钠和磷酸二氢钠有利于絮状化。而投加某些重金属离子,例 如浓度为40毫克/升的锌、20毫克/升的镉、80毫克/升的汞 有碍于絮状化也就是产生解絮状化。解絮状化将引起污泥沉 降的困难。 造成污泥沉降的困难,也就是通常所说的污泥膨胀,除了 与解絮状化有关外,还与污泥中丝状微生物大量增生有关由 于用噪气池构筑物处理污水经常会发生污泥膨胀,所以污水 处理效果受到严重影响,目前这类问题在国内外尚未彻底解 决,因此对于污泥中丝状微生物研究较为重视。 根据荷兰科学工作者埃基鲍姆从1100个活性污泥样品 中,主要从膨胀状态污泥样品中识别出丝状微生物共二十六 种,其中有些微生物尚未分离成功,表明污泥中还可能存在很 多种类的丝状微生物。由于丝状微生物在分离上有困难,因 此有些科学工作者在试验投加正戊醇或异戊醇分离丝状微生 物而获得成功。 活性污泥中与污泥膨胀有关的丝状微生物主要有球衣细 菌诺卡氏菌、贝日阿托氏菌、硫丝细菌、亮丝菌等。目前,国 内外对球衣细菌的研究较为重视。上海师大生物系在前几年 通过一系列试验,从不同来源的活性污泥中分离出几种球衣 细菌菌株,目前正在对这种细菌进行有系统的研究。球衣细 菌具有衣鞘,这与污泥膨胀有密切的关系。所以研究衣鞘形 成机理可能有助于球衣细菌增生引起的污泥膨胀问题的解 决。目前球衣细菌的噬菌体已经分离成功,因此是否有可能 利用噬菌体以及对球衣细菌有侵袭作用的食菌蛭弧菌来防治 球衣细菌的大量增生也是值得研究的。 根据絮体在污水生化处理中的作用,一般在开发利用微 生物资源时必须考虑所选菌种产生絮体基质的可能性。如果 24
我们所选菌种不能产生絮体基质,那末必须在构筑物的设计 上进行改革或采取其他措施,以便处理后的污水和菌体分离, 否则不能保证污水处理的顺利进行。 E、污水中主要有机物的微生物降解 污水生物处理与微生物综含利用 污水生物处理的基本过程是污水中的有机物被构筑物中 的微生物降解。近年来,这方面的研究工作进展较快。污水 中有机物的微生物降解途径,从分子量小的到分子量大的几 乎都被研究过,并且大多数有机物的微生物降解途径都已经 被研究清楚。示踪原子特别是O4的应用,在这方面起了很 大的作用。通过研究,可以认为微生物对有机物的降解能力 是很强的。当然在有机物中,有些较易降解;有些较难降解, 例如不少人工合成有机物。有些能被种类较多的微生物降解; 有些只能被少数微生物降解,例如芳香烃只能被少数假单胞 菌和诺卡氏菌降解。 在微生物中,有些能降解较多种类的有机物有些只能降 解少数种类的有机物。前者例如假单胞菌、诺卡氏菌和分枝 杆菌,这些徽生物能降解种类较多的烃。在污水生物处理的微 生物资源开发利用上对于这类微生物必须给予较多的重视。 综合利用,变废为宝是我国环境保护的基本原则。因此 也是开展微生物资源的开发利用时所必需注意到的。在这方 面已有了良好的开端,我国一些豆制品厂和其他厂利用污水 培养白地霉,从白地霉制取农业上所需的核苷酸就是一个很 好的例子。国外也有用酚培养酵母,而酵母蛋白质含量很高 可以作为饲料。例如英国科学工作者魏斯用酚培养一种“类 球形德巴利酵母”的酵母,经过3.3小时的停留,可以使酚的 了 425●
浓度由500毫克升下降为1毫克/升以下。日本科学工作者 通过用酚培养热带假丝酵母,在停留时间为4小时的情况下 可以使酚的浓度由2600毫克/升下降为1毫克/升以下。 四、污水生物处理中微生物资源开发利用实例 目前国内外在开发利用徽生物资源方面做了不少研究工 作,取得了不少进展。下面仅以光合细菌嗜热微生物、丝状 微生物颤藻和其他微生物为例,说明微生物在污水生化处理 中的开发和用。 1.光合鋼菌 光合细菌是细菌中的一类,种类很多,一般可以分为紫硫 细菌、绿硫细菌和非硫紫细菌三大类。非硫紫细菌如红假单 胞菌能在有机物含量很高的条件下生长,并且能够利用糖类 低级脂肪酸类和烃类合成细胞物质,而这些细胞物质中蛋白 质的含量很高(65%),也含有维生素B12(23毫克/克细胞)和 核黄素。因此可以作为饲料饵料和肥料。目前国外科学工 作者,特别是日本科学工作者对于用光合细菌处理污水工作 进行了较多的研究。例如日本科学工作者矢木修身将红假单 胞菌接种在浓度很高的染料废水中,经24小时培养后,这种 细菌能将废水浓度由COD2900毫克/升降低为125毫克 /升。日本某些污水处理厂应用光合细菌配合一般好气细 菌和藻类,不仅使污水处理效率提高三倍,并且“变废为宝” 获得含有较高蛋白质的微生物产品,而剩余污泥数量大大减 少。据有些科学工作者研究,光合细菌还具有固氮作用的特 性,因此在处理不含氮的污水时,可以不另外补加含氮物。根 据上述研究光合细菌在污水生物处理中的应用,特别是在处 理高浓度污水中的应用是值得重视的
2.嗜热微生物 微生物根据温度反应的不同,可以区分为嗜热微生物 中温微生物和嗜冷微生物。在一般污水生物处理中起主要作 用的是中温微生物,只是在污泥厌气消化时才应用嗜热微生 物。在污泥厌气消化时,通常要把温度提高到b0℃C到600 这时在污泥消化中起主要作用的是嗜热微生物。用嗜热微生 物消化污泥具有作用时间短消化后的污泥容易聪水、病原微 生物大大减少等优点。提高温度所需的热源来自厌气消化时 所放出的沼气。能否利用嗜热微生物处理污水,这也曾有过 研究。例如有些科学工作者通过提高污水水温为嗜热微生物 的生长创造条件。在这种情况下,中温微生物的生长受到抑 制,从而发挥这类微生物在污水处理中的作用,可以使处理效 果比一般提高42%。据这些科学工作者研究,当水温度高于 86°F(300)时,污水处理效逐渐下降,这是由于在构筑物 中通常存在的细菌由于温度不适宜而活力降低。但是随着温 度进一步上升到120°F(49℃),处理效果逐渐好转。当上升 到181时,处理效果达最高峰。这表示在这种情况下,嗜 热微生物起着主要作用,并且比一般微生物有者更好的处理 能力。根据上述试验,嗜热徽生物适用于处理污水,特别是处 理水温较高的污水。 3.丝状微生物 关于丝状微生物上面已作介绍,指出了这类微生物具有 污泥膨胀的缺点。但是丝状微生物也具有许多优点,例如适 应性强,能在低氧、低pH的条件下生长,对氨氮需要量较低, 对有机物降解能力较强等等。如果我们为丝状微生物的生长 创造条件,就可能利用这类微生物的优点进行污水处理。有 些科学工作者,通过降低污水的pH,使污泥中的丝状微生
物,主要是真菌大量增生。当污水的PH下降到4时,污泥中 的微生物约有50~60%是真藺,这时OOD的去除率可达 90%、BOD95%,而氨氮需要量可减少80%。当pH下降到 2.65时,污泥中约有90%是真菌,其余10%是球衣细菌,而 COD的去除率仍有80%。由此可见,如果在构筑物的设计上 进行改进则使处理后的出水不致将丝状微生物带走这样就 有可能利用丝状微生物进行污水处理,特别是用于低pH、低 含氮量的污水处理 4.颤藻(蓝绿藻 山西针织厂和山西大学生物系,通过在生物转盘上接种 颤藻藻种获得藻类转盘。这种藻类转盘不仅具有很强的处理 印染废水的能力,而且使BODs的去除率经在95%左 右,并且能够经受较高的pH的较长时间的冲击。在进水为 pH12~14的情况下运转一周膜才脱落,当废水pH正常时, 转盘上的颤藻又很快恢复正常。 5.其他微生物 科学工作者在进行有机物的微生物降解研究时,经常发 现有些微生物对某些有机物具有很强的降解館力。应用这些 微生物处理污水也取得了很好的效果,例如日本科学工作者 通过培养对氰具有很强分解能力的无色杆菌或产碱杆菌中的 种,并以1:10的菌种量投入一般活性污泥中,可以使活性 污泥具有很强的分解氰的能力,原来要达到同样的处理效果 必须对活性污泥进行三到六个月的驯化。我国科学工作者从 处理含氰废水的构筑物中分离出对氰具有分解能力的诺卡氏 菌,将此菌种投入一定的培养液中进行接种来培养活性污泥。 由于不是无菌培养,因此培养所得的活性污泥不可能是纯种。 然后用培养污泥挂膜的塔式滤池和生物转盘处理腈纶废水