在废水处理领域,微生物发挥着至关重要的作用。它们通过一系列复杂的生物化学过程,将废水中的有机污染物分解去除,从而实现废水的净化。本文将详细介绍微生物分解去除废水中有机污染物的几种主要方式。
好氧生物处理
好氧生物处理是在有氧条件下,利用好氧微生物(如活性污泥中的细菌)将废水中的有机物分解为二氧化碳、水、硝酸盐等无害物质的过程。这个过程主要依赖于悬浮在废水中的活性污泥,该污泥由细菌、真菌、原生动物、微生物群体组成的混合体。这些微生物通过吸附、吸收和降解的方式处理有机物。
在好氧条件下,微生物通过氧化作用将有机物分解为二氧化碳和水,并释放能量。关键参数如污泥浓度、溶解氧浓度、温度和pH值需要控制在适宜范围内,以确保微生物的活性。常见的好氧生物处理工艺包括生物滤池、生物转盘和曝气生物滤池等,这些工艺对水量、水质和水温变动具有较强的适应性,处理效果好,污泥量少且易于固液分离。
厌氧生物处理
厌氧生物处理则是在无氧或低氧条件下,利用厌氧微生物(如产酸菌、甲烷菌等)将废水中的有机物分解为甲烷、二氧化碳等气体和稳定的沉积物的过程。这个过程可以分为酸性消化阶段和碱性消化阶段。
在酸性消化阶段,由产酸菌分泌的外酶作用,使大分子有机物分解为简单的有机酸、醇类、醛类、氨和二氧化碳等。在碱性消化阶段,甲烷细菌进一步将酸性消化的代谢产物分解为甲烷和二氧化碳等生物气体。厌氧生物处理不仅能够有效降解有机物,还能产生可再生能源——沼气。
共代谢与去毒作用
除了直接作为能源和营养来源的有机物外,微生物还可以通过共代谢的方式分解有机物基质,却不能利用这种基质作为能源和组成元素。这类微生物包括假单细胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属和芽孢杆菌属等。通过共代谢,微生物能够间接降解难降解的有机物。
微生物还具有去毒作用,通过转化、降解和矿化等反应,改变污染物的分子结构,从而降低或去除其毒性。例如,有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下,被分解为含有一酸或二酸的物质,从而降低其毒性。
其他生物处理方法
除了好氧和厌氧生物处理外,还有一些其他生物处理方法,如活性污泥法、膜生物反应器和厌氧消化法等。这些方法利用微生物群体对有机物进行生物降解,使其转化为无害的稳定物质。此外,针对一些特殊的有机污染物,还可以采用共代谢法,利用已适应这类物质的微生物群落进行间接降解。
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