1、第九章第九章 环境污染控制与治环境污染控制与治理中的微生物学理中的微生物学1主要内容：主要内容：第一节第一节 污（废）水生物处理中的微生物生态系统污（废）水生物处理中的微生物生态系统 第二节第二节 活性污泥丝状膨胀及其控制对策活性污泥丝状膨胀及其控制对策第三节第三节 厌氧生物处理中的微生物群落厌氧生物处理中的微生物群落第四节第四节 废水的废水的生物脱氮和除磷生物脱氮和除磷2第一节第一节 污（废）水生物处理中的微生污（废）水生物处理中的微生物生态系统物生态系统 3l 废水的生物处理的方法很多，根据微生物与废水的生物处理的方法很多，根据微生物与氧的关系可分为氧的关系可分为好氧处理和厌氧好氧处理和厌
2、氧处理。根据处理。根据微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，微生物在构筑物中处于悬浮状态或固着状态，可分为可分为活性污泥法和生物膜法活性污泥法和生物膜法。活性污泥和。活性污泥和生物膜是净化污（废）水的工作主体。生物膜是净化污（废）水的工作主体。废水生物处理的基本过程废水生物处理的基本过程46一、好氧活性污泥法一、好氧活性污泥法（一）好氧活性污泥中的微生物（一）好氧活性污泥中的微生物1.好氧活性污泥的组成和性质好氧活性污泥的组成和性质l 好氧活性污泥是由多种多样的好氧活性污泥是由多种多样的好氧微生物和兼性厌好氧微生物和兼性厌氧微生物氧微生物（兼有少量厌氧微生物）与污（废）水中（兼有少量厌氧微生
3、物）与污（废）水中的的有机和无机固体物有机和无机固体物混凝交织在一起所形成的絮状混凝交织在一起所形成的絮状体。体。7组成：组成：微生物（好氧、兼性及少量厌氧）微生物（好氧、兼性及少量厌氧）+固固体杂质（有机和无机）体杂质（有机和无机）性质：絮状，大小为性质：絮状，大小为0.02-0.2mm，比表面积在，比表面积在20-100cm2/ml；颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与颜色：生活污水一般为黄褐色，工业污水则与水质有关；水质有关；含水率在含水率在99%，比重，比重1.002-1.006，具有沉降性，具有沉降性能；能；pH在在6-7，弱酸性，具一定的缓冲能力。，弱酸性，具一定的缓冲能力。8
4、2好氧活性污泥的存在状态好氧活性污泥的存在状态在完成混合式曝气池中，以悬浮状态存在，均在完成混合式曝气池中，以悬浮状态存在，均匀分布；匀分布；在推流式曝气池内，随推流方向而有变化。在推流式曝气池内，随推流方向而有变化。3好氧活性污泥的微生物群落好氧活性污泥的微生物群落l 好氧活性污泥的结构和功能的中心是好氧活性污泥的结构和功能的中心是菌胶团菌胶团,其其主要组成是主要组成是细菌细菌。在其上面生长有其他微生物，。在其上面生长有其他微生物，如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及如酵母菌、霉菌、放线菌、藻类、原生动物及微型后生动物等。微型后生动物等。94好氧活性污泥中微生物的浓度和数量好氧活性污泥中
5、微生物的浓度和数量l 常用常用MLSS（混合液悬浮固体）或（混合液悬浮固体）或MLVSS（混（混合液挥发性悬浮固体）来表示。合液挥发性悬浮固体）来表示。l 一般城市污水处理中，一般城市污水处理中，MLSS在在2000-3000mg/L，工业废水在工业废水在3000mg/L左右，高浓度工业废水在左右，高浓度工业废水在3000-5000 mg/L。l 1ml好氧活性污泥中的细菌数在好氧活性污泥中的细菌数在107-108个。个。10活性污泥法的基本流程活性污泥法的基本流程11初沉池初沉池曝气池曝气池二沉池二沉池废水废水出水出水回流污泥回流污泥剩余剩余污泥污泥显微镜下的活性污泥显微镜下的活性污泥12（
6、二）（二）好氧活性污泥净化废水的作用机理好氧活性污泥净化废水的作用机理l 主要有两方面的作用：主要有两方面的作用：吸附有机物吸附有机物 降解有机物降解有机物（三）菌胶团的作用（三）菌胶团的作用对有机物进行吸附和氧化分解对有机物进行吸附和氧化分解为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境为原生动物和微型后生动物提供良好的生存环境具有指示作用具有指示作用13（四）原生动物及微型后生动物的作用（四）原生动物及微型后生动物的作用l 原生动物和微型后生动物在污（废）水生物处原生动物和微型后生动物在污（废）水生物处理和水体污染及自净中起到三方面的作用：理和水体污染及自净中起到三方面的作用：（1）指示作用）
7、指示作用 （2）净化作用）净化作用 （3）促进絮凝和沉淀作用）促进絮凝和沉淀作用14二、好氧生物膜法二、好氧生物膜法主要类型：主要类型：生物滤池生物滤池：普通生物滤池；高负荷生物滤池；塔式：普通生物滤池；高负荷生物滤池；塔式生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘生物接触氧化法（生物接触氧化法（淹没式生物滤池）淹没式生物滤池）1516活性生物滤池活性生物滤池布水器填料17生物转盘生物转盘18（一）好氧生物膜中的微生物（一）好氧生物膜中的微生物1好氧生物膜好氧生物膜l 好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性好氧生物膜是由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物厌氧微生物粘附在生物滤池滤料上或生物转盘粘附在
8、生物滤池滤料上或生物转盘盘片盘片上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群上的一层带粘性、薄膜状的微生物混合群体。是生物膜法净化污水的工作主体。体。是生物膜法净化污水的工作主体。192好氧生物膜中的微生物及其功能好氧生物膜中的微生物及其功能l 生物膜生物：生物膜生物：以菌胶团为主；净化和降解作用；以菌胶团为主；净化和降解作用；l 膜面生物：膜面生物：固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫，起固着型纤毛虫和游泳型纤毛虫，起促进滤池净化速度，提高整体效率的作用；促进滤池净化速度，提高整体效率的作用；l 滤池扫除生物：滤池扫除生物：轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、顠体虫等，起去除滤池内的污泥、防止
9、污泥积顠体虫等，起去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞的功能。聚和堵塞的功能。203好氧生物膜的结构好氧生物膜的结构l 好氧生物膜在滤池内好氧生物膜在滤池内分布不同于活性污泥分布不同于活性污泥，生，生物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在物膜附着在滤料上不动，废水自上而下淋洒在生物膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由生物膜上。因此，在滤池的不同高度位置，由于微生物得到的营养不同，造成微生物种类和于微生物得到的营养不同，造成微生物种类和数量的不同。数量的不同。21（二）好氧生物膜净化废水的作用机理（以滤池为（二）好氧生物膜净化废水的作用机理（以滤池为例）例）在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生
10、物在生物滤池中，上层生物膜中的生物膜生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（絮凝性细菌及其他微生物）和生物膜面生物（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫及微型后生动（固着型纤毛虫、游泳型纤毛虫及微型后生动物）物）吸附废水中的大分子有机物，将其水解为吸附废水中的大分子有机物，将其水解为小分子有机物。小分子有机物。同时吸收溶解性有机物和经水同时吸收溶解性有机物和经水解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，解的小分子有机物进入体内，并氧化分解之，微生物利用吸收的营养构建自身细胞。微生物利用吸收的营养构建自身细胞。22上一层生物膜的上一层生物膜的代谢产物流向下一层，被下一代谢产物流向下一层，被下一层的生物
11、膜生物吸收氧化层的生物膜生物吸收氧化。分解为二氧化碳和。分解为二氧化碳和水。水。老化的生物膜和游离细菌被滤池老化的生物膜和游离细菌被滤池扫除生物吞食扫除生物吞食。23第二节第二节 活性污泥丝状膨胀及其控制对活性污泥丝状膨胀及其控制对策策24l 用活性污泥法处理废水，曝气池中的活性污泥，用活性污泥法处理废水，曝气池中的活性污泥，正常情况下是由许多具有絮凝作用的絮凝细正常情况下是由许多具有絮凝作用的絮凝细菌菌菌胶团细菌占优势，辅以少量的丝状细菌胶团细菌占优势，辅以少量的丝状细菌，大量钟虫类的固着型纤毛虫、旋转虫等组菌，大量钟虫类的固着型纤毛虫、旋转虫等组成。成。l 由于某些环境条件的变化，污泥会发
12、生膨胀现由于某些环境条件的变化，污泥会发生膨胀现象（可分为由象（可分为由丝状细菌引起的丝状膨胀污泥和丝状细菌引起的丝状膨胀污泥和由非丝状细菌引起的菌胶团膨胀污泥由非丝状细菌引起的菌胶团膨胀污泥，而又以，而又以丝状膨胀污泥较为普遍），此时，二沉池中会丝状膨胀污泥较为普遍），此时，二沉池中会发生泥水分离困难，池面飘泥严重，造成出水发生泥水分离困难，池面飘泥严重，造成出水水质极差。水质极差。2526（一）活性污泥丝状膨胀的致因微生物（一）活性污泥丝状膨胀的致因微生物l 由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称由于丝状细菌极度生长引起的活性污泥膨胀称为活性污泥丝状膨胀。活性污泥丝状膨胀的致为活性污泥丝
13、状膨胀。活性污泥丝状膨胀的致因微生物种类很多，常见的有：诺卡氏菌属、因微生物种类很多，常见的有：诺卡氏菌属、浮游球衣菌、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托浮游球衣菌、微丝菌属、发硫菌属、贝日阿托氏菌属等。氏菌属等。2728丝状菌生长占优势的活性污泥丝状菌生长占优势的活性污泥29（二）活性污泥丝状膨胀的成因（二）活性污泥丝状膨胀的成因l 活性污泥丝状膨胀的成因有活性污泥丝状膨胀的成因有环境因素和微生物环境因素和微生物因素。主导因素是因素。主导因素是丝状微生物过度生长。丝状微生物过度生长。l 环境因素促进丝状微生物过度生长。包括：环境因素促进丝状微生物过度生长。包括：温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、
14、有机温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度（或有机负荷）等。物浓度（或有机负荷）等。pH值的变化也可能会引起活性污泥丝状膨胀。值的变化也可能会引起活性污泥丝状膨胀。总之，引起活性污泥丝状膨胀的原因是比总之，引起活性污泥丝状膨胀的原因是比较复杂的，要具体问题具体分析，然后采取相较复杂的，要具体问题具体分析，然后采取相应的措施予以控制。应的措施予以控制。30二、控制活性污泥丝状膨胀的对策二、控制活性污泥丝状膨胀的对策l 解决活性污泥丝状膨胀的问题，从根本上说是要解决活性污泥丝状膨胀的问题，从根本上说是要控制引起丝状微生物的过度生长的具体环境因子。控制引起丝状微生物的过度生长的具体环境因子。
15、1控制溶解氧：在控制溶解氧：在2mg/L以上以上2控制有机负荷：控制有机负荷：BOD污泥负荷在污泥负荷在0.20.3kg/kgMLSS.d为宜。为宜。3改革工艺改革工艺 如二沉池采用气浮法等如二沉池采用气浮法等31第三节第三节 厌氧生物处理中的微生物群落厌氧生物处理中的微生物群落 高浓度有机废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法高浓度有机废水或剩余活性污泥多用厌氧消化法处理。高浓度有机废水还可用有机光合细菌处理。处理。高浓度有机废水还可用有机光合细菌处理。32一、厌氧消化甲烷发酵一、厌氧消化甲烷发酵l 沼气发酵，已有多年的研究历史，常用于将城市的沼气发酵，已有多年的研究历史，常用于将城市的垃圾、粪便
16、、污水、工业废水及生物处理的剩余污垃圾、粪便、污水、工业废水及生物处理的剩余污泥等的处理，并从中获得可燃性气体泥等的处理，并从中获得可燃性气体沼气（甲沼气（甲烷，烷，CH4）。常用的构筑物为发酵罐或消化池。）。常用的构筑物为发酵罐或消化池。l 甲烷发酵的微生物群落与有氧环境中的不同，它们甲烷发酵的微生物群落与有氧环境中的不同，它们是由分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的是由分解蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素等的专性厌专性厌氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的产甲烷菌等氧菌和兼性厌氧菌及专性厌氧的产甲烷菌等组成。组成。33甲烷发酵理论与机制（四阶段理论）：甲烷发酵理论与机制（四阶段理论）：第一阶段：第一阶段：
17、水解和发酵性细菌群水解和发酵性细菌群 将复杂有机物如纤维素、淀粉等水解为单糖后，将复杂有机物如纤维素、淀粉等水解为单糖后，再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱再酵解为丙酮酸；将蛋白质水解为氨基酸，脱氨基后成有机酸和氨；将脂类水解为各种低级氨基后成有机酸和氨；将脂类水解为各种低级脂肪酸和醇，如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪脂肪酸和醇，如乙酸、丙酸、丁酸、长链脂肪酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨和硫化氢等。第二阶段：第二阶段：产氢和产乙酸细菌群产氢和产乙酸细菌群 把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。把第一阶段的产物进一步分解为乙酸和氢气。34 第三阶段：两组生理
18、特性不同的专性厌氧的产第三阶段：两组生理特性不同的专性厌氧的产甲烷菌群甲烷菌群 一组将氢气和二氧化碳（或一氧化碳）合成甲一组将氢气和二氧化碳（或一氧化碳）合成甲烷；另一组将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，烷；另一组将乙酸脱羧生成甲烷和二氧化碳，或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解为甲烷。或利用甲酸、甲醇及甲基胺裂解为甲烷。第四阶段：同型产乙酸细菌第四阶段：同型产乙酸细菌 将氢气和二氧化碳转化为乙酸将氢气和二氧化碳转化为乙酸35l 厌氧活性污泥：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与厌氧活性污泥：由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质交织在一起形成的颗粒污泥。废水中的有机杂质交织在一起形成的颗粒污泥。l 厌氧活性污
19、泥的微生物种类、组成、结构及污厌氧活性污泥的微生物种类、组成、结构及污泥颗粒等性质，与厌氧消化处理的效果好坏有泥颗粒等性质，与厌氧消化处理的效果好坏有很大关系。很大关系。36二、光合细菌处理高浓度有机废水二、光合细菌处理高浓度有机废水l BOD5在在10000mg/L以上的高浓度有机废水（浓粪以上的高浓度有机废水（浓粪便水、豆制品废水、食品加工废水、屠宰废水等）便水、豆制品废水、食品加工废水、屠宰废水等）可用有机光合细菌（可用有机光合细菌（PSB）处理。）处理。l 利用光合细菌处理的利用光合细菌处理的BOD5 去除效果可达去除效果可达95%，甚，甚至达至达98%。l 常用的有机光合细菌有：红螺
20、菌科的红螺菌属、常用的有机光合细菌有：红螺菌科的红螺菌属、红假单胞菌属和红微菌属。红假单胞菌属和红微菌属。37三、含硫酸盐废水的厌氧微生物处理三、含硫酸盐废水的厌氧微生物处理l 高浓度的高浓度的SO42-对微生物有毒害作用。对微生物有毒害作用。l 去除的方法有：去除的方法有：化学法化学法：加：加CaO和和Ca(OH)2生成生成CaSO4沉淀，若加沉淀，若加少量的少量的FeCL3，效果更佳。，效果更佳。厌氧微生物方法：厌氧微生物方法：用用SBR法，利用在厌氧条件下，法，利用在厌氧条件下，硫酸盐还原菌发生反硫化作用，以硫酸盐还原菌发生反硫化作用，以SO42-为最终电为最终电子受体，利用有机物为供氢
21、体，将子受体，利用有机物为供氢体，将SO42-还原成还原成H2S从水中溢出。从水中溢出。38第四节第四节 废水的废水的生物脱氮和除磷生物脱氮和除磷39一、一、废水脱氮除磷的目的意义废水脱氮除磷的目的意义l 氮磷物质进入水体，就会造成很大的危害，其中氮磷物质进入水体，就会造成很大的危害，其中最大的问题就是引起水体富营养化。因此，废水最大的问题就是引起水体富营养化。因此，废水的除磷脱氮十分重要，尤其是当废水处理后被排的除磷脱氮十分重要，尤其是当废水处理后被排入一些湖泊、海湾等敏感水体时。入一些湖泊、海湾等敏感水体时。40二、二、废水生物脱氮原理及工艺废水生物脱氮原理及工艺 1.生物脱氮原理生物脱氮
22、原理l 生物脱氮首先是利用好氧过程，由亚硝化细菌和硝生物脱氮首先是利用好氧过程，由亚硝化细菌和硝化细菌将废水中的化细菌将废水中的NHNH3 3转化成转化成NONO3 3-N-N，再利用缺氧，再利用缺氧段经反硝化作用，将段经反硝化作用，将NONO3 3-N-N还原成氮气（还原成氮气（N N2 2），），溢出水面释放到大气中，从而减少水中的含氮物质，溢出水面释放到大气中，从而减少水中的含氮物质，降低对水体的潜在威胁。降低对水体的潜在威胁。412.参与生物脱氮的微生物参与生物脱氮的微生物(1)(1)硝化作用段微生物硝化作用段微生物l 亚硝化细菌和硝化细菌在自然界广泛分布，在亚硝化细菌和硝化细菌在自然
23、界广泛分布，在土壤、淡水、海水和污水处理系统中均有发现。土壤、淡水、海水和污水处理系统中均有发现。它们是革兰氏阴性的好氧菌，营化能无机营养。它们是革兰氏阴性的好氧菌，营化能无机营养。(2)(2)反硝化作用段微生物反硝化作用段微生物l 反硝化细菌是所有能以反硝化细菌是所有能以NONO3 3-为最终电子受体，将为最终电子受体，将HNOHNO3 3还原成还原成N N2 2的细菌总称。它包括许多种类的细的细菌总称。它包括许多种类的细菌。菌。423.脱氮的工艺脱氮的工艺l A/OA/O、A A2 2/O/O、A A2 2O O2 2及及SBRSBR等均能取得较好的脱氮效等均能取得较好的脱氮效果。经过厌氧
24、果。经过厌氧-好氧或缺氧好氧或缺氧-好氧的合理组合，好氧的合理组合，既能除去既能除去CODCOD和和BODBOD，又能进行脱氮，还能除磷。，又能进行脱氮，还能除磷。43图图 A A、B B两种排列的两种排列的A/OA/O系统示意图系统示意图N-N-硝化，硝化，DN-DN-反硝化，反硝化，S-S-沉淀池沉淀池44三、三、废水生物除磷原理及工艺废水生物除磷原理及工艺 1.生物除磷原理生物除磷原理l 某些微生物在好氧时能大量吸收磷酸盐合成自身核某些微生物在好氧时能大量吸收磷酸盐合成自身核酸和酸和ATPATP，并且能逆浓度过量吸磷合成贮能的多磷，并且能逆浓度过量吸磷合成贮能的多磷酸盐颗粒（异染粒和酸盐
25、颗粒（异染粒和PHBPHB）在体内，供其内源呼吸）在体内，供其内源呼吸用。这些细菌称为聚磷菌用。这些细菌称为聚磷菌(PAO)(PAO)。45l 在厌氧条件下，聚磷菌在分解体内的聚合磷酸在厌氧条件下，聚磷菌在分解体内的聚合磷酸盐的同时产生盐的同时产生ATPATP，并利用，并利用ATPATP将废水中的脂肪将废水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以酸等有机物摄入细胞，以PHBPHB（聚（聚羟基丁酸）羟基丁酸）及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时及糖原等有机颗粒的形式贮存于细胞内，同时将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出细胞。将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出细胞。l 然后转入好氧环境，聚磷菌又能利用聚然后转入好
26、氧环境，聚磷菌又能利用聚羟基羟基丁酸盐所释放的能量来摄取废水中的磷，并合丁酸盐所释放的能量来摄取废水中的磷，并合成聚磷酸盐贮存在细胞内。成聚磷酸盐贮存在细胞内。46l 一般来说，微生物在增殖过程中，好氧摄取的一般来说，微生物在增殖过程中，好氧摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多。磷比在厌氧条件下所释放的磷多。l 因此，如果能创造厌氧、缺氧和好氧条件的交因此，如果能创造厌氧、缺氧和好氧条件的交替，让聚磷菌首先在厌氧条件下释放磷，然后替，让聚磷菌首先在厌氧条件下释放磷，然后在好氧条件下充分过量地吸磷，尔后通过排泥，在好氧条件下充分过量地吸磷，尔后通过排泥，就可以达到从废水中去除磷物质的目的。就可以达
27、到从废水中去除磷物质的目的。472.2.参与生物除磷的微生物参与生物除磷的微生物l 具有聚磷能力的微生物目前所知绝大多数是细具有聚磷能力的微生物目前所知绝大多数是细菌。聚磷的活性污泥是由许多好氧异氧菌、厌菌。聚磷的活性污泥是由许多好氧异氧菌、厌氧异氧菌和兼性厌氧菌组成。实质上是产酸菌氧异氧菌和兼性厌氧菌组成。实质上是产酸菌（统称）和聚磷菌的混合群体。（统称）和聚磷菌的混合群体。l 从种类上来看，聚磷能力强、数量占优势的有从种类上来看，聚磷能力强、数量占优势的有不动杆菌属（莫拉氏菌群）、假单胞菌属、气不动杆菌属（莫拉氏菌群）、假单胞菌属、气单胞菌属和黄杆菌属等单胞菌属和黄杆菌属等6060多种。硝
28、化杆菌中的多种。硝化杆菌中的亚硝化杆菌属、亚硝化球菌属、亚硝化叶菌属亚硝化杆菌属、亚硝化球菌属、亚硝化叶菌属和硝化杆菌属、硝化球菌属等也具有聚磷能力。和硝化杆菌属、硝化球菌属等也具有聚磷能力。483.3.生物除磷的工艺生物除磷的工艺l 人们开发研究出多种废水生物除磷工艺，这些人们开发研究出多种废水生物除磷工艺，这些工艺在去除废水中磷的同时，还能有效去除水工艺在去除废水中磷的同时，还能有效去除水中的有机物和进行硝化或脱氮作用。按照运行中的有机物和进行硝化或脱氮作用。按照运行方式，可分为连续式和间歇式（序批式）两类。方式，可分为连续式和间歇式（序批式）两类。常见的生物除磷工艺有：常见的生物除磷工艺
29、有：BardenphoBardenpho生物除磷工生物除磷工艺、艺、PhoredoxPhoredox工艺、工艺、A/OA/O及及A A2 2/O/O、UCTUCT工艺、工艺、VIPVIP工艺、旁流除磷的工艺、旁流除磷的PhostripPhostrip工艺、工艺、SBRSBR等。等。49图图 A/OA/O工艺流程示意图（除磷）工艺流程示意图（除磷）50A A2 2/O/O工艺流程示意图工艺流程示意图51第五节第五节 固体废弃物的微生物处理及其微生物群落固体废弃物的微生物处理及其微生物群落 目前垃圾处理的方法主要有：堆肥法、填埋法和目前垃圾处理的方法主要有：堆肥法、填埋法和焚烧法。其中堆肥法和填埋
30、法为生物处理方法焚烧法。其中堆肥法和填埋法为生物处理方法，用以处理可生物降解的有机固体废弃物。，用以处理可生物降解的有机固体废弃物。一、一、堆肥法堆肥法（一）概念（一）概念堆肥化使依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和堆肥化使依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌和真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有真菌等微生物，有控制地促进可生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的过程。堆肥是堆肥机物向稳定的腐殖质转化的过程。堆肥是堆肥化的产品。堆肥是优质的土壤改良剂和农肥。化的产品。堆肥是优质的土壤改良剂和农肥。堆肥法就是利用堆肥化过程来处理城市的生活堆肥法就是利用堆肥化过程来处理城市的生活垃圾及其他有机固体废弃物
31、的方法。垃圾及其他有机固体废弃物的方法。52（二）好氧堆肥（二）好氧堆肥好氧堆肥在通气条件下，利用好氧微生物分解好氧堆肥在通气条件下，利用好氧微生物分解大分子有机固体废弃物为小分子有机物，部大分子有机固体废弃物为小分子有机物，部分有机物被矿化成无机物。在好氧堆肥过程分有机物被矿化成无机物。在好氧堆肥过程中，会释放出大量的热能，使温度升高，可中，会释放出大量的热能，使温度升高，可达达50-65，甚至，甚至80-90，最后有机固体废，最后有机固体废弃物被完全腐熟成稳定的腐殖质。弃物被完全腐熟成稳定的腐殖质。在整个堆肥过程中，有微生物的演替，各类微在整个堆肥过程中，有微生物的演替，各类微生物分别作用
32、。堆肥工艺有：静态堆肥工艺生物分别作用。堆肥工艺有：静态堆肥工艺、高温动态堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚、高温动态堆肥工艺、立仓式堆肥工艺、滚筒式堆肥工艺等。筒式堆肥工艺等。53二、二、卫生填埋法及渗滤液卫生填埋法及渗滤液 卫生填埋法是在堆肥法的基础上发展起来的，卫生填埋法是在堆肥法的基础上发展起来的，其处理原理与厌氧堆肥原理相同，均利用好氧其处理原理与厌氧堆肥原理相同，均利用好氧微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物处理。微生物、兼性厌氧微生物和厌氧微生物处理。卫生填埋要求采取各种预防措施，以尽量减少卫生填埋要求采取各种预防措施，以尽量减少填埋场地对周围环境、大气和地下水源的污染填埋场地对周围环境
33、、大气和地下水源的污染。54图 卫生填埋场示意图（引自马文漪，杨柳燕.环境微生物工程.南京：南京大学出版社，2019）55第六节第六节 废气的生物处理废气的生物处理一、一、废气的处理方法废气的处理方法 废气的处理方法有物理和化学的方法，如吸附废气的处理方法有物理和化学的方法，如吸附、吸收、氧化及等离子体转化等。也有生物法、吸收、氧化及等离子体转化等。也有生物法，生物法是最经济有效的方法。，生物法是最经济有效的方法。生物净化有植物净化法和微生物净化法。生物净化有植物净化法和微生物净化法。植物净化法就是利用植物吸收和转化大气中的污植物净化法就是利用植物吸收和转化大气中的污染物，包括二氧化碳，放出氧
34、气清洁空气。染物，包括二氧化碳，放出氧气清洁空气。微生物净化法是利用处理装置对气态污染物进行微生物净化法是利用处理装置对气态污染物进行处理，如生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤处理，如生物吸收池、生物洗涤池、生物滴滤池和生物过滤池。池和生物过滤池。56生物吸收装置流程 57二、二、含硫恶臭污染物及含硫恶臭污染物及NH3、CO2的微生物处理的微生物处理（一）含硫恶臭污染物的净化（一）含硫恶臭污染物的净化l 如如H2S、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和二、甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚和二甲基亚矾等。有许多细菌能对含硫恶臭污染物进行甲基亚矾等。有许多细菌能对含硫恶臭污染物进行净化。净化。（二）（
35、二）NH3、CO2的净化的净化l 将将NH3溶于水中成溶于水中成NH4+，通入生物滴滤池，利用硝，通入生物滴滤池，利用硝化作用将其氧化成化作用将其氧化成NO2-和和NO3-。l 对于对于CO2，利用植物和藻类，光合作用同化。，利用植物和藻类，光合作用同化。58（三）挥发性有机物的生物处理（三）挥发性有机物的生物处理l 包括苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛包括苯及其衍生物、酚及其衍生物、醇类、醛类、酮类、脂肪酸等。挥发性有机物中有许多类、酮类、脂肪酸等。挥发性有机物中有许多是是“三致三致”物质。物质。l 挥发性有机物的生物处理设备较多的是生物滴挥发性有机物的生物处理设备较多的是生物滴滤池法。
36、滤池法。59第七节第七节 环境监测与微生物环境监测与微生物 l 利用生物在该环境中的反映来确定环境的综合质利用生物在该环境中的反映来确定环境的综合质量，无疑是最理想和最重要的手段。由于微生物量，无疑是最理想和最重要的手段。由于微生物的特点，它在生物监测中起着十分重要的作用。的特点，它在生物监测中起着十分重要的作用。60一、一、水体污染的生物检验水体污染的生物检验l 水体污染的生物检验主要有以下几个方面：水体污染的生物检验主要有以下几个方面：利用指示生物检验利用指示生物检验 利用利用水生生物群落结构的变化来检验利用利用水生生物群落结构的变化来检验 水污染的生物测试水污染的生物测试l 既利用水生生
37、物受到污染物的毒害所产生的生理既利用水生生物受到污染物的毒害所产生的生理机能的变化，检验水质污染的状况，这种方法可机能的变化，检验水质污染的状况，这种方法可以检验水体的单因素污染。对检验复合污染也能以检验水体的单因素污染。对检验复合污染也能收到良好的效果。收到良好的效果。61二、利用微生物检测环境毒性的方法二、利用微生物检测环境毒性的方法l 利用微生物可以有效地检测环境毒性。利用微生物可以有效地检测环境毒性。(1)Ames(1)Ames氏法氏法l 鼠伤寒沙门氏菌鼠伤寒沙门氏菌 (Salmonella typhinariumSalmonella typhinarium)的组的组氨酸营养缺陷型菌株
38、发生回复突变氨酸营养缺陷型菌株发生回复突变62(2)发光细菌检测法发光细菌检测法l 发光细菌在合适培养条件下会发出蓝色的可见发光细菌在合适培养条件下会发出蓝色的可见光，当它接触有毒污染物时，细菌的新陈代谢光，当它接触有毒污染物时，细菌的新陈代谢受到影响，发光强度减弱或熄灭，发光细菌发受到影响，发光强度减弱或熄灭，发光细菌发光强度的变化可用发光检测仪测定出来。在一光强度的变化可用发光检测仪测定出来。在一定范围内，有毒物浓度大小与发光细菌发光强定范围内，有毒物浓度大小与发光细菌发光强度变化成一定比例关系。因此可以通过发光细度变化成一定比例关系。因此可以通过发光细菌来检测环境中的有毒污染物质。菌来检测环境中的有毒污染物质。l 发 光 细 菌 应 用 最 多 的 是发 光 细 菌 应 用 最 多 的 是 明 亮 发 光 杆 菌明 亮 发 光 杆 菌（Photobacterium phosphoreum）。）。63
