《環(huán)境生物學(xué)》教材配套PPT教學(xué)電子課件

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廢廢水水的的生生物物處處理理的的方方法法很很多多，根根據(jù)據(jù)微微生生物物與與氧氧的的關(guān)關(guān)系系可可分分為為好好氧氧處處理理和和厭厭氧氧處處理理。根根據(jù)據(jù)微微生生物物在在構(gòu)構(gòu)筑筑物物中中處處于于懸懸浮浮狀狀態(tài)態(tài)或或固固著著狀狀態(tài)態(tài)，可可分分為為活活性性污污泥泥法法和和生生物物膜膜法法?；罨钚孕晕畚勰嗄嗪秃蜕锬な莾艋郏◤U）水的工作主體。生物膜是凈化污（廢）水的工作主體。廢水廢水生物處理的基本過程生物處理的基本過程46一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥中的微生物一）好氧活性污泥中的微生物1.好氧活性污泥的組成和性質(zhì)好氧活性污泥的組成和性質(zhì)l好好氧氧活活性性污污泥泥是是由由多多種種多多樣樣的的好好氧氧微微生生物物和和兼兼性性厭厭氧氧微微生生物物（兼兼有有少少量量厭厭氧氧微微生生物物）與與污污（廢廢）水水中中的的有有機(jī)機(jī)和和無無機(jī)機(jī)固固體體物物混混凝凝交交織織在在一一起起所所形形成成的的絮絮狀狀體。體。7組組成成：微微生生物物（好好氧氧、兼兼性性及及少少量量厭厭氧氧）+固固體雜質(zhì)（有機(jī)和無機(jī)）體雜質(zhì)（有機(jī)和無機(jī)）性性質(zhì)質(zhì)：絮絮狀狀，大大小小為為0.02-0.2mm，比比表表面面積積在在20-100cm2/ml；顏顏色色：生生活活污污水水一一般般為為黃黃褐褐色色，工工業(yè)業(yè)污污水水則則與與水質(zhì)有關(guān)；水質(zhì)有關(guān)；含水率在含水率在99%，比重，比重1.002-1.006，具有沉降性能；，具有沉降性能；pH在在6-7，弱酸性，具一定的緩沖能力。，弱酸性，具一定的緩沖能力。82好氧活性污泥的存在狀態(tài)好氧活性污泥的存在狀態(tài)在在完完成成混混合合式式曝曝氣氣池池中中，以以懸懸浮浮狀狀態(tài)態(tài)存存在在，均均勻分布；勻分布；在推流式曝氣池內(nèi)，隨推流方向而有變化。在推流式曝氣池內(nèi)，隨推流方向而有變化。3好氧活性污泥的微生物群落好氧活性污泥的微生物群落l好好氧氧活活性性污污泥泥的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和功功能能的的中中心心是是菌菌膠膠團(tuán)團(tuán),其其主主要要組組成成是是細(xì)細(xì)菌菌。在在其其上上面面生生長長有有其其他他微微生生物物，如如酵酵母母菌菌、霉霉菌菌、放放線線菌菌、藻藻類類、原原生生動動物物及及微型后生動物等。微型后生動物等。94好氧活性污泥中微生物的濃度和數(shù)量好氧活性污泥中微生物的濃度和數(shù)量l常常用用MLSS（混混合合液液懸懸浮浮固固體體）或或MLVSS（混混合液揮發(fā)性懸浮固體）來表示。合液揮發(fā)性懸浮固體）來表示。l一一般般城城市市污污水水處處理理中中，MLSS在在2000-3000mg/L，工工業(yè)業(yè)廢廢水水在在3000mg/L左左右右，高高濃濃度度工工業(yè)業(yè)廢廢水水在在3000-5000 mg/L。l1ml好氧活性污泥中的細(xì)菌數(shù)在好氧活性污泥中的細(xì)菌數(shù)在107-108個。個。10活性污泥法的基本流程活性污泥法的基本流程11初沉池初沉池曝氣池曝氣池二沉池二沉池廢水廢水出水出水回流污泥回流污泥剩余剩余污泥污泥顯微鏡下的活性污泥顯微鏡下的活性污泥12（二）（二）好氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理好氧活性污泥凈化廢水的作用機(jī)理l主要有兩方面的作用主要有兩方面的作用：吸附有機(jī)物吸附有機(jī)物 降解有機(jī)物降解有機(jī)物（三）菌膠團(tuán)的作用（三）菌膠團(tuán)的作用對對有機(jī)物進(jìn)行吸附和氧化分解有機(jī)物進(jìn)行吸附和氧化分解為為原生動物和微型后生動物提供良好的生存環(huán)境原生動物和微型后生動物提供良好的生存環(huán)境具有具有指示作用指示作用13（四）原生動物及微型后生動物的作用（四）原生動物及微型后生動物的作用l原原生生動動物物和和微微型型后后生生動動物物在在污污（廢廢）水水生生物物處處理和水體污染及自凈中起到三方面的作用：理和水體污染及自凈中起到三方面的作用：（1）指示作用）指示作用 （2）凈化作用）凈化作用 （3）促進(jìn)絮凝和沉淀作用）促進(jìn)絮凝和沉淀作用14二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法主要類型：主要類型：生生物物濾濾池池：普普通通生生物物濾濾池池；高高負(fù)負(fù)荷荷生生物物濾濾池池；塔塔式式生物濾池生物濾池生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤生物接觸氧化法（生物接觸氧化法（淹沒式生物濾池）淹沒式生物濾池）1516活性生物濾池活性生物濾池布水器填料17生物轉(zhuǎn)盤生物轉(zhuǎn)盤18（一）好氧生物膜中的微生物一）好氧生物膜中的微生物1好氧生物膜好氧生物膜l好好氧氧生生物物膜膜是是由由多多種種多多樣樣的的好好氧氧微微生生物物和和兼兼性性厭厭氧氧微微生生物物粘粘附附在在生生物物濾濾池池濾濾料料上上或或生生物物轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤盤盤盤片片上上的的一一層層帶帶粘粘性性、薄薄膜膜狀狀的的微微生生物物混混合合群群體。是生物膜法凈化污水的工作主體。體。是生物膜法凈化污水的工作主體。192好氧生物膜中的微生物及其功能好氧生物膜中的微生物及其功能l生物膜生物：生物膜生物：以菌膠團(tuán)為主；凈化和降解作用；以菌膠團(tuán)為主；凈化和降解作用；l膜膜面面生生物物：固固著著型型纖纖毛毛蟲蟲和和游游泳泳型型纖纖毛毛蟲蟲，起起促進(jìn)濾池凈化速度，提高整體效率的作用；促進(jìn)濾池凈化速度，提高整體效率的作用；l濾濾池池掃掃除除生生物物：輪輪蟲蟲、線線蟲蟲、寡寡毛毛類類的的沙沙蠶蠶、顠顠體體蟲蟲等等，起起去去除除濾濾池池內(nèi)內(nèi)的的污污泥泥、防防止止污污泥泥積積聚和堵塞的功能。聚和堵塞的功能。203好氧生物膜的結(jié)構(gòu)好氧生物膜的結(jié)構(gòu)l好好氧氧生生物物膜膜在在濾濾池池內(nèi)內(nèi)分分布布不不同同于于活活性性污污泥泥，生生物物膜膜附附著著在在濾濾料料上上不不動動，廢廢水水自自上上而而下下淋淋灑灑在在生生物物膜膜上上。因因此此，在在濾濾池池的的不不同同高高度度位位置置，由由于于微微生生物物得得到到的的營營養(yǎng)養(yǎng)不不同同，造造成成微微生生物物種種類類和和數(shù)量的不同。數(shù)量的不同。21（二二）好好氧氧生生物物膜膜凈凈化化廢廢水水的的作作用用機(jī)機(jī)理理（以以濾濾池池為為例）例）在在生生物物濾濾池池中中，上上層層生生物物膜膜中中的的生生物物膜膜生生物物（絮絮凝凝性性細(xì)細(xì)菌菌及及其其他他微微生生物物）和和生生物物膜膜面面生生物物（固固著著型型纖纖毛毛蟲蟲、游游泳泳型型纖纖毛毛蟲蟲及及微微型型后后生生動動物物）吸吸附附廢廢水水中中的的大大分分子子有有機(jī)機(jī)物物，將將其其水水解解為為小小分分子子有有機(jī)機(jī)物物。同同時時吸吸收收溶溶解解性性有有機(jī)機(jī)物物和和經(jīng)經(jīng)水水解解的的小小分分子子有有機(jī)機(jī)物物進(jìn)進(jìn)入入體體內(nèi)內(nèi)，并并氧氧化化分分解解之之，微生物利用吸收的營養(yǎng)構(gòu)建自身細(xì)胞微生物利用吸收的營養(yǎng)構(gòu)建自身細(xì)胞。22上上一一層層生生物物膜膜的的代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物流流向向下下一一層層，被被下下一一層層的的生生物物膜膜生生物物吸吸收收氧氧化化。分分解解為為二二氧氧化化碳碳和和水。水。老化的生物膜和游離細(xì)菌被濾池老化的生物膜和游離細(xì)菌被濾池掃除生物吞食掃除生物吞食。23第二節(jié)第二節(jié) 活性污泥絲狀膨脹及其控制對活性污泥絲狀膨脹及其控制對策策24l 用用活活性性污污泥泥法法處處理理廢廢水水，曝曝氣氣池池中中的的活活性性污污泥泥，正正常常情情況況下下是是由由許許多多具具有有絮絮凝凝作作用用的的絮絮凝凝細(xì)細(xì)菌菌菌菌膠膠團(tuán)團(tuán)細(xì)細(xì)菌菌占占優(yōu)優(yōu)勢勢，輔輔以以少少量量的的絲絲狀狀細(xì)細(xì)菌菌，大量鐘蟲類的固著型纖毛蟲、旋轉(zhuǎn)蟲等組成。大量鐘蟲類的固著型纖毛蟲、旋轉(zhuǎn)蟲等組成。l由由于于某某些些環(huán)環(huán)境境條條件件的的變變化化，污污泥泥會會發(fā)發(fā)生生膨膨脹脹現(xiàn)現(xiàn)象象（可可分分為為由由絲絲狀狀細(xì)細(xì)菌菌引引起起的的絲絲狀狀膨膨脹脹污污泥泥和和由由非非絲絲狀狀細(xì)細(xì)菌菌引引起起的的菌菌膠膠團(tuán)團(tuán)膨膨脹脹污污泥泥，而而又又以以絲絲狀狀膨膨脹脹污污泥泥較較為為普普遍遍），此此時時，二二沉沉池池中中會會發(fā)發(fā)生生泥泥水水分分離離困困難難，池池面面飄飄泥泥嚴(yán)嚴(yán)重重，造造成成出出水水水質(zhì)極差。水質(zhì)極差。2526（一）活性污泥絲狀膨脹的致因微生物（一）活性污泥絲狀膨脹的致因微生物l由由于于絲絲狀狀細(xì)細(xì)菌菌極極度度生生長長引引起起的的活活性性污污泥泥膨膨脹脹稱稱為為活活性性污污泥泥絲絲狀狀膨膨脹脹?；罨钚孕晕畚勰嗄嘟z絲狀狀膨膨脹脹的的致致因因微微生生物物種種類類很很多多，常常見見的的有有：諾諾卡卡氏氏菌菌屬屬、浮浮游游球球衣衣菌菌、微微絲絲菌菌屬屬、發(fā)發(fā)硫硫菌菌屬屬、貝貝日日阿阿托托氏菌屬等。氏菌屬等。2728絲狀菌生長占優(yōu)勢的活性污泥絲狀菌生長占優(yōu)勢的活性污泥29（二）活性污泥絲狀膨脹的成因（二）活性污泥絲狀膨脹的成因l活活性性污污泥泥絲絲狀狀膨膨脹脹的的成成因因有有環(huán)環(huán)境境因因素素和和微微生生物物因素。主導(dǎo)因素是因素。主導(dǎo)因素是絲狀微生物絲狀微生物過度生長。過度生長。l環(huán)境因素環(huán)境因素促進(jìn)絲狀微生物促進(jìn)絲狀微生物過度生長。包括：過度生長。包括：溫溫度度、溶溶解解氧氧、可可溶溶性性有有機(jī)機(jī)物物及及其其種種類類、有有機(jī)機(jī)物濃度（或有機(jī)負(fù)荷）等。物濃度（或有機(jī)負(fù)荷）等。pH值的變化也可能會引起活性污泥絲狀膨脹。值的變化也可能會引起活性污泥絲狀膨脹?？偪傊?，引引起起活活性性污污泥泥絲絲狀狀膨膨脹脹的的原原因因是是比比較較復(fù)復(fù)雜雜的的，要要具具體體問問題題具具體體分分析析，然然后后采采取取相相應(yīng)的措施予以控制。應(yīng)的措施予以控制。30二、控制活性污泥絲狀膨脹的對策二、控制活性污泥絲狀膨脹的對策l解解決決活活性性污污泥泥絲絲狀狀膨膨脹脹的的問問題題，從從根根本本上上說說是是要要控控制引起絲狀微生物的過度生長的具體環(huán)境因子。制引起絲狀微生物的過度生長的具體環(huán)境因子。1控制控制溶解氧：在溶解氧：在2mg/L以上以上2控制有機(jī)控制有機(jī)負(fù)荷：負(fù)荷：BOD污泥負(fù)荷在污泥負(fù)荷在0.20.3kg/kgMLSS.d為宜。為宜。3改革工藝改革工藝 如二沉池采用氣浮法等如二沉池采用氣浮法等31第三節(jié)第三節(jié) 厭氧生物處理中的微生物群落厭氧生物處理中的微生物群落 高濃度有機(jī)廢水或剩余活性污泥多用厭氧消化法高濃度有機(jī)廢水或剩余活性污泥多用厭氧消化法處理。高濃度有機(jī)廢水還可用有機(jī)光合細(xì)菌處理。處理。高濃度有機(jī)廢水還可用有機(jī)光合細(xì)菌處理。32一、厭氧消化甲烷發(fā)酵一、厭氧消化甲烷發(fā)酵l沼沼氣氣發(fā)發(fā)酵酵，已已有有多多年年的的研研究究歷歷史史，常常用用于于將將城城市市的的垃垃圾圾、糞糞便便、污污水水、工工業(yè)業(yè)廢廢水水及及生生物物處處理理的的剩剩余余污污泥泥等等的的處處理理，并并從從中中獲獲得得可可燃燃性性氣氣體體沼沼氣氣（甲甲烷，烷，CH4）。常用的構(gòu)筑物為發(fā)酵罐或消化池。）。常用的構(gòu)筑物為發(fā)酵罐或消化池。l甲甲烷烷發(fā)發(fā)酵酵的的微微生生物物群群落落與與有有氧氧環(huán)環(huán)境境中中的的不不同同，它它們們是是由由分分解解蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)、脂脂肪肪、淀淀粉粉、纖纖維維素素等等的的專專性性厭厭氧菌和兼性厭氧菌及專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌等氧菌和兼性厭氧菌及專性厭氧的產(chǎn)甲烷菌等組成。組成。33甲烷發(fā)酵理論與機(jī)制（四階段理論）：甲烷發(fā)酵理論與機(jī)制（四階段理論）：第一階段：第一階段：水解和發(fā)酵性細(xì)菌水解和發(fā)酵性細(xì)菌群群 將將復(fù)復(fù)雜雜有有機(jī)機(jī)物物如如纖纖維維素素、淀淀粉粉等等水水解解為為單單糖糖后后，再再酵酵解解為為丙丙酮酮酸酸；將將蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)水水解解為為氨氨基基酸酸，脫脫氨氨基基后后成成有有機(jī)機(jī)酸酸和和氨氨；將將脂脂類類水水解解為為各各種種低低級級脂脂肪肪酸酸和和醇醇，如如乙乙酸酸、丙丙酸酸、丁丁酸酸、長長鏈鏈脂脂肪肪酸、乙醇、二氧化碳、氫、氨和硫化氫等。酸、乙醇、二氧化碳、氫、氨和硫化氫等。第二階段：第二階段：產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)產(chǎn)氫和產(chǎn)乙酸細(xì)菌群菌群 把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和氫氣。把第一階段的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為乙酸和氫氣。34第第三三階階段段：兩兩組組生生理理特特性性不不同同的的專專性性厭厭氧氧的的產(chǎn)產(chǎn)甲烷菌群甲烷菌群 一一組組將將氫氫氣氣和和二二氧氧化化碳碳（或或一一氧氧化化碳碳）合合成成甲甲烷烷；另另一一組組將將乙乙酸酸脫脫羧羧生生成成甲甲烷烷和和二二氧氧化化碳碳，或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解為甲烷。或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解為甲烷。第四階段：同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌第四階段：同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌 將氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙酸將氫氣和二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙酸35l厭厭氧氧活活性性污污泥泥：由由兼兼性性厭厭氧氧菌菌和和專專性性厭厭氧氧菌菌與與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)交織在一起形成的顆粒污泥。廢水中的有機(jī)雜質(zhì)交織在一起形成的顆粒污泥。l厭厭氧氧活活性性污污泥泥的的微微生生物物種種類類、組組成成、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)及及污污泥泥顆顆粒粒等等性性質(zhì)質(zhì)，與與厭厭氧氧消消化化處處理理的的效效果果好好壞壞有有很大關(guān)系。很大關(guān)系。36二、光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水二、光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水lBOD5在在10000mg/L以以上上的的高高濃濃度度有有機(jī)機(jī)廢廢水水（濃濃糞糞便便水水、豆豆制制品品廢廢水水、食食品品加加工工廢廢水水、屠屠宰宰廢廢水水等等）可用有機(jī)光合細(xì)菌（可用有機(jī)光合細(xì)菌（PSB）處理。）處理。l利利用用光光合合細(xì)細(xì)菌菌處處理理的的BOD5 去去除除效效果果可可達(dá)達(dá)95%，甚甚至達(dá)至達(dá)98%。l常常用用的的有有機(jī)機(jī)光光合合細(xì)細(xì)菌菌有有：紅紅螺螺菌菌科科的的紅紅螺螺菌菌屬屬、紅紅假單胞菌屬和紅微菌屬。假單胞菌屬和紅微菌屬。37三、含硫酸鹽廢水的厭氧微生物處理三、含硫酸鹽廢水的厭氧微生物處理l高濃度的高濃度的SO42-對微生物有毒害作用。對微生物有毒害作用。l去除的方法有：去除的方法有：化化學(xué)學(xué)法法：加加CaO和和Ca(OH)2生生成成CaSO4沉沉淀淀，若若加加少量的少量的FeCL3，效果更佳。，效果更佳。厭厭氧氧微微生生物物方方法法：用用SBR法法，利利用用在在厭厭氧氧條條件件下下，硫硫酸酸鹽鹽還還原原菌菌發(fā)發(fā)生生反反硫硫化化作作用用，以以SO42-為為最最終終電電子子受受體體，利利用用有有機(jī)機(jī)物物為為供供氫氫體體，將將SO42-還還原原成成H2S從水中溢出。從水中溢出。38第四節(jié)第四節(jié) 廢水的廢水的生物脫氮和除磷生物脫氮和除磷39一、一、廢水脫氮除磷的目的意義廢水脫氮除磷的目的意義l氮氮磷磷物物質(zhì)質(zhì)進(jìn)進(jìn)入入水水體體，就就會會造造成成很很大大的的危危害害，其其中中最最大大的的問問題題就就是是引引起起水水體體富富營營養(yǎng)養(yǎng)化化。因因此此，廢廢水水的的除除磷磷脫脫氮氮十十分分重重要要，尤尤其其是是當(dāng)當(dāng)廢廢水水處處理理后后被被排排入入一一些些湖泊、海灣等敏感水體時。湖泊、海灣等敏感水體時。40二、二、廢水生物脫氮原理及工藝廢水生物脫氮原理及工藝 1.生物脫氮原理生物脫氮原理l生生物物脫脫氮氮首首先先是是利利用用好好氧氧過過程程，由由亞亞硝硝化化細(xì)細(xì)菌菌和和硝硝化化細(xì)細(xì)菌菌將將廢廢水水中中的的NHNH3 3轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化成成NONO3 3-N N，再再利利用用缺缺氧氧段段經(jīng)經(jīng)反反硝硝化化作作用用，將將NONO3 3-N N還還原原成成氮氮?dú)鈿猓∟ N2 2），溢溢出出水水面面釋釋放放到到大大氣氣中中，從從而而減減少少水水中中的的含含氮氮物物質(zhì)質(zhì)，降低對水體的潛在威脅。降低對水體的潛在威脅。412.參與生物脫氮的微生物參與生物脫氮的微生物(1)1)硝化作用段微生物硝化作用段微生物l亞亞硝硝化化細(xì)細(xì)菌菌和和硝硝化化細(xì)細(xì)菌菌在在自自然然界界廣廣泛泛分分布布，在在土土壤壤、淡淡水水、海海水水和和污污水水處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)中中均均有有發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)。它們是革蘭氏陰性的好氧菌，營化能無機(jī)營養(yǎng)。它們是革蘭氏陰性的好氧菌，營化能無機(jī)營養(yǎng)。(2)(2)反硝化作用段微生物反硝化作用段微生物l反反硝硝化化細(xì)細(xì)菌菌是是所所有有能能以以NONO3 3-為為最最終終電電子子受受體體，將將HNOHNO3 3還還原原成成N N2 2的的細(xì)細(xì)菌菌總總稱稱。它它包包括括許許多多種種類類的的細(xì)細(xì)菌。菌。423.脫氮的工藝脫氮的工藝lA/OA/O、A A2 2/O/O、A A2 2O O2 2及及SBRSBR等等均均能能取取得得較較好好的的脫脫氮氮效效果果。經(jīng)經(jīng)過過厭厭氧氧-好好氧氧或或缺缺氧氧-好好氧氧的的合合理理組組合合，既能除去既能除去CODCOD和和BODBOD，又能進(jìn)行脫氮，還能除磷。，又能進(jìn)行脫氮，還能除磷。43圖圖 A A、B B兩種排列的兩種排列的A/OA/O系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖N-N-硝化，硝化，DN-DN-反硝化，反硝化，S-S-沉淀池沉淀池44三、三、廢水生物除磷原理及工藝廢水生物除磷原理及工藝 1.生物除磷原理生物除磷原理l某某些些微微生生物物在在好好氧氧時時能能大大量量吸吸收收磷磷酸酸鹽鹽合合成成自自身身核核酸酸和和ATPATP，并并且且能能逆逆濃濃度度過過量量吸吸磷磷合合成成貯貯能能的的多多磷磷酸酸鹽鹽顆顆粒粒（異異染染粒粒和和PHBPHB）在在體體內(nèi)內(nèi)，供供其其內(nèi)內(nèi)源源呼呼吸吸用。這些細(xì)菌稱為聚磷菌用。這些細(xì)菌稱為聚磷菌(PAO)(PAO)。45l在在厭厭氧氧條條件件下下，聚聚磷磷菌菌在在分分解解體體內(nèi)內(nèi)的的聚聚合合磷磷酸酸鹽鹽的的同同時時產(chǎn)產(chǎn)生生ATPATP，并并利利用用ATPATP將將廢廢水水中中的的脂脂肪肪酸酸等等有有機(jī)機(jī)物物攝攝入入細(xì)細(xì)胞胞，以以PHBPHB（聚聚羥羥基基丁丁酸酸）及及糖糖原原等等有有機(jī)機(jī)顆顆粒粒的的形形式式貯貯存存于于細(xì)細(xì)胞胞內(nèi)內(nèi)，同同時時將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出細(xì)胞。將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出細(xì)胞。l然然后后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)入入好好氧氧環(huán)環(huán)境境，聚聚磷磷菌菌又又能能利利用用聚聚羥羥基基丁丁酸酸鹽鹽所所釋釋放放的的能能量量來來攝攝取取廢廢水水中中的的磷磷，并并合合成聚磷酸鹽貯存在細(xì)胞內(nèi)。成聚磷酸鹽貯存在細(xì)胞內(nèi)。46l一一般般來來說說，微微生生物物在在增增殖殖過過程程中中，好好氧氧攝攝取取的的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多。磷比在厭氧條件下所釋放的磷多。l因因此此，如如果果能能創(chuàng)創(chuàng)造造厭厭氧氧、缺缺氧氧和和好好氧氧條條件件的的交交替替，讓讓聚聚磷磷菌菌首首先先在在厭厭氧氧條條件件下下釋釋放放磷磷，然然后后在在好好氧氧條條件件下下充充分分過過量量地地吸吸磷磷，爾爾后后通通過過排排泥泥，就可以達(dá)到從廢水中去除磷物質(zhì)的目的。就可以達(dá)到從廢水中去除磷物質(zhì)的目的。472.2.參與生物除磷的微生物參與生物除磷的微生物l具具有有聚聚磷磷能能力力的的微微生生物物目目前前所所知知絕絕大大多多數(shù)數(shù)是是細(xì)細(xì)菌菌。聚聚磷磷的的活活性性污污泥泥是是由由許許多多好好氧氧異異氧氧菌菌、厭厭氧氧異異氧氧菌菌和和兼兼性性厭厭氧氧菌菌組組成成。實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)上上是是產(chǎn)產(chǎn)酸酸菌菌（統(tǒng)稱）和聚磷菌的混合群體。（統(tǒng)稱）和聚磷菌的混合群體。l從從種種類類上上來來看看，聚聚磷磷能能力力強(qiáng)強(qiáng)、數(shù)數(shù)量量占占優(yōu)優(yōu)勢勢的的有有不不動動桿桿菌菌屬屬（莫莫拉拉氏氏菌菌群群）、假假單單胞胞菌菌屬屬、氣氣單單胞胞菌菌屬屬和和黃黃桿桿菌菌屬屬等等6060多多種種。硝硝化化桿桿菌菌中中的的亞亞硝硝化化桿桿菌菌屬屬、亞亞硝硝化化球球菌菌屬屬、亞亞硝硝化化葉葉菌菌屬屬和硝化桿菌屬、硝化球菌屬等也具有聚磷能力。和硝化桿菌屬、硝化球菌屬等也具有聚磷能力。483.3.生物除磷的工藝生物除磷的工藝l人人們們開開發(fā)發(fā)研研究究出出多多種種廢廢水水生生物物除除磷磷工工藝藝，這這些些工工藝藝在在去去除除廢廢水水中中磷磷的的同同時時，還還能能有有效效去去除除水水中中的的有有機(jī)機(jī)物物和和進(jìn)進(jìn)行行硝硝化化或或脫脫氮氮作作用用。按按照照運(yùn)運(yùn)行行方方式式，可可分分為為連連續(xù)續(xù)式式和和間間歇歇式式（序序批批式式）兩兩類類。常常見見的的生生物物除除磷磷工工藝藝有有：BardenphoBardenpho生生物物除除磷磷工工藝藝、PhoredoxPhoredox工工藝藝、A/OA/O及及A A2 2/O/O、UCTUCT工工藝藝、VIPVIP工藝、旁流除磷的工藝、旁流除磷的PhostripPhostrip工藝、工藝、SBRSBR等。等。49圖圖 A/OA/O工藝流程示意圖（除磷）工藝流程示意圖（除磷）50A A2 2/O/O工藝流程示意圖工藝流程示意圖51第五節(jié)第五節(jié) 固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落固體廢棄物的微生物處理及其微生物群落 目目前前垃垃圾圾處處理理的的方方法法主主要要有有：堆堆肥肥法法、填填埋埋法法和和焚焚燒燒法法。其其中中堆堆肥肥法法和和填填埋埋法法為為生生物物處處理理方方法法，用以處理可生物降解的有機(jī)固體廢棄物。用以處理可生物降解的有機(jī)固體廢棄物。一、一、堆肥法堆肥法（一）概念（一）概念堆堆肥肥化化使使依依靠靠自自然然界界廣廣泛泛分分布布的的細(xì)細(xì)菌菌、放放線線菌菌和和真真菌菌等等微微生生物物，有有控控制制地地促促進(jìn)進(jìn)可可生生物物降降解解的的有有機(jī)機(jī)物物向向穩(wěn)穩(wěn)定定的的腐腐殖殖質(zhì)質(zhì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化的的過過程程。堆堆肥肥是是堆堆肥肥化化的的產(chǎn)產(chǎn)品品。堆堆肥肥是是優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)的的土土壤壤改改良良劑劑和和農(nóng)農(nóng)肥肥。堆堆肥肥法法就就是是利利用用堆堆肥肥化化過過程程來來處處理理城城市市的的生生活活垃垃圾圾及及其其他有機(jī)固體廢棄物的方法。他有機(jī)固體廢棄物的方法。52（二）好氧堆肥（二）好氧堆肥好好氧氧堆堆肥肥在在通通氣氣條條件件下下，利利用用好好氧氧微微生生物物分分解解大大分分子子有有機(jī)機(jī)固固體體廢廢棄棄物物為為小小分分子子有有機(jī)機(jī)物物，部部分分有有機(jī)機(jī)物物被被礦礦化化成成無無機(jī)機(jī)物物。在在好好氧氧堆堆肥肥過過程程中中，會會釋釋放放出出大大量量的的熱熱能能，使使溫溫度度升升高高，可可達(dá)達(dá)50-65，甚甚至至80-90，最最后后有有機(jī)機(jī)固固體體廢廢棄物被完全腐熟成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。棄物被完全腐熟成穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。在在整整個個堆堆肥肥過過程程中中，有有微微生生物物的的演演替替，各各類類微微生生物物分分別別作作用用。堆堆肥肥工工藝藝有有：靜靜態(tài)態(tài)堆堆肥肥工工藝藝、高高溫溫動動態(tài)態(tài)堆堆肥肥工工藝藝、立立倉倉式式堆堆肥肥工工藝藝、滾滾筒筒式堆肥工藝等。式堆肥工藝等。53二、二、衛(wèi)生填埋法及滲濾液衛(wèi)生填埋法及滲濾液 衛(wèi)衛(wèi)生生填填埋埋法法是是在在堆堆肥肥法法的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上發(fā)發(fā)展展起起來來的的，其其處處理理原原理理與與厭厭氧氧堆堆肥肥原原理理相相同同，均均利利用用好好氧氧微微生物、兼性厭氧微生物和厭氧微生物處理。生物、兼性厭氧微生物和厭氧微生物處理。衛(wèi)衛(wèi)生生填填埋埋要要求求采采取取各各種種預(yù)預(yù)防防措措施施，以以盡盡量量減減少少填埋場地對周圍環(huán)境、大氣和地下水源的污染。填埋場地對周圍環(huán)境、大氣和地下水源的污染。54圖 衛(wèi)生填埋場示意圖（引自馬文漪，楊柳燕.環(huán)境微生物工程.南京：南京大學(xué)出版社，1998）55第六節(jié)第六節(jié) 廢氣的生物處理廢氣的生物處理一、一、廢氣的處理方法廢氣的處理方法 廢廢氣氣的的處處理理方方法法有有物物理理和和化化學(xué)學(xué)的的方方法法，如如吸吸附附、吸吸收收、氧氧化化及及等等離離子子體體轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化等等。也也有有生生物物法法，生生物法是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。物法是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。生物凈化有植物凈化法和微生物凈化法。生物凈化有植物凈化法和微生物凈化法。植植物物凈凈化化法法就就是是利利用用植植物物吸吸收收和和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化大大氣氣中中的的污污染物，包括二氧化碳，放出氧氣清潔空氣。染物，包括二氧化碳，放出氧氣清潔空氣。微微生生物物凈凈化化法法是是利利用用處處理理裝裝置置對對氣氣態(tài)態(tài)污污染染物物進(jìn)進(jìn)行行處處理理，如如生生物物吸吸收收池池、生生物物洗洗滌滌池池、生生物物滴滴濾濾池池和生物過濾池。和生物過濾池。56生物吸收裝置流程 57二、二、含硫惡臭污染物及含硫惡臭污染物及NH3、CO2的微生物處理的微生物處理（一）含硫惡臭污染物的凈化（一）含硫惡臭污染物的凈化l如如H2S、甲甲硫硫醇醇、二二甲甲基基硫硫醚醚、二二甲甲基基二二硫硫醚醚和和二二甲甲基基亞亞礬礬等等。有有許許多多細(xì)細(xì)菌菌能能對對含含硫硫惡惡臭臭污污染染物物進(jìn)進(jìn)行行凈化。凈化。（二）（二）NH3、CO2的凈化的凈化l將將NH3溶溶于于水水中中成成NH4+，通通入入生生物物滴滴濾濾池池，利利用用硝硝化作用將其氧化成化作用將其氧化成NO2-和和NO3-。l對于對于CO2，利用植物和藻類，光合作用同化。，利用植物和藻類，光合作用同化。58（三）揮發(fā)性有機(jī)物的生物處理（三）揮發(fā)性有機(jī)物的生物處理l包包括括苯苯及及其其衍衍生生物物、酚酚及及其其衍衍生生物物、醇醇類類、醛醛類類、酮酮類類、脂脂肪肪酸酸等等。揮揮發(fā)發(fā)性性有有機(jī)機(jī)物物中中有有許許多多是是“三致三致”物質(zhì)。物質(zhì)。l揮揮發(fā)發(fā)性性有有機(jī)機(jī)物物的的生生物物處處理理設(shè)設(shè)備備較較多多的的是是生生物物滴滴濾池法。濾池法。59第七節(jié)第七節(jié) 環(huán)境監(jiān)測與微生物環(huán)境監(jiān)測與微生物 l利利用用生生物物在在該該環(huán)環(huán)境境中中的的反反映映來來確確定定環(huán)環(huán)境境的的綜綜合合質(zhì)質(zhì)量量，無無疑疑是是最最理理想想和和最最重重要要的的手手段段。由由于于微微生生物物的的特特點(diǎn)點(diǎn)，它在生物監(jiān)測中起著十分重要的作用。它在生物監(jiān)測中起著十分重要的作用。60一、一、水體污染的生物檢驗水體污染的生物檢驗l水體污染的生物檢驗主要有以下幾個方面：水體污染的生物檢驗主要有以下幾個方面：利用指示生物檢驗利用指示生物檢驗 利用利用水生生物群落結(jié)構(gòu)的變化來檢驗利用利用水生生物群落結(jié)構(gòu)的變化來檢驗 水污染的生物測試水污染的生物測試l既既利利用用水水生生生生物物受受到到污污染染物物的的毒毒害害所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的生生理理機(jī)機(jī)能能的的變變化化，檢檢驗驗水水質(zhì)質(zhì)污污染染的的狀狀況況，這這種種方方法法可可以以檢檢驗驗水水體體的的單單因因素素污污染染。對對檢檢驗驗復(fù)復(fù)合合污污染染也也能能收收到到良良好的效果。好的效果。61二、利用微生物檢測環(huán)境毒性的方法二、利用微生物檢測環(huán)境毒性的方法l利用微生物可以有效地檢測環(huán)境毒性。利用微生物可以有效地檢測環(huán)境毒性。(1)Ames(1)Ames氏法氏法l鼠鼠傷傷寒寒沙沙門門氏氏菌菌 (Salmonella Salmonella typhinariumtyphinarium)的的組組氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株發(fā)生回復(fù)突變氨酸營養(yǎng)缺陷型菌株發(fā)生回復(fù)突變62(2)發(fā)光細(xì)菌檢測法發(fā)光細(xì)菌檢測法l發(fā)發(fā)光光細(xì)細(xì)菌菌在在合合適適培培養(yǎng)養(yǎng)條條件件下下會會發(fā)發(fā)出出藍(lán)藍(lán)色色的的可可見見光光，當(dāng)當(dāng)它它接接觸觸有有毒毒污污染染物物時時，細(xì)細(xì)菌菌的的新新陳陳代代謝謝受受到到影影響響，發(fā)發(fā)光光強(qiáng)強(qiáng)度度減減弱弱或或熄熄滅滅，發(fā)發(fā)光光細(xì)細(xì)菌菌發(fā)發(fā)光光強(qiáng)強(qiáng)度度的的變變化化可可用用發(fā)發(fā)光光檢檢測測儀儀測測定定出出來來。在在一一定定范范圍圍內(nèi)內(nèi)，有有毒毒物物濃濃度度大大小小與與發(fā)發(fā)光光細(xì)細(xì)菌菌發(fā)發(fā)光光強(qiáng)強(qiáng)度度變變化化成成一一定定比比例例關(guān)關(guān)系系。因因此此可可以以通通過過發(fā)發(fā)光光細(xì)細(xì)菌來檢測環(huán)境中的有毒污染物質(zhì)。菌來檢測環(huán)境中的有毒污染物質(zhì)。l發(fā)發(fā) 光光 細(xì)細(xì) 菌菌 應(yīng)應(yīng) 用用 最最 多多 的的 是是 明明 亮亮 發(fā)發(fā) 光光 桿桿 菌菌（Photobacterium phosphoreum）。）。63