微生物的生長環(huán)境

    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、溶解氧及有毒物質等。

    1、營養(yǎng)

    營養(yǎng)是微生物生長的物質基礎，生命活動所需的能量和物質來自于營養(yǎng)。微生物細胞的組成(不包括H2O和無機物)，可用化學式C5H7O2N或C60H87O23N12P表示。不同微生物細胞的組成不盡相同，對碳氮磷比的要求也不*相同。好氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:5:1[或COD:N:P=(200~300):5:1]。厭氧微生物要求碳氮磷比為BOD5:N:P=100:6:1。其中N以NH3 - N計，P以PO43--P計。微生物種類繁多，所需C、N、P的化學形式也不相同。如異養(yǎng)菌需要有機物為碳源，而自養(yǎng)菌以CO2和HCO3-為碳源。

    幾乎所有的有機物都是微生物的營養(yǎng)源，為達到預期的凈化效果，控制合適的C:N:P比顯得十分重要。微生物除需要C、H、O、N、P外，還需要S、Mg、Fe、Ca、K等元素，以及Mn、Zn、Co、Ni、Cu、Mo、V、I、Br、B等微量元素。

     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zui適生長溫度為20～37。厭氧生物處理時，中溫微生物的zui適生長溫度為25~40℃，高溫微生物的zui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)。隨著科學技術的發(fā)展，厭氧反應已能在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，每升高10℃，生化反應速度就提高1~2倍。所以，在較高zui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，應盡量采用常溫下運行(20~25℃)。如果原污水的溫度較高，應采用中溫發(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。一般情況下，一日內溫度的波動不宜超過℃。所以，在生物處理時要控制適宜的水溫并保持穩(wěn)定。

     3、pH值

    酶是一種兩性電解質，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值適應范圍。細菌、放線菌、藻類和原生動物的pH值適應范圍是4~10。酵母菌和霉菌的zui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(*pH為6.7~7.2)。在生物處理過程中保持zui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，導致處理失敗。

    進水pH值的突然變化會對生物處理產生很大的影響，這種影響不可逆轉。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*，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器中決不能有分子氧存在。其他氧化態(tài)物質如SO42-、NO3-、PO43-和Fe3+等也會對厭氧生物處理產生不良影響，也應控制它們的濃度。

     5、有毒物質

    對微生物有抑制和毒害作用的化學物質叫有毒物質。它能破壞細胞的結構，使酶變性而失去活性。如重金屬能與酶的-SH基團結和，或與蛋白質結合使之變性或沉淀。有毒物質在低濃度時對微生物無害，超過某一數(shù)值則發(fā)生毒害。某些有毒物質在低濃度時可以成為微生物的營養(yǎng)。有毒物質的毒性受pH值、溫度和有無其他有毒物質存在等因素的影響，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，具體情況應根據(jù)實驗而定。