微生物的生長環(huán)境

2023-02-22 09:33:05 天緯化學(xué)小編 504

廢水生物處理的主體是微生物，只有創(chuàng)造良好的環(huán)境條件讓微生物大量繁殖才能獲得令人滿意的處理效果。影響微生物生長的的條件主要有營養(yǎng)、溫度、pH值、溶解氧及有毒物質(zhì)等。

1、營養(yǎng)

營養(yǎng)是微生物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)，生命活動所需的能量和物質(zhì)來自于營養(yǎng)。

2、溫度

微生物的種類不同生長溫度不同，各種微生物的總體溫度范圍是0~80。根據(jù)適應(yīng)的溫度范圍，微生物可分為低溫性（好冷性）、中溫性和高溫性（好熱性）三類。

低溫性微生物的生長溫度為20以下，中溫性微生物的生長溫度為20~45，高溫性微生物的生長溫度為45以上。好氧生物處理以中溫為主，微生物的最適生長溫度為20～37。

厭氧生物處理時，中溫微生物的最適生長溫度為25~40，高溫微生物的最適生長溫度為50~60。所以厭氧微生物處理常利用33~38和52~57兩個溫度段，分別叫做中溫消化（發(fā)酵）和高溫消化（發(fā)酵）。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，厭氧反應(yīng)已能在20~25的常溫下進行，這就大大降低了運行費用。

在適宜的溫度范圍內(nèi)，每升高10，生化反應(yīng)速度就提高1~2倍。所以，在較高最適溫度條件下生物處理效果較好。人為改變污水溫度將增大處理成本，所以好氧生物處理一般在自然溫度下進行，即在常溫下進行。

好氧生物處理效果受氣候的影響較小。厭氧生物處理受溫度影響較大，需要保持較高的溫度，但考慮到運行成本，應(yīng)盡量采用常溫下運行（20~25）。

如果原污水的溫度較高，應(yīng)采用中溫發(fā)酵（33~38）或高溫發(fā)酵（52~57）。如果有足夠的余熱或發(fā)酵過程中產(chǎn)生足夠的沼氣（高濃度有機污水和污泥消化），則可以利用余熱或沼氣的熱能實現(xiàn)中溫和高溫發(fā)酵。

3、pH值

酶是一種兩性電解質(zhì)，pH值的變化影響酶的電離形式，進而影響酶的催化性能，所以pH值是影響酶活性的重要因素之一。不同的微生物具有不同的酶系統(tǒng)，就有不同的pH值適應(yīng)范圍。細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值適應(yīng)范圍是4~10。

酵母菌和霉菌的最適pH為3.0~6.0。大多數(shù)細菌適宜pH=6.5~8.5的中性和偏堿性環(huán)境。好氧生物處理的適宜pH為6.5~8.5，厭氧生物處理的適宜pH為6.7~7.4（最佳pH為6.7~7.2）。

在生物處理過程中保持最適pH值范圍非常重要。否則，微生物酶的活性降低或喪失，微生物生長緩慢甚至死亡，導(dǎo)致處理失敗。

進水pH值的突然變化會對生物處理產(chǎn)生很大的影響，這種影響不可逆轉(zhuǎn)。所以保持pH值的穩(wěn)定非常重要。

4、溶解氧

好氧微生物的代謝過程以分子氧為受體，并參與部分物質(zhì)的合成。沒有分子氧，好氧微生物就不能生長繁殖，所以，進行好氧生物處理時，要保持一定濃度的溶解氧（DO）。

供氧不足，適合低溶解氧生長的微生物（微量好氧的發(fā)硫菌）和兼性微生物大量繁殖。它們分解有機物不徹底，處理效果下降，且低溶解氧狀態(tài)下絲狀菌優(yōu)勢生長，引起污泥膨脹。

溶解氧濃度過高，不僅浪費能量，而且會因營養(yǎng)相對缺乏而使細胞氧化和死亡。為取得良好的處理效果，好氧生物處理時應(yīng)控制溶解氧在2~3mg/L（二沉池出水0.5~1mg/L）為宜。

厭氧微生物在有氧的條件下生成H2O2，但沒有分解H2O2的酶而被H2O2殺死。所以，在厭氧生物處理反應(yīng)器中絕對不能有分子氧存在。其他氧化態(tài)物質(zhì)如SO42－、NO3－、PO43－和Fe3+等也會對厭氧生物處理產(chǎn)生不良影響，也應(yīng)控制它們的濃度。

5、有毒物質(zhì)

對微生物有抑制和毒害作用的化學(xué)物質(zhì)叫有毒物質(zhì)。它能破壞細胞的結(jié)構(gòu)，使酶變性而失去活性。如重金屬能與酶的-SH基團結(jié)合，或與蛋白質(zhì)結(jié)合使之變性或沉淀。有毒物質(zhì)在低濃度時對微生物無害，超過某一數(shù)值則發(fā)生毒害。

某些有毒物質(zhì)在低濃度時可以成為微生物的營養(yǎng)。有毒物質(zhì)的毒性受pH值、溫度和有無其他有毒物質(zhì)存在等因素的影響，在不同條件下毒性相差很大，不同的微生物對同一毒物的耐受能力也不同，具體情況應(yīng)根據(jù)實驗而定。

在廢水生物處理過程中，應(yīng)嚴格控制有毒物質(zhì)濃度，但有毒物質(zhì)濃度的允許范圍尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，表1的數(shù)據(jù)僅供參考。

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