知識資料第二章知識資料環(huán)境工程微生物學(xué)(二十五)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁當(dāng)“附著水”中的有機物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解時，附著水層中的有機物質(zhì)濃度隨之降低。因為運動水層中有機物濃度高，便向附著水層轉(zhuǎn)移，并不斷被微生物分解。微生物所需的氧氣也沿空氣一運動水層一附著水層途徑進人生物膜。生物膜內(nèi)微生物分解有機物的產(chǎn)物則沿相反方向移出膜外。隨著有機污染物的降解，生物膜也得到發(fā)展。初期形成的生物膜是好氧性的。膜厚度增強后，氧氣向膜內(nèi)蔓延受到限制。生物膜浮上分化，形成外部的好氧層、內(nèi)部的厭氧層以及兩者之間的兼性層。生物膜的分化有利于多種生物的共存。生物膜不斷增厚，附著于載體一面的厭氧區(qū)逐漸擴大，微生物獲得營養(yǎng)物質(zhì)也越加艱難，最后導(dǎo)致生物膜老化、剝落，開始新的生物膜形成過程。2．生物膜的微生物群落及功能按照功能不同，生物膜中的微生物類群可分為生物膜生物、生物膜面生物及濾池掃除生物。生物膜生物以菌膠團細(xì)菌為主，輔以浮游球衣菌、藻類等，具有凈化廢水的功能。生物膜面生物主要由固著型纖毛蟲（如鐘蟲）及游泳型纖毛蟲（如斜管蟲）組成，具有促進凈化速度，提高處理效率的功能。濾池掃除生物主要由輪蟲、纖毛蟲、寡毛蟲等組成，具有去除濾池污泥、防止污泥集聚和阻塞的功能。l）細(xì)菌和真菌因為在生物膜中存在好氧、兼性厭氧和厭氧的小環(huán)境，相宜于多種微生物的生長。據(jù)看見，在生物膜的好氧層中常以專性好氧的芽抱桿菌屬（Bacillus）占優(yōu)勢；在厭氧層，則能見到專性厭氧的反硫化弧菌屬。生物膜中數(shù)量最多的是兼性厭氧細(xì)菌，主要有假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌、黃桿菌、無色桿菌、微球菌（Micrococcus）、動膠桿菌（Zoosloea）。另外，還有大腸桿菌和產(chǎn)氣桿菌等腸道桿菌。生物膜上常見的絲狀微生物有球衣細(xì)菌、貝氏硫細(xì)菌和發(fā)硫細(xì)菌等。后兩種菌多存在于生物膜的厭氧區(qū)域。在好氧區(qū)域，則可見絲狀真菌，它們只存在于有溶解氧的層次內(nèi)。在正常情況下，真菌常受細(xì)菌競爭抑制，惟獨在PH較低或在異常的工業(yè)廢水中，真菌的數(shù)量才可能超過細(xì)菌。在生物膜處理系統(tǒng)中，不存在絲狀菌污泥膨脹，因此存在絲狀細(xì)菌對廢水處理有利。2）原生動物在灑滴池和生物轉(zhuǎn)盤的生物膜中，浮上頻度較高的原生動物是纖毛蟲和肉足蟲，其中纖毛蟲占多數(shù)。當(dāng)基質(zhì)和環(huán)境條件發(fā)生變化時，原生動物的優(yōu)勢種群也會改變。3）微型后生動物生物膜上浮上的后生動物有輪蟲類、線蟲類。昆蟲類、腹足類、寡毛類等。輪蟲類的種類與活性污泥大體相同，但個體數(shù)大得多。線蟲類也顯然較多?！纠?．54］好氧生物膜法凈化廢水的機理有哪些？答：生物膜表面吸持著一層薄薄的污水，稱為附著水層或結(jié)合水層，其外是自由流動的污水，稱為運動水層。當(dāng)“附著水”中的有機物被生物膜中的微生物吸附、吸收、氧化分解時，附著水層中的有機物質(zhì)濃度隨之降低。因為運動水層中有機物濃度高，便向附著水層轉(zhuǎn)移，并不斷被微生物分解。微生物所需的氧氣也沿空氣一運動水層一附著水層途徑進人生物膜。生物膜內(nèi)微生物分解有機物的產(chǎn)物則沿相反方向移出膜外。隨著有機污染物的降解，生物膜也得到發(fā)展。初期形成的生物膜是好氧性的。膜厚度增強后，氧氣向膜內(nèi)蔓延受到限制。生物膜浮上分化，形成外部的好氧層、內(nèi)部的厭氧層以及兩者之間的兼性層。生物膜的分化有利于多種生物的共存。隨著生物膜不斷增厚，附著于載體一面的厭氧區(qū)逐漸擴大，微生物獲得營養(yǎng)物質(zhì)也越加艱難．最后導(dǎo)致生物膜老化、剝落，開始新的生物膜形成過程。2．5．3厭氧消化1．厭氧消化過程厭氧消化（又稱生物處理）過程實質(zhì)上是厭氧微生物以生理群為單位組成食物網(wǎng)，對有機物舉行協(xié)同代謝的過程。l）水解發(fā)酵作用碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪是有機廢物的主要成分。能夠分解這些有機物的微生物種類無數(shù)，主要有淀粉分解菌、纖維素分解菌、脂肪分解菌、蛋白質(zhì)分解菌、丙酸產(chǎn)生菌、丁酸產(chǎn)生菌、乳酸產(chǎn)生菌、酒精產(chǎn)生菌等。它們可合成水解酶（淀粉酶、纖維素酶、脂肪酶、蛋白酶等），在體外將這些大分子分解為單體，再吸收至體內(nèi)代謝。在復(fù)雜有機物的厭氧消化中，水解反應(yīng)可成為囫圇過程的瓶頸。2）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸作用乙酸是產(chǎn)甲烷的重要前體。它除了來自發(fā)酵細(xì)菌對復(fù)雜有機物的水解發(fā)酵外，主要來自產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌對各種水解發(fā)酵產(chǎn)物的繼續(xù)分解。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌可把含偶數(shù)碳的脂肪酸降解為乙酸和氫，把含奇數(shù)碳的脂肪酸降解為乙酸、丙酸和氫。沃氏互營桿菌則可把丙酸進一步降解為乙酸。產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌的倍增時光長達(dá)2－6天，生長慢于產(chǎn)甲烷細(xì)菌。在可降解有機物的厭氧生物處理中，產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)易成為囫圇過程的限速步驟。3）產(chǎn)甲烷作用已分離研究的產(chǎn)甲烷細(xì)菌有幾十種，它們分離歸人5個B、26個屬中。產(chǎn)甲烷細(xì)菌位于食物網(wǎng)末端，在有機物質(zhì)的厭氧生物處理中起著關(guān)鍵作用。經(jīng)過產(chǎn)甲烷作用，各種基質(zhì)卜脫下的氫被匯人甲烷中，不僅為發(fā)酵細(xì)菌和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌解除了氫抑制，從而保證了上游反應(yīng)的順利舉行，而且通