共同体,在生理上表现出一定的分工,在组织和形态上产生新的结构。
生物脱氮系统中,互生关系主要表现为在化学水平的协作,即微生物间相互提供生长
因子、代谢刺激物或降解对方的代谢抑制物,平衡pH 值,维持适当的氧化还原电位或消
除中间产物的累积。氨化细菌,亚硝酸菌,硝酸菌及反硝化菌之间就表现为互生关系。在
氮素转化过程中,氨化细菌分解有机氮化合物产生氨,为亚硝酸菌创造了必需的生活条
件,但对氨化细菌则无害也无利。亚硝酸菌氧化氨,生成亚硝酸,又为硝酸菌创造了必要
的生活条件。Chai Sung Gee 等[34 ]研究了亚硝化单胞菌属与硝化杆菌在反应器内的相互
作用,运用悬浮生长实验获得的稳态氨和亚硝酸氧化的数据确定了这两种细菌数量的生
长参数,得出结论:硝化杆菌的活性依赖于硝化杆菌对亚硝化单胞菌的数量比例,而亚硝
化单胞菌的活性则不受两者之间数量比例的影响。可以断定这两个种群之间必然存在着
酶促共栖或生物化学的能量转移。反硝化菌则在厌氧条件下将NO-
3 、NO -
2 还原为N2 气
体,从污水的液相中排出,为亚硝化菌和硝化菌解除抑制因子,同时反硝化过程还提高了
反应器内的碱度,部分地补充了硝化过程所消耗的碱度,有利于反应器内pH 值稳定在硝
化菌活性较大的范围内。