200m3/d地埋式污水處理裝置
懸浮微生物的活性
微生物的活性通常可用微生物的比增長(zhǎng)率(μ)來(lái)描述，即單位質(zhì)量微生物的增長(zhǎng)繁殖速率。因此，在研究微生物活性對(duì)生物膜形成的初階段的影響時(shí)，關(guān)鍵是如何控制懸浮微生物的比增長(zhǎng)率。研究結(jié)果表明，硝化細(xì)菌在載體表面的附著固定量及初始速率均正比于懸浮硝化細(xì)菌的活性。研究異養(yǎng)生物膜的形成時(shí)也得出同樣結(jié)果。
影響懸浮微生物活性的因素主要有如下幾種：
(1)當(dāng)懸浮微生物的生物活性較高時(shí)，其分泌胞外多聚物的能力較強(qiáng)。這種粘性的胞外多聚物在細(xì)菌與載體之間起到了生物粘合劑的作用，使得細(xì)菌易于在載體表面附著、固定;
(2)微生物所處的能量水平直接與它們的增長(zhǎng)率相關(guān)。當(dāng)盧增加時(shí)，懸浮微生物的動(dòng)能隨之增加。這些能量有助于克服在固定化過(guò)程中微生物載體表面間的能壘，使得細(xì)菌初始積累速率與懸浮細(xì)菌活性成正比;
(3)微生物的表面結(jié)構(gòu)隨著其活性的不同而相應(yīng)變化。Herben等人研究發(fā)現(xiàn)，懸浮細(xì)菌活性對(duì)細(xì)菌在載體表面的附著固定過(guò)程有影響，而且，細(xì)菌表面的化學(xué)組成、官能團(tuán)的量也隨細(xì)菌活性的變化有顯著變化。細(xì)胞膜等隨懸浮細(xì)菌活性的變化而有顯著變化。細(xì)菌表面的這些變化將直接影響微生物在載體表面的附著、固定。因此，通常認(rèn)為，由懸浮微生物活性變化而引起的細(xì)菌表面生理狀態(tài)或分子組成的變化是有利于細(xì)菌在載體表面附著、固定的;
(4)微生物與載體接觸時(shí)間。微生物在載體表面附著、固定是—動(dòng)態(tài)過(guò)程。微生物與載體表面接觸后，需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境條件，因此必須保證微生物在載體表面停留一定時(shí)間，完成微生物在載體表面的增長(zhǎng)過(guò)程;
(5)水力停留時(shí)間(HRT)。HeUnen等人認(rèn)為，HRT對(duì)能否形成完整的生物膜起著重要的作用。在其他條件確定的情況下，HRT短則有機(jī)容積負(fù)荷大，當(dāng)稀釋率大于大生長(zhǎng)率時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)載體上能生成完整的生物膜。刊huis等人的試驗(yàn)證明了這種觀點(diǎn)。在COD負(fù)荷為2.5kg/(m3·d)，HRT為4h時(shí)，載體上幾乎沒(méi)有完整的生物膜，而水力停留時(shí)間為1h時(shí)，在相同的操作時(shí)間內(nèi)幾乎所有的載體上都長(zhǎng)有完整的生物膜，且較高的表面COD負(fù)荷更易生成較厚的生物膜，即COD負(fù)荷越高，生物膜越厚。周平等人也通過(guò)試驗(yàn)證明了較短的水力停留時(shí)間有利于載體掛膜;
200m3/d地埋式污水處理裝置(6)液相pH值。除了等電點(diǎn)外，細(xì)菌表面在不同環(huán)境下帶有不同的電荷;液相環(huán)境中，pH值的變化將直接影響微生物的表面電荷特性。當(dāng)液相pH值大于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí)，細(xì)菌表面由于氨基酸的電離作用而顯負(fù)電性;當(dāng)液相pH值小于細(xì)菌等電點(diǎn)時(shí)，細(xì)菌表面顯正電性。細(xì)菌表面電性將直接影響細(xì)菌在載體表面附著、固定;
(7)水力剪切力。在生物膜形成初期，水力條件是一個(gè)非常重要的因素，它直接影響生物膜是否能培養(yǎng)成功。在實(shí)際水處理中，水力剪切力的強(qiáng)弱決定了生物膜反應(yīng)器啟動(dòng)周期。單從生物膜形成角度分析，弱的水力剪切力有利于細(xì)菌在載體表面的附著和固定，但在實(shí)際運(yùn)行中，反應(yīng)器的運(yùn)行需要一定強(qiáng)度的水力剪切力以維持反應(yīng)器中的*混合狀態(tài)。所以在實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)行中如何確定生物膜反應(yīng)器的水力學(xué)條件是非常重要的。
微生物的功能特點(diǎn)
微生物種類(lèi)繁多、適應(yīng)性強(qiáng)、代謝方式多樣，幾乎可以降解環(huán)境中的所有污染物質(zhì)，因此，在污水處理中的應(yīng)用前景非常廣闊。
微生物在污水處理中的應(yīng)用特點(diǎn)主要有3個(gè)：①生長(zhǎng)繁殖快，分解效率高。微生物繁殖能力強(qiáng)、生長(zhǎng)代時(shí)短、表面積大，所以，對(duì)污染物的分解效率高。②微生物作用的針對(duì)性強(qiáng)。不同種類(lèi)的微生物具有不同的代謝途徑，因此，所利用的能源也不同，對(duì)于不同的污染水體應(yīng)選用不同的微生物種類(lèi)。③抗逆性強(qiáng)，適用性廣。微生物具有變異快的特點(diǎn)，當(dāng)水體環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，微生物會(huì)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生適應(yīng)性突變，所以，其處理污水的方式更加靈活多樣。
微生物在污水處理中的應(yīng)用
對(duì)不含氮的有機(jī)物分解
自然界中大多數(shù)微生物只能利用葡萄糖、麥芽糖等基本糖類(lèi)，而對(duì)于利用纖維素、油脂等的微生物種類(lèi)較少。通常對(duì)不含氮有機(jī)物的降解主要是靠某些特定的微生物將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，再通過(guò)細(xì)菌、霉菌等對(duì)小分子進(jìn)行利用。
