『壹』 碳源影响微生物生长的机理急
一种微生物对不同的物质的利用能力是不同的,能利用必然需要相应的酶系和转运能力,这些的有无或者活性的大小直接关系到底物的利用效率。对于不能利用的底物或者利用效率低的底物,微生物生长自然就不良了。
『贰』 细菌对环境的影响
污水净化中的微生物降解
微生物的体积小而表面积大,繁殖速度惊人,能不断地与周围环境快速进行物质交换。污水通过能满足微生物 生长、繁殖条件下的设备,微生物便从污水中获取营养成分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化 。
1.微生物的好氧和厌氧净化
微生物的代谢方式具有多样性,能从污水中摄取淀粉、糖、脂肪、蛋白质等高分子化合物及其他低分子化合物 。
1.1 好氧净化 氧存在条件下,许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化,在把污水中的有机物 氧化分解成CO2、H2O等的过程中,获得C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧净比处理,就是模拟 这种生物净化原理,把微生物置于一定的构筑物内通气培养,达到高效率净化污水的目的。
活性污泥法或生物过滤法处理污水,已是国内外净化污水和工业废水的重要方法。当污水与悬浮的活性污泥接 触时或通过以细菌为主形成的生物膜时,微生物便对污水中的有机物质进行吸附、吞噬、氧化、分解和转化, 从而完成净化污水的过程。
1.2 厌氧净化 微生物在严格厌氧条件下,对有机物质发酵或消化过程中,大部分有机物被分解生成H2、CO2 、H2S和CH4等气体。污水的微生物厌氧净化处理,就是根据污水经厌氧发酵后既得到净化,又获得了生物能 源CH4的原理。微生物细胞能量转移的电子受体,由在好氧条件下的分子氧改变为厌氧条件下的有机物。在厌 氧发酵中,难分解的大分子物质先在微生物的胞外酶(如纤维素酶、果胶酶、脂酶、蛋白酶)作用下,分解为 可溶性物质,再通过非产甲烷氏氧细菌和产氢细菌降解成低分子的有机酸类和醇类,并放出H2和CO2;有机 酸类和醇类在产甲烷细菌作用下,形成H2、CO2和CH4。甲烷细菌还可利用H2还原CO2形成CH4。
厌氧发酵法净化污水在密闭容器内进行,常被广泛应用于用好氧方法难以净化的有机污染物含量高或含不溶性 有机物较多的污水和废水。国内已有在处理造纸、抗菌素发酵的废水中采用此法。
2.微生物在净化某些工业废水中的降解作用
工业废水和废料中所含的物质成分、温度、pH值等差异较大。有些有毒物质可被微生物降解,有些却不易被 降解。
自然界中能降解烃类的微生物有几百种,多数为细菌、酵母菌和真菌,降解是由他们所产生的酶和酶系完成的 。一般来说,直链化合物比支链化合物、饱和化合物比非饱和化合物、脂肪烃比芳香烃容易被较多种类的微生 物降解和同化。直链烃的降解是末端甲基先被氧化形成醇、醛后再生成脂肪酸,由脂肪酸形成醋酸,最后氧化 成CO2和H2O。微生物对单环芳烃及其衍生物的降解与直链烃有些类似。能降解苯和酚的微生物种类很多,有 细菌中的许多属、放线菌等。
氰(腈)是剧毒物质。人们发现对氰有不同程度降解能力的微生物约50种,有茄病镰刀霉、假单孢菌属、诺 卡氏菌属等属。它们能产生一种氰水解酶,把氰中的碳、氮转变为CO2、NH3;镰刀霉还可利用氰作为合成细 胞所需要的碳源和氮源,使污水得到净化和解毒。早有人报道,用珊瑚色诺卡菌降解腈纶废水中的丙烯腈速度 快效果好,1g菌体在25min内可降解250mg丙烯腈。
某些污染物对人体有致癌性,如多环芳烃就是一类致癌性物质。许多细菌能降解多种多环芳烃,如产碱杆菌、 棒状杆菌、诺卡氏菌、假单胞菌属的某些种就能降解蒽和菲。活性污泥中的许多细菌对多环芳烃有较缓慢的降 解作用。硝基化合物对人类也有致癌作用,我国应用肠杆菌、克氏杆菌和假单胞菌等属的细菌,降解制造三硝 基甲苯炸药过程中的污水,效果很好。
塑料、合成纤维等许多制品的废物,生活污水中的洗涤剂、表面活性剂等,都难以利用普通活性污泥中的微生 物进行降解和去除。有人培育出一种体内具有两种酶的假单胞菌O-3号细菌,该菌可利用聚乙烯醇作碳源并 对其进行降解。活性污泥中投入此菌时,能大大提高净化含聚乙烯醇污水的效率。
人们早已能合成有机化合物,但自然界中的微生物体内却未有分解这些人工合成的化合物的酶系。经探索已选 育出一些经过驯化、诱导后具有降解人工合成物质的酶系的特殊功能微生物。例如,2,4-D、DDT等一些农 药,就可以被微生物降解而消除污染。
3.遗传工程菌在净化工业废水中的降解作用
为了提高污水生物净化的效率,人们应用分子遗传学技术不仅对现有的微生物进行改造,而且在研究创造具有 新的特殊功能的微生物。由于分子遗传学的发展,人们发现假单胞杆菌属中许多种的细胞里,具有调控多种性 状的质粒,这些质粒基因控制着烃化合物分解的酶系合成。应用质粒工程技术把分别降解芳烃、多环芳烃、萜 烃的质粒接合到降解酯烃的细菌体内,创造出一种具有多质粒的所谓“超级菌”新菌种。这种菌在消除石油污染 中,不仅能把60%的烃降解,而且只在几小时内就可达到自然菌种要用一年多时间的净化效果。人们采用把 一种细菌的调控还原酶的质粒转移到另一种菌体中的技术,使得到新质粒的细菌对汞的还原能力大大增强。用 这种细菌既解除含汞废水中的汞毒,又可回收到汞。总之,遗传工程菌的研究和应用,必将对生物净化污水起 到变革性作用。
4.污水中微生物种类变化与净化的关系
污水中生活的微生物,由极为适应于污水的多种微生物类群组成。它们在污水中的生物膜上或活性泥中形成一 个小的生态系统和食物链的缩影。食物链中的每一步都有一部分有机物被转变为CO2,使污水逐渐得到净化。
活性污泥中主要有细菌,还有酵母菌、霉菌、单细胞藻类等。此外,还有大量原生动物和少数后生动物。当然 ,污水性质和污染程度的不同,微生物种类和数量会有很大差别。
原生动物中有的种类及数量对水质因素的变化(如氧溶量、pH值等)较敏感,原生动物可以作为指示生物鉴 定污水的污染程度。如草履虫、小口钟虫、板壳虫等大量出现于受重污染和有机物很多的水中,在中度污染和 有机物较多的水中,原生动物种类及数量最多,清彻有机物很少的水则种类也少。
污水中原生动物的种类和数量与生物处理的效果有着密切关系,故又可作为污水处理的指示生物,进行处理效 果的预报。一般说来, 游动鞭毛虫类或自由生活的纤毛虫类占较大优势时,往往说明净化效果较差或废水处于 培育活性污泥初期。当发现有固定纤毛虫类时,活性污泥已经形成。轮虫对水有自净作用。如活性污泥中有大 量轮虫和多种纤毛虫出现,说明净化度较高,污水处理效果好。水蚯蚓对水也有自净作用,其种类与数量随污 染的减轻而减少。在净化效果较好的污水中,还会出现线虫及颤蚯蚓等后生动物。
『叁』 细菌对环境有什么影响
污水净化中的微生物降解
微生物的体积小而表面积大,繁殖速度惊人,能不断地与周围环境快速进行物质交换.污水通过能满足微生物 生长、繁殖条件下的设备,微生物便从污水中获取营养成分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化 .
1.微生物的好氧和厌氧净化
微生物的代谢方式具有多样性,能从污水中摄取淀粉、糖、脂肪、蛋白质等高分子化合物及其他低分子化合物 .
1.1 好氧净化 氧存在条件下,许多好氧微生物通过分解代谢、合成代谢和物质矿物化,在把污水中的有机物 氧化分解成CO2、H2O等的过程中,获得C源、N源、P源、S和能量.污水的微生物好氧净比处理,就是模拟 这种生物净化原理,把微生物置于一定的构筑物内通气培养,达到高效率净化污水的目的.
活性污泥法或生物过滤法处理污水,已是国内外净化污水和工业废水的重要方法.当污水与悬浮的活性污泥接 触时或通过以细菌为主形成的生物膜时,微生物便对污水中的有机物质进行吸附、吞噬、氧化、分解和转化, 从而完成净化污水的过程.
1.2 厌氧净化 微生物在严格厌氧条件下,对有机物质发酵或消化过程中,大部分有机物被分解生成H2、CO2 、H2S和CH4等气体.污水的微生物厌氧净化处理,就是根据污水经厌氧发酵后既得到净化,又获得了生物能 源CH4的原理.微生物细胞能量转移的电子受体,由在好氧条件下的分子氧改变为厌氧条件下的有机物.在厌 氧发酵中,难分解的大分子物质先在微生物的胞外酶(如纤维素酶、果胶酶、脂酶、蛋白酶)作用下,分解为 可溶性物质,再通过非产甲烷氏氧细菌和产氢细菌降解成低分子的有机酸类和醇类,并放出H2和CO2;有机 酸类和醇类在产甲烷细菌作用下,形成H2、CO2和CH4.甲烷细菌还可利用H2还原CO2形成CH4.
厌氧发酵法净化污水在密闭容器内进行,常被广泛应用于用好氧方法难以净化的有机污染物含量高或含不溶性 有机物较多的污水和废水.国内已有在处理造纸、抗菌素发酵的废水中采用此法.
2.微生物在净化某些工业废水中的降解作用
工业废水和废料中所含的物质成分、温度、pH值等差异较大.有些有毒物质可被微生物降解,有些却不易被 降解.
自然界中能降解烃类的微生物有几百种,多数为细菌、酵母菌和真菌,降解是由他们所产生的酶和酶系完成的 .一般来说,直链化合物比支链化合物、饱和化合物比非饱和化合物、脂肪烃比芳香烃容易被较多种类的微生 物降解和同化.直链烃的降解是末端甲基先被氧化形成醇、醛后再生成脂肪酸,由脂肪酸形成醋酸,最后氧化 成CO2和H2O.微生物对单环芳烃及其衍生物的降解与直链烃有些类似.能降解苯和酚的微生物种类很多,有 细菌中的许多属、放线菌等.
氰(腈)是剧毒物质.人们发现对氰有不同程度降解能力的微生物约50种,有茄病镰刀霉、假单孢菌属、诺 卡氏菌属等属.它们能产生一种氰水解酶,把氰中的碳、氮转变为CO2、NH3;镰刀霉还可利用氰作为合成细 胞所需要的碳源和氮源,使污水得到净化和解毒.早有人报道,用珊瑚色诺卡菌降解腈纶废水中的丙烯腈速度 快效果好,1g菌体在25min内可降解250mg丙烯腈.
某些污染物对人体有致癌性,如多环芳烃就是一类致癌性物质.许多细菌能降解多种多环芳烃,如产碱杆菌、 棒状杆菌、诺卡氏菌、假单胞菌属的某些种就能降解蒽和菲.活性污泥中的许多细菌对多环芳烃有较缓慢的降 解作用.硝基化合物对人类也有致癌作用,我国应用肠杆菌、克氏杆菌和假单胞菌等属的细菌,降解制造三硝 基甲苯炸药过程中的污水,效果很好.
塑料、合成纤维等许多制品的废物,生活污水中的洗涤剂、表面活性剂等,都难以利用普通活性污泥中的微生 物进行降解和去除.有人培育出一种体内具有两种酶的假单胞菌O-3号细菌,该菌可利用聚乙烯醇作碳源并 对其进行降解.活性污泥中投入此菌时,能大大提高净化含聚乙烯醇污水的效率.
人们早已能合成有机化合物,但自然界中的微生物体内却未有分解这些人工合成的化合物的酶系.经探索已选 育出一些经过驯化、诱导后具有降解人工合成物质的酶系的特殊功能微生物.例如,2,4-D、DDT等一些农 药,就可以被微生物降解而消除污染.
3.遗传工程菌在净化工业废水中的降解作用
为了提高污水生物净化的效率,人们应用分子遗传学技术不仅对现有的微生物进行改造,而且在研究创造具有 新的特殊功能的微生物.由于分子遗传学的发展,人们发现假单胞杆菌属中许多种的细胞里,具有调控多种性 状的质粒,这些质粒基因控制着烃化合物分解的酶系合成.应用质粒工程技术把分别降解芳烃、多环芳烃、萜 烃的质粒接合到降解酯烃的细菌体内,创造出一种具有多质粒的所谓“超级菌”新菌种.这种菌在消除石油污染 中,不仅能把60%的烃降解,而且只在几小时内就可达到自然菌种要用一年多时间的净化效果.人们采用把 一种细菌的调控还原酶的质粒转移到另一种菌体中的技术,使得到新质粒的细菌对汞的还原能力大大增强.用 这种细菌既解除含汞废水中的汞毒,又可回收到汞.总之,遗传工程菌的研究和应用,必将对生物净化污水起 到变革性作用.
4.污水中微生物种类变化与净化的关系
污水中生活的微生物,由极为适应于污水的多种微生物类群组成.它们在污水中的生物膜上或活性泥中形成一 个小的生态系统和食物链的缩影.食物链中的每一步都有一部分有机物被转变为CO2,使污水逐渐得到净化.
活性污泥中主要有细菌,还有酵母菌、霉菌、单细胞藻类等.此外,还有大量原生动物和少数后生动物.当然 ,污水性质和污染程度的不同,微生物种类和数量会有很大差别.
原生动物中有的种类及数量对水质因素的变化(如氧溶量、pH值等)较敏感,原生动物可以作为指示生物鉴 定污水的污染程度.如草履虫、小口钟虫、板壳虫等大量出现于受重污染和有机物很多的水中,在中度污染和 有机物较多的水中,原生动物种类及数量最多,清彻有机物很少的水则种类也少.
污水中原生动物的种类和数量与生物处理的效果有着密切关系,故又可作为污水处理的指示生物,进行处理效 果的预报.一般说来, 游动鞭毛虫类或自由生活的纤毛虫类占较大优势时,往往说明净化效果较差或废水处于 培育活性污泥初期.当发现有固定纤毛虫类时,活性污泥已经形成.轮虫对水有自净作用.如活性污泥中有大 量轮虫和多种纤毛虫出现,说明净化度较高,污水处理效果好.水蚯蚓对水也有自净作用,其种类与数量随污 染的减轻而减少.在净化效果较好的污水中,还会出现线虫及颤蚯蚓等后生动物.
『肆』 污水处理中的碳源和碱度是什么
碳源是给细菌输送养分的物质
碱度是指水的PH值
『伍』 污水处理厂碳源投加间的碳源指的是什么
污水处理厂碳源投加间的碳源指的是石油烃类。
微生物降解原油的总反应过程如下:微生物+石油烃类(碳源)+营养物(N,P 等)+氧→微生物繁殖+二氧化碳+水+氨及磷酸根等。
生物处理法与物化法相比,具有经济、高效等优点。在处理含油污水时,如果要求排放标准很高则可用生物处理法进行深度处理。在国内胜利、大港、冀东等油田炼油污水处理领域的广泛实践证明,对于大规模污水处理,生化法是一项较为经济实用的有机污水处理方法。
(5)碳源对污水菌是怎么影响的扩展阅读
生活污水成分比较固定,主要含有碳水化合物、蛋白质、氨基酸、脂肪等有机物,比较适合于细菌的生长,成为细菌、病毒生存繁殖的场所;但生活污水一般不含有毒性,且具有一定的肥效,可用来灌溉农田。
农业废水的成分则多种多样,不同的季节,不同的地方,不同发展目标的村镇,其废水需要用不同的处理方法。在处理污水时,为减小污水排放量及其复杂程度,应结合国家正在大力推广的沼气池建设,将生活用水中的冲厕用水(黑水)和其他生活用水(灰水)分开。
灰水用自然净化系统处理,黑水以及人畜粪便经厌氧沼气池处理,不但可以降低污水的排放量、复杂程度和处理费用,而且对发展农村清洁新能源,保护人居环境、促进农村经济社会的可持续发展等具有重要的意义。
『陆』 污水中哪些成分对活性污泥有毒害作用
能够影响微生物生理活动的因素比较多,其中主要有:营养物质、温度、PH值、溶解氧以及有害物质等。
营养物质(C、N、P)
参与活性污泥处理的微生物,活性污泥在其生命活动过程中,需要不断从周围环境的污水中获取其所必须的营养物质,包括:碳源、氮源、无机盐类以及某些生长素等。待处理的污水中必须充分含有这些物质。
碳是构成微生物细胞的重要物质,参与活性污泥处理的微生物对碳源需求量较大,一般以BOD5计,不应低于100mg/L。生活污水碳源比较充足,对于一些碳源不足的工业废水则应补充碳源,如生活污水或是淀粉等。
氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素,氮源可来自N2、NH3、NO3等无机氮化合物,也可以来自蛋白质胨以及氨基酸等有机含氮化合物。生活污水中氮源充足,不需要另行投加;工业废水则应考虑含氮是否充足,必要时可投加尿素。
磷是合成蛋白、卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素,在微生物的代谢和物质转化中起重要作用。辅酶I、辅酶II、磷酸腺苷等都含有磷。微生物主要从无机磷化合物中获取磷。磷源不足将影响酶的活性,从而使微生物的生理功能受到影响。
一般三大营养物质(碳源、氮源、磷源)比例关系为BOD:N:P=100:5:1
溶解氧
参与污水活性污泥处理的是以好氧菌为主体的微生物种群。根据运行经验数据,曝气池中溶解氧浓度以不低于2mg/L为宜(以出口处为准)。局部区域有机污染物浓度高、耗氧速率高,溶解氧浓度不易保持2mg/L,可以有所降低,但不宜低于1mg/L。
"有害物质"
是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机质及有机质,主要有重金属离子(如锌,铜,镍,铅,铬等)和一些非金属化合物(如酚,醛,硫化物等)。
废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理,厌氧活性污泥的性质和组成如下:由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒。呈灰色至黑色,有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用,有一定的沉降性能;颗粒厌氧活性污泥的直径在0.5mm以上。
活性污泥(activesludge)是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。
活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链。最先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌,细菌特别是球状细菌起着最关键的作用,优良运转的活性污泥,是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团。沉降性好,随着活性污泥的正常运行,细菌大量繁殖,开始生长原生动物,是细菌一次捕食者。当出现后生动物时说明处理水质好转标志。其性能指标包括:混合液悬浮固体 (MLSS),污泥沉降比(SV),污泥指数[污泥体积指数(SVI),污泥密度指数(SDI)]。
『柒』 微生物处理污水时要添加哪些碳源
通过16个碳原子和18个碳原子组成…在一般情况下由一个甘油分析和三个脂肪分子联系到一起…
『捌』 污水处理为什么要加碳源
绝大多数市政的污水厂基本都是以活性污泥法中的微生物为处理污水的核心的处理方式,在这种处理方式下,微生物本身的生长需求也就成了采用活性污泥法的污水厂首要解决的问题。微生物本身也是有机生命体,不过是体态及其微小,肉眼无法直接看到而已。但是从这些微生物的生命的延续的本质上,和地球上的人类等大型生命体是没有区别的。它们也是需要食物来维持自身的生长,它们的食物和我们大型生物体的食物成分是一样的,都是来组成自身生命生长需要的有机物。但是它们的食物和我们的大型生物体的食物也有不同,它们需要更直接,更细微的食物来满足自身微小的个体的特殊需求。而溶于水中的有机物就是它们的食物,特别是我们人类生活中排放的污水中的有机污染物是它们最佳的食物。而污水厂里活性污泥中的微生物正是大量吞食污水中的有机污染物才得以生存,生长,繁殖。而所谓的有机物其实就是地球上含碳的化合物,正是这些含有各种各样复杂的碳链的化合物,才组成了地球上丰富多彩的有机体世界。而微生物所需要的有机物,在污水厂里,我们也可以简单的称为碳源。
但是对于微生物来说,并不是所有的污水中的有机污染物都是适合它们生存所需的,特别是它们的生命体的组成是对有机物和氮磷等营养物质要有一个比例关系的。从污水去除有机污染物的微生物需要氮和磷来生长和繁殖。微生物需要氮来形成蛋白质,细胞壁成分和核酸;需要磷来维持生长所需的能量。科学家对这些微生物所需要的这些碳源和营养物质的比例用一个分子式来表示,那就是C5H7NO2P0.074。在采用好氧活性污泥法处理污水时,通常要求水中BOD:N:P的比例对于应该约为100:5:1,这样的比例才能满足活性污泥中的微生物的正常生长。
污水厂的管理的核心在于对污水厂内的微生物的管理,为这些微生物提供充足的营养和环境是每个污水厂运行管理人员需要认真进行的工作。但是由于饮食习惯的地区差异,工业企业的生产废水排放,处理水量的大小等等因素,实际进入污水厂的污水水质中的C:N:P的营养比例并不是按照微生物生长所需的100:5:1的,正是由于进水水质中的比例失衡,才造成了污水厂运行人员对碳源甚至营养物质的探讨。在一些工艺调整人员看来,人工投加的碳源以甲醇,乙酸,葡萄糖,面粉等简单的有机化合物,便于微生物吸收利用,有利于微生物的生长繁殖。因此污水厂内碳源的补充是万能的解药,对于任何工艺问题都要进行碳源的补充,那么碳源真的是万能的么?今天就来探讨下污水厂需要碳源的补充的一些情况。
一、污水厂的活性污泥培养驯化阶段。
作为一个污水厂在初期投产阶段,由于建设的生物池内没有微生物,需要进行微生物的培养聚集和驯化,在这个阶段微生物的生长过程属于对数增殖期,这个阶段的微生物需要大量的碳源来维持自身快速生长。这个阶段正常的城市生活污水中的有机污染物作为碳源就不能满足微生物的生长需求。同时由于生活污水中的碳源是复杂的有机物,往往不能被初期生长的微生物吸收利用。这个阶段为了快速的培养活性污泥,一般会采用投加外界碳源的方式来加快微生物的生长繁殖。
这是由于外加碳源一般是甲醇,乙酸,葡萄糖等易被利用的有机物,便于微生物吸收,从而加快微生物的生长繁殖。在这个阶段的碳源投加主要是为了加快微生物的培养。对于一些营养比例稳定的城市生活污水来说,在没有外加碳源的情况下,微生物也可以培养出来的,不过是时间的快慢问题。因此在培养阶段,要注意分析进水水质的情况,再根据厂内自身的经济条件进行选择碳源的投加,这种碳源的投加一般随着微生物的培养成熟,污水稳定进入厂内就会逐步减少乃至停止。
二、污水厂的进水营养不均衡。
在很多污水厂,特别是收纳范围小,收集人口少,或者是工业废水厂内,污水的碳源营养组成比例和我们通常认为的100:5:1是不吻合的。有些是进水水质受雨污合流,地下水渗流等原因,导致水中的有机污染物质极少,碳源极少,但是氮和磷的含量较高,这样的水质为了处理氮磷达标,需要在生物池内保持一定的活性污泥中的微生物数量,对氮和磷进行降解,这就产生了较低的有机负荷-食微比F/M非常低,极低的食微比F/M会造成活性污泥老化解体,如下图所示,造成出水水质超标。因此在这样的进水环境下,需要对微生物进行碳源的补充,来维持微生物的较高的活性,这时就需要进行碳源的补充。
『玖』 污水处理在培养细菌的过程中水由清变黄的原因和解决方法,期间加入葡萄糖做碳源
变黄是活性污泥活性较好的一个特征啊,没什么问题,是正常现象
『拾』 在污水反硝化中碳源起到什么作用
反硝化细菌生存的必须营养品