微生物的生长条件

更新于 2026年10月10日 版权声明
二、微生物的生长条件

1.微生物根据对营养要求的分类

微生物种类繁多,各种微生物要求的营养物质也不尽相同,根据对营养要求的不同,可将微生物分为特定的种类。

(1)根据所需碳的化学形式,微生物可分为自养型和异养型。

①自养型。即用CO2或图示;作为唯一的碳源,并利用这些碳源构造它们的全部含碳生物分子的微生物(通常称为自养菌)。

②异养型。即需要摄取存在于相对复杂的还原态有机化合物中的碳(如葡萄糖中的碳)的微生物(通常称为异养菌)。

(2)根据所需的能源,微生物可分为光营养型和化能营养型。

①光营养型。即利用光作为能源的微生物。

②化能营养型。即利用氧化—还原反应提供能源的微生物。

化能营养型还可以按照被氧化的化合物(即电子给予体)的类型进一步分类。例如,化能有机营养菌是利用复杂的有机物分子作为电子给予体的微生物,而化能自养菌利用的则是简单的无机物分子如硫化氢或氨。

2.影响微生物生长的因素(https://www.daowen.com)

在废水生物处理工程中,确保微生物很好地繁殖,确保达到最佳的处理效果及经济效益,必须为生物处理过程提供良好的环境条件。影响微生物生长的因素最重要的是营养条件、温度、pH、需氧量以及有毒物质。

(1)温度。微生物的全部生长过程都取决于化学反应,而这些化学反应的速率又都受到温度的影响。因此,环境中的温度除影响微生物总量增长外,也影响微生物增长速率。对任何一种微生物都有一个最适宜的生长温度,在一定的温度范围内,随着温度的上升,微生物生长加速。一般情况下,温度提高10°C,微生物的生长速度可增加1倍。此外,还有最低生长温度和最高生长温度。对大多数细菌而言,其适宜温度范围为20~40°C ,温度低于10°C或高于40°C,处理效果明显下降。因此,对于高温废水必须有降温措施;在北方地区,冬季应注意保温,有条件的,可将建筑物建于室内或采用余热加温。

(2)溶解氧。好氧生化过程需要氧,而氧必须溶解于水中成为溶解氧才能为好氧微生物所利用。好氧生物处理过程中提供足够的溶解氧是至关重要的,只有在有氧情况下,好氧微生物才能生长和繁殖,供氧不足会出现厌氧状态,妨碍好氧微生物正常的代谢过程,并产生丝状细菌。为了使好氧微生物正常代谢和使沉淀分离性能良好,一般要求溶解氧维持在0.5~2.0mg/L。

厌氧微生物的生长不需要氧,在有氧的情况下,生长反而受到抑制,甚至会死亡。厌氧微生物在厌氧的条件下,可将废水中的有机物分解,转化成为分子量较小的有机物——甲烷,处理设备也必须密封,与空气隔绝。因此,根据生化处理过程中微生物的种类来创造其特定的生存环境,对处理效果有直接影响。

(3)pH。废水中氢离子浓度对微生物的生长有直接影响。生物体内的生化反应都在酶的参与下进行,酶反应需要合适的pH范围,因此,废水的酸碱度对微生物的代谢活力有很大的影响。微生物的生长也都有一个最佳pH范围,对于好氧生物处理,适宜的pH为6~9。纺织印染废水大部分pH较高,一般为9~12,细菌经驯化后对酸碱度的适应范围可进一步提高。但若pH超过11,处理效果会显著下降。因此,当它进入生物处理设备之前,必须把pH控制在10以内。对厌氧生物处理,pH必须控制在6.5~8,因为甲烷细菌生长最佳pH范围较窄,pH低于6或高于8时,对甲烷细菌都有不利影响。

(4)营养条件。从微生物的细胞组成元素来看,碳和氮是构成菌体成分的重要元素,且相互间需满足一定比例。对无机营养元素,磷源是主要的。对好氧生物处理,BOD5∶N∶P=100∶5∶1,碳源以BOD5值表示,N以NH3-N计,P以图示中的P计;对厌氧生物处理,C/N比值在(10~20)∶1的范围内时,消化效率最佳。若比例失调,则会影响微生物的正常生长繁殖,使微生物的生物活性及各种性能受到影响,因此,可作为生物处理中重要的控制条件之一。故一般在废水生物处理中,首先要对废水的水质做详细的了解,分析测定其中所含营养物质的多少及相互之间的配比,若比例失调,则需投加相应的营养源。

对于含碳量低的工业废水,可投加生活污水或投加淀粉浆料等以补充碳源不足;对于含氮量或含磷量低的工业废水,可投加尿素、硫酸铵等补充氮源,投加磷酸钠、磷酸钾等补充磷源。

生活污水中所含的营养比较丰富齐全,无须投加营养源,且可作为其他工业废水处理时的最佳营养源。当对工业废水采用生物法进行点源治理时,与生活污水合并处理是十分理想的。在进行整个城市的污水治理规划时,工业废水最好的出路(除回用外),也是经过预处理除去对微生物有毒害作用的物质后,排入城市污水管道,与生活污水一并进入城市污水处理厂进行处理,这从工程投资、运行管理以及土地利用等来讲,都是十分有利的。

(5)有毒物质。凡在废水中存在的对细菌具有抑制或杀害作用的物质都称有毒物质。主要毒物有金属离子(如锌、铜、铅、铬等)和一些非金属化合物(如酚、醛、硫化物等),这些毒物或是破坏细菌细胞内某些必要的物理结构,或是抑制其他物质的生物氧化,当然,有的化合物本身在某种浓度范围内能被某些微生物分解,但超过一定的极限浓度时,就成了抑制微生物新陈代谢的有害物质。因此,在废水处理中,应防止超过允许浓度的有毒物质进入。对含有重金属的废水,依靠生化处理不能去除重金属,它在污泥中的积累还会影响剩余污泥的处置,因此必须采用适当的物理、化学方法进行预处理。

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