呂梁石樓縣光學污水處理

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微生物在污水處理中的應用
摘要：本文主要闡述了各種微生物在不同種類污水中的應用，以及它們不同的應用機理。
關鍵詞：微生物 生活污水 工業污水 農業污水 重金屬 農葯
1.世界水資源現狀
環境保護是我國的基本國策。世界經濟發展的實踐證明，為實現經濟的持續穩定的發展，必須解決好發展與環境保護的矛盾。
全球水資源狀況迅速惡化，「水危機」日趨嚴重。據水文地理學家的估算，地球上的水資源總量約為13．8億立方公里，其中97．5％是海水（13．45億立方公里）。淡水只佔2．5％，其中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0．01％．
20世紀50年代以後，全球人口急劇增長，工業發展迅速。一方面，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大；另一方面，日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。本屆世界水論壇提供的聯合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水；所有流經亞洲城市的河流均被污染；美國40％的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染；歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。
20世紀，世界人口增加了兩倍，而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機：12億人用水短缺，30億人缺乏用水衛生設施，每年有300萬到400萬人死於和水有關的疾病。到2025年，水危機將蔓延到48個國家，35億人為水所困。水資源危機帶來的生態系統惡化和生物多樣性破壞，也將嚴重威脅人類生存。
水資源危機既阻礙世界可持續發展，也威脅著世界和平。過去50年中，由水引發的沖突共507起，其中37起有暴力性質，21起演變為軍事沖突。專家警告說，隨著水資源日益緊缺，水的爭奪戰將愈演愈烈。
2.污水處理方法分類
2.1物理法
利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質。主要有沉澱法，過濾法，離心分離法，吸附法等。
2.2化學法
利用化學反應原理及方法來分離，回收廢水中的污染物，或改變污染物的性質，使它從有害變為無害的處理法。主要有化學凝聚法，中和法，氧化還原法，離子交換法。
2.3生物法
主要利用微生物的生命活動過程，對廢水中的污染物質進行轉移和轉化的作用，從而是污水得到凈化的方法。
2.4.微生物簡介
微生物是肉眼看不見或看不清的生物的總稱。包括原核生物（細菌，放線菌和藍細菌），真核生物（真菌和微型藻類），非細胞生物（病毒類）。微生物具有體積小、表面積大、繁殖力驚人等特點，能不斷與周圍環境快速進行物質交換。污水具備微生物生長繁殖的條件，因而微生物能從污水中獲取養分，同時降解和利用有害物質，從而使污水得到凈化。因此微生物可在污水凈化和治理中得到廣泛應用，造福人類。
微生物能降解和轉化污染物主要是因為微生物具有以下幾個特點：個體微小，比表面積大，代謝速率快；種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；具有多種降解酶；繁殖快，易變異，適應性強；共代謝作用等。
3.原理
利用微生物處理污水實際就是通過微生物的新陳代謝活動,將污水中的有機物分解,從而達到凈化污水的目的.微生物能從污水中攝取糖，蛋白質，脂肪，澱粉及其它低分子化合物。微生物新陳代謝類型有需氧型和厭氧型兩種,因此,凈化方法分為好氧凈化和厭氧凈化.
3.1.好氧凈化
氧存在條件下，許多好氧微生物通過分解代謝、合成代謝和物質礦物化，在把有機物氧化分解成CO2和H2O等過程中，獲尋C源、N源、P源、S和能量。污水的微生物好氧凈化就是模擬上述原理，把微生物置於一定的構築物內通氣培養，高效率凈化污水的方法。
3.2厭氧凈化
微生物在嚴格厭氧條件下，有機物發酵或消化過程中，大部分有機物被解生成H2、CO2、H2S和CH4等氣體。污水的生物厭氧凈化就是根據污水經厭氧發酵後既到凈化，又獲得了生物能源CH4的原理。微物細胞能量轉移的電子受體，由好氧條件下分子氧改變為厭氧條件下的有機物。在厭氧件下，不溶於水而難分解的大分子有機污物，被微生物的胞外酶降解為可溶性物質，再由產甲烷厭氧細菌和產氫細菌降解成低分子有酸類和醇類、並放出H2和CO2；有機酸類和類經產甲烷菌降解成H2、CO2和CH4。甲烷菌還可利用H2還原CO2，形成CH4。
微生物凈化過程：
Ⅰ.有機污染物的濃度由高變低
Ⅱ.異養細菌迅速氧化分解有機污染物而大量繁殖，然後是以細菌為食料的原生動物出現數量高峰，再後是由於有機物礦化，利於藻類的生長，而出現藻類的生長高峰。
Ⅲ.溶解氧濃度隨著有機物被微生物氧化分解而大量消耗，很快降到最低點，隨後，由於有機物的無機化和藻類的光合作用及其他好氧微生物數量的下降，溶解氧又恢復到原來水平。
這樣，在離開污染源相當的距離之後，水中的微生物數量，有機物，無機物的含量，也都下降到最低點。於是，水體恢復到原來的狀態。
微生物處理優點：微生物具有來源廣，易培養，繁殖快，對環境適應性強，易變異的特徵在生產上較容易的採集菌種進行培養繁殖，並在特定條件下進行馴化，使之適應不同的水質條件，從而通過微生物的新陳代謝使有機物無機化。加之微生物的生存條件溫和，新陳代謝時不需要高溫高壓，它是不需要投加催化劑的.生物法具有廢水處理量大、處理范圍廣、運行費用相對較低,所要投入的人力，物力比其他方法要少的多。在污水生物處理的人工生態系統中，物質的遷移轉化效率之高是任何天然的或農業生態系統所不能比擬的。
4.污水處理中重要的微生物種群
4．1 絲狀細菌
絲狀細菌(Filamentous bacteria)能顯著影響絮狀活性污泥的沉降性(污泥膨脹)或引起生物量變化和泡沫形成(污泥發泡)，從而嚴重影響活性污泥的處理效率．傳統上，絲狀細菌是通過光學顯微鏡學進行分析鑒定的，如革蘭氏和Neisser染色反應、典型的形態學特徵等．但應用full—cycle rRNA技術發現，傳統形態學鑒定方法不能發現污水廠活性污泥中的許多絲狀細菌 。
系統發生樹部分提供了絲狀菌的系統發生親緣關系，但有些絲狀類型如Eikelboom 1863或Nostocoidalimicola等則是放置在完全無關的類群中．現在利用rRNA目標寡聚核苷酸探針能迅速地鑒定大多數絲狀菌，證明在活性污泥中有些絲狀菌呈現多態性現象．Kanagawa等(2000)從活性污泥中分離出15種絲狀菌，根據形態被分類為Eikelboom 21 N，利用16S rDNA序列分析表明都同變形桿菌亞綱的Thiothrix絲狀菌形成單系群(monophyletic group).Thiothrix絲狀菌在污水中通常表現出生理多能性，在異養、兼性營養和化能自養情況下，它們都能同標記的乙酸鹽或碳酸氫鹽結合。在厭氧狀況下(無論有無硝酸鹽)，Thiothrix絲狀菌都很活躍，它通過吸收硫代硫酸鹽和乙酸鹽來形成胞內硫粒。
利用絲狀菌的FISH探針，Mircothrix parvicella被發現有特殊的脂消費，在厭氧情況下專門吸收長鏈脂肪酸(而不是短鏈脂肪酸和葡萄糖)，隨後當硝酸鹽或氧可用作電子受體時它們則使用貯存完成生長．不過，在厭氧情況下，M.parvicella不能吸收磷，不適合那些有除磷要求的生物反應器．利用FISH技術對絲狀菌進行系統分類發現，大多數未描述的絲狀菌屬於綠色非硫細菌(Chloroflexi)，也可能是污水生物處理系統中豐度最高的絲狀菌。Liao等(2004)發展一種定量FISH，對實驗室和污水廠反應器中的絲狀菌進行了研究，以增加Sphaerotilus natans的方式來刺激污泥膨脹，結果發現是Eikelboom 1851菌叢(而不是試驗的S．natans菌)同活性污泥容積指數(volume index)極度相關，其可延伸的菌絲長度約為6×10。la,m／mL。
4．2 生物除磷的重要細菌
生物除磷可以在EBPR的微生物途徑中由完成，該過程通過循環活性污泥進行交替的厭氧、需氧為特徵。基於微生物的純培養技術，變形桿菌綱г亞綱的不動桿菌屬(Acinetobacter)長期被認為是唯一的PAO(Polyphosphate—accumulating organism)．但實際上，雖然不動桿菌能積累多聚磷酸鹽，卻沒有PAO的典型代謝方式．Wanger等(1994)用rRNA目的探針測試後認為，主要的PAO應該為口亞綱中的Rhoclocyclus群，其次為 亞綱中的Planctomycete群及屈撓桿菌屬(Flexibacter)、CFB群(Cytophaga—Flavobacterium—Bacteroides)等．利用螢光抗體染色、呼吸醌檢測和屬特異探針的FISH等非培養方法，證明在EBPR系統中，由於培養偏差顯然高估了不動桿菌的相對豐度，表明其對EBPR系統實際上不是最重要的，而另外一些分離出的細菌才是PAO的候選者。不過，有7個Acinembacter新種從活性污泥中分離到，可望進一步闡釋該屬在脫磷中扮演的角色和意義。
積磷小月菌(Microlunatus phosphovorus)是一個高G+C含量的革蘭氏陽性菌，被認為是專性好氧菌，可以通過EMP途徑發酵葡萄糖為乙酸，而不能夠在厭氧情況下生長．有明顯吸收葡萄糖、分泌乙酸的轉化，導致胞內乙酸積累；產生的乙酸在隨後的好氧階段消耗掉．phosphovorus表現出卓越的吸收和釋放磷的能力，磷釋放率和吸收率可分別高達3．34 mmol g／cell•h和1．56 mmol g／cell•h，比Lampropedia spp．和Acinetobacterspp．要高1個數量級，特異探針證明其在EB—PR工廠里可占總細菌的2．7％。
俊片菌屬(Lampropedia)也擁有聚磷菌的基本代謝特徵，但比EBPR模型預言的吸收乙酸鹽釋放磷酸鹽的比率要低很多．那些被建議名為「Candidatus Ac—cumulibacter phosphates」已被證實顯著存在於EBPR系統中．Saunders等(2003) 在對6個運行污水廠進行了檢測後認為，很可能「無關緊要」的「CandidatusAccumulibacter phosphates」正是重要的PAO．另外還有顯微鏡原位觀察顯示，酵母菌很可能涉及在生物除磷中，許多「聚磷菌」很可能是酵母菌的孢子，但其作用機理顯然還需要進一步探討．
4．3 硝化細菌
氮循環是高度依賴微生物活性和轉化的一個過程．這類微生物在污水處理、農業等領域具有極其重要的作用，因此成為近年來世界研究的熱點，變形桿菌的β亞綱幾乎已經成為微生物生態學的模式系統 ．Kindaichi等(2004)對自養硝化生物膜進行了FISH分析表明，膜上有50％屬於硝化細菌，其餘50％為異養細菌，分布為變形桿菌α亞綱23％ ，г亞綱13％ ，綠色非硫細菌9％ ，CFB群2％，未定類群3％．該結果表明，硝化細菌通過可溶性產物的產生支持了異養菌，異養菌也從代謝多樣性等方面確保了生物膜的生態穩定性 ．從培養角度來說，硝化細菌生長極慢；由於硝化細菌的分布同pH、溫度等敏感，所以污水廠的硝化作用常有崩潰的情況發生．
4．3．1 氨氧化茵
基於16S rDNA序列分析，已經分離和描述過的氨氧化細菌都分屬於變形桿菌綱的2個單系群中．Ni-trosococcusoceanus和N．halophilus屬於Proteobacteria的β亞綱，包括亞硝化單胞菌屬(Nitrosomonas)、亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)、亞硝化弧菌屬(Nitrosovibrio)和亞硝化葉菌屬(Nitrosolobus)，後3個屬關系密切；而Nitrosococcus mobilis(實際是Nitrosomonas的一個成員)則在β亞綱組成緊密相關的集合．
4．3．2 亞硝酸氧化茵
基於超微特性，已培養出的亞硝酸氧化菌(Nitrite．oxidizing bacteria，NOB)被分為4個已知屬，硝化桿菌屬(Nitrobacter)，硝化刺菌屬(Nitrospina)，硝化球菌屬(Nitrococcus)和硝化螺菌屬(Nhrospira)．16S rDNA序列比較分析表明，硝化桿菌屬及其3個種都屬於變形桿菌的α一亞綱；Nitrospina和Nitrococcus各有一個種，分屬於變形桿菌的δ和г一亞綱；Nitrospira屬包含有moscoviensis和Ⅳ．rrtarin．在傳統上，Nitrobacter一直被認為是最重要的亞硝酸鹽氧化菌．然而，在硝化污水廠內用目的探針的FISH法和定量斑點雜交(Quantitative dot blot)等發現，檢測不到Nitrobacter或者數目很低，因此凸現了非Nitrobacter的NOB在硝化過程中的重要性．Egli等(2003)用不同污泥接種反應器，利用定量FISH和RFLP(Restriction fragment length polymorphism)方法對穩定的硝化作用反應器進行檢測，發現有活性的都屬於Nitrospira屬 J．以Nitrospira序列發展的特定16S rRNA探針，對活性污泥進行FISH查後表明，未培養的類硝化螺菌(Nitrospira—like)以顯著性數目(總菌數的9％)存在，其對亞硝酸鹽氧化的重要性已由反應器富集研究所證實．Nhrospira能固定CO：，也能利用丙酮酸混合營養生長，而不利用乙酸鹽、丁酸鹽和丙酸鹽。
4．4 反硝化細菌
反硝化細菌(Denitrifying bacteria)的大多數鑒定和計數都是依賴培養法．很多屬的成員，如產鹼桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、甲基桿菌屬(Methylobacteriurn)，副球菌屬(Paracoccus)和生絲微菌屬(Hyphornicrobiurrt)等，都從污水廠中作為脫氮微生物群分離出來過，但這些細菌屬在污水廠中是否具有原位脫氮的活性卻很少被知道．在一個補充以甲醇作為還原碳化物的脫氮沙濾中，使用特異FISH探針監測到有大量數目的P．spp和H．spp；而在沒有附加甲醇的非脫氮沙濾中，兩屬存在的數目都低於總細胞0．1％ ，這間接證明了在脫氮過程中有兩屬的活性參與。
5．水污染物的類型及處理
5.1生活污水
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的無機物，有機物。無機物如氯化物，硫酸鹽，磷酸鹽和鈉，鉀，鈣，鐵等碳酸鹽，有機物有纖維素，澱粉，脂肪，蛋白質和尿素等。排放入環境中促使浮游植物生長和大量繁殖，形成赤潮和水華。
生活污水的處理主要是其中有機物的分解，其主要方法有活性污泥法、生物膜法、AB法。
5.1.1活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣，經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群，具有很強的吸附與氧化有機物的能力。
5.1.2生物膜法
生物膜法是利用附著生長於某些固體物表面的微生物（即生物膜）進行有機污水處理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為慶氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜法具有以下特點：（1）對水量、水質、水溫變動適應性強；（2）處理效果好並具良好硝化功能；（3）污泥量小（約為活性污泥法的3／4）且易於固液分離；（4）動力費用省。
5.1.3AB法
AB法工藝由德國B0HUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段，各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段A段停留時間約20－40分鍾，以生物絮凝吸附作用為主，同時發生不完會氧化反應，生物主要為短世代的細菌群落，去除BOD達50％以上。B段與常規活性污泥相似，負荷較低，泥齡較長。
5.2工業廢水
工業廢水是水體污染的主要污染源。包括鋼鐵工業廢水，食品工業廢水，印刷廢水，化工廢水等。隨著工業化的發展，含有重金屬離子的廢水產生量越來越多。重金屬離子已成為最重要、最常見的污染物之一。由於重金屬在生物體內的富集、吸收與轉化，從而通過食物鏈危害人體健康。如致癌、致畸等，故而處理重金屬污染刻不容緩。
微生物處理技術在生活污水處理中的應用已經非常成熟並且全面普及，但是在工業污水的處理中還存在著一定的技術問題。相對於生活污水來說，工業污水的成份要復雜的多，大多數工業污水的COD值都相當高，可生化性差，這就給微生物處理帶來了相當大的難度，有些工業污水甚至還有很高的氨氮指標，增加了微生物處理的難度。但是微生物技術的許多優勢註定了它將是工業污水治理的一個方面，而且目前已經有很多行業的工業污水開始採用微生物處理技術並且得到了穩定的運行數據。
這里主要講述關於污水中重金屬的處理。目前可用的微生物法有生物吸附法、硫酸鹽還原菌凈化法和利用微生物的轉化作用去除重金屬。
5.2.1生物吸附法
生物吸附是利用生物量（如發酵工業的剩餘菌體）通過物理化學機制，將金屬吸附或通過細胞吸收並濃縮環境中的重金屬離子，由於重金屬具有毒性，如果濃度太高，活的微生物細胞就會被殺死。所以，必須控制控制被處理水的重金屬濃度。
例如陳小霞等人用小球藻富集鉻離子，研究表明小球藻富集鉻離子的機制主要表現是表面吸附和主動運輸。在生長期和穩定期小球藻富集的鉻以有機鉻存在，而在衰亡期，小球藻富集的鉻以無機鉻存在。
利用工業發酵後剩餘的芽孢桿菌菌體或酵母菌吸附重金屬，具體做法是首先用鹼處理菌體，以便增加其吸附重金屬的能力。然後通過化學交聯法固定這些細胞，固定化的芽孢桿菌對重金屬的吸附沒有選擇性（微生物在結合無機污染物上表現出選擇性，多於大多數合成的化學吸附劑，微生物對金屬的吸附和累積主要取決於不同配位體結合部位對對金屬的選擇性）。可以去除廢水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 去除率可達99%。吸附在細胞上的重金屬可以用硫酸洗脫，然後用化學方法回收重金屬，經過鹼處理後的固定化細胞還可以重新用於吸附重金屬。
5.2.2硫酸鹽還原菌凈化法
脫硫弧菌屬硫酸鹽還原菌是厭氧化能細菌，它最大的特徵就是在無自由氧的條件下，在有機質存在時通過還原硫酸根變成硫化氫，從中獲得生長能量而大量繁殖;它繁殖的結果是使溶解度很大的硫酸鹽變成了極難溶解的硫化物或硫化氫。這類細菌分布廣泛，海洋、湖泊、河流及陸地上都能存在。在沒有自由氧而有硫酸鹽及有機物存在的地方它就能生長繁殖，其生長溫度為25~35攝氏度，PH值為6.2~7.5.該細菌的作用可將廢水中的硫酸根變成硫化氫，使廢水中濃度較高的重金屬Cu、Pb、Zn等轉變為硫化物而沉澱，從而使廢水中的重金屬離子得以去除。
5.2.3利用微生物的轉化作用去除重金屬
微生物可以通過氧化作用、還原作用、甲基化作用和去烷基化作用對重金屬和重金屬類化合物進行轉化。
細菌胞外的莢膜或粘膜層可產生多種胞外多聚體，胞外多聚體能夠吸附自然條件下或廢水處理設施中的重金屬。其主要成分是多糖、蛋白質和核酸。
真菌的細胞壁內含幾丁質，這和N----乙醯葡糖胺多聚體是一種有效的金屬於放射性核素結合的生物吸附劑。經過氫氧化物處理的各類真菌暴露出來的幾丁質、脫乙醯殼多糖和其他金屬結合的配位體，形成菌絲層，可以有效的去除廢水中的重金屬。
六價鉻具有強烈的毒性，其毒性是三價鉻的100倍，而且能在人體內沉澱。由於六價鉻很容易通過胞膜進入細胞，然後在細胞質、線粒體和細胞核中被還原為三價鉻，三價格在細胞內與蛋白質結合為穩定的物質並且和核酸相作用，而細胞外的三價鉻是不能參透細胞的，細菌利用細胞中的NADH作為還原劑，在厭氧或好氧的狀態下，將六價鉻還原為三價鉻。如陰溝腸桿菌能抗10000µmol/l鉻酸鹽，在厭氧的條件下能使六價鉻還原為三價鉻，三價鉻可以通過沉澱反應與水分離而被去除。
5.3農業廢水
它面廣而量大且分散。農田使用農葯，化學農葯主要是人工合成的生物外源性物質，很多農葯本身對人類及其他生物是有毒的，而且很多類型是不易生物降解的頑固性化合物。農葯殘留很難降解，人們在使用農葯防止病蟲草害的同時，也使糧食、蔬菜、瓜果等農葯殘留超標，污染嚴重，同時給非靶生物帶來傷害，每年造成的農葯中毒事件及職業性中毒病例不斷增加。同時，農葯廠排出的污水和施入農田的農葯等也對環境造成嚴重的污染，破壞了生態平衡，影響了農業的可持續發展，威脅著人類的身心健康。農葯不合理的大量使用給人類及生態環境造成了越來越嚴重的不良後果，農葯的污染問題已成為全球關注的熱點。因此，加強農葯的生物降解研究、解決農葯對環境及食物的污染問題，是人類當前迫切需要解決的課題之一。
5.3.1 農業生產上主要使用的農葯類型
當前農業上使用的主要有機化合物農葯如表1所示。其中，有些已經禁止使用，如六六六、滴滴涕等有機氯農葯，還有一些正在逐步停止使用，如有機磷類中的甲胺磷等。
表1 農業生產中常用農葯種類簡表

類 型 農 葯 品 種

有機磷：敵百蟲、甲胺磷、敵敵畏、乙醯甲胺磷、對硫磷、雙硫磷、樂果等

殺蟲劑 有機氮：西維因、速滅威、巴沙、殺蟲脒等
有機氯：六六六、滴滴涕、毒殺芬等

殺蟎劑 蟎凈、殺蟎特、三氯殺蟎碸、蟎卵酯、氯殺、敵蟎丹等

除草劑 2，4－D、敵稗、滅草靈、阿特拉津、草甘膦、毒草胺等

殺菌劑 甲基硫化砷、福美雙、滅菌丹、敵克松、克瘟散、稻瘟凈、多菌靈、葉枯凈等
生長調節劑 矮壯素、健壯素、增產靈、赤黴素、縮節胺等
人們發現，在自然生態系統中存在著大量的、代謝類型各異的、具有很強適應能力的和能利用各種人工合成有機農葯為碳源、氮源和能源生長的微生物，它們可以通過各種謝途徑把有機農葯完全礦化或降解成無毒的其他成分，為人類去除農葯污染和凈化生態環境提供必要的條件。
5.3.2 降解農葯的微生物類群
土壤中的微生物，包括細菌、真菌、放線菌和藻類等，它們中有一些具有農葯降解功能的種類。細菌由於其生化上的多種適應能力和容易誘發突變菌株，從而在農葯降解中佔有主要地位。一在土壤、污水及高溫堆肥體系中，對農葯分解起主要作用的是細菌類，這與農葯類型、微生物降解農葯的能力和環境條件等有關，如在高溫堆肥體系當中，由於高溫階段體系內部溫度較高（大於50 ℃），存活的主要是耐高溫細菌，而此階段也是農葯降解最快的時期。通過微生物的作用，把環境中的有機污染物轉化為CO2和H2O等無毒無害或毒性較小的其他物質。通過許多科研工作者的努力，已經分離得到了大量的可降解農葯的微生物（見表2）。不同的微生物類群降解農葯的機理、途徑和過程可能不同，下面簡要介紹一下農葯的微生物降解機理。
5.3.3 微生物降解農葯的機理
目前，對於微生物降解農葯的研究主要集中於細菌上，因此對於細菌代謝農葯的機理研究得比較清楚。
表2 常見農葯的降解微生物
農 葯 降 解 微 生 物
甲胺磷 芽孢桿菌、麴黴、青黴、假單胞桿菌、瓶型酵母
阿特拉津（AT） 煙麴黴、焦麴黴、葡枝根霉、串珠鐮刀菌、粉紅色鐮刀菌、尖孢鐮刀菌、斜卧鐮刀菌、微紫青黴、皺褶青黴、平滑青黴、白腐真菌、菌根真菌、假單胞菌、紅球菌、諾卡氏菌
幼脲3號 真菌
敵殺死 產鹼桿菌
2，4－D 假單胞菌、無色桿菌、節桿菌、棒狀桿菌、黃桿菌、生孢食纖維菌屬、鏈黴菌屬、麴黴菌、諾卡氏菌、
DDT 無色桿菌、氣桿菌、芽孢桿菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、假單胞菌、變形桿菌、鏈球菌、無色桿菌、黃單胞菌、歐文氏菌、巴斯德梭菌、根癌土壤桿菌、產氣氣桿菌、鐮孢黴菌、諾卡氏菌、綠色木霉等
丙體六六六 白腐真菌、梭狀芽孢桿菌、埃希氏菌、大腸桿菌、生孢梭菌等
對硫磷 大腸桿菌、芽孢桿菌
七 氯 芽孢桿菌、鐮孢黴菌、小單孢菌、諾卡氏菌、麴黴菌、根黴菌、鏈球菌
敵百蟲 麴黴菌、鐮孢黴菌
敵敵畏 假單胞菌
狄氏劑 芽孢桿菌、假單胞菌
艾氏劑 鐮孢黴菌、青黴菌
樂 果 假單胞菌
2,4,5-T 無色桿菌、枝動桿菌
細菌降解農葯的本質是酶促反應，即化合物通過一定的方式進入細菌體內，然後在各種酶的作用下，經過一系列的生理生化反應，最終將農葯完全降解或分解成分子量較小的無毒或毒性較小的化合物的過程。如莠去津作為假單胞菌ADP菌株的唯一碳源，有3種酶參與了降解莠去津的前幾步反應。第一種酶是A tzA，催化莠去津水解脫氯的反應，得到無毒的羥基莠去津，此酶是莠去津生物降解的關鍵酶；第二種酶是A tzB，催化羥基莠去津脫氯氨基反應，產生N－異丙基氰尿醯胺；第三種酶是A tzC，催化N－異丙基氰尿醯胺生成氰尿酸和異丙胺。最終莠去津被降解為CO2和NH3。微生物所產生的酶系，有的是組成酶系，如門多薩假單胞菌DR－8對甲單脒農葯的降解代謝，產生的酶主要分布於細胞壁和細胞膜組分；有的是誘導酶系，如王永傑等得到的有機磷農葯廣譜活性降解菌所產生的降解酶等。由於降解酶往往比產生該類酶的微生物菌體更能忍受異常環境條件，酶的降解效率遠高於微生物本身，特別是對低濃度的農葯，人們想利用降解酶作為凈化農葯污染的有效手段。但是，降解酶在土壤中容易受非生物變性、土壤吸附等作用而失活，難以長時間保持降解活性，而且酶在土壤中的移動性差，這都限制了降解酶在實際中的應用。現在許多試驗已經證明，編碼合成這些酶系的基因多數在質粒上，如2，4－D的生物降解，即由質粒攜帶的基因所控制。通過質粒上的基因與染色體上的基因的共同作用，在微生物體內把農葯降解。因此，利用分子生物學技術，可以人工構建「工程菌」來更好地實現人類利用微生物降解農葯的願望。

③ 污水處理中該選擇精製石英砂還是普通石英砂

污水處理過濾所使用的水處理材料最為廣泛的就是石英砂濾料，其具有過濾效果好，價格低廉，使用方便簡單操作等優點。石英砂濾料是由採用天然石英礦石，經破碎，水洗，篩選，酸洗，烘乾，二次篩選而成的一種水處理濾料;石英砂主要成分是二氧化硅，含有氧化鐵、粘土和有機雜質。石英砂濾料外觀呈多棱形、球狀，純白色，硬度大，抗腐蝕性好，密度大，機械強度高，載污能力線使用周期長的特點，化學水處理的理想資料。單層、雙層過濾池、過濾器和離子交換器中適用，其各項指標均達到CJ/T43-1999規范。
石英砂的品質有很多，水處理使用的非常普通的石英砂濾料。另有其他種類如熔岩石英砂，高純是硬傷，精製石英砂，更好的有製造玻璃的石英砂濾料，光學石英砂等。其品質更為卓越，但是價格高貴。污水處置方面使用普通石英砂足以。使用時外表有黃皮包囊。污水處置中,污泥可以進行好氧或者厭氧呼吸,將污水中的污染物降解。

④ 污水處理

【污水處理簡介】
按污水來源分類，污水處理一般分為生產污水處理和生活污水處理。生產污水包括工業污水、農業污水以及醫療污水等，而生活污水就是日常生活產生的污水,是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物，包括：①漂浮和懸浮的大小固體顆粒；②膠狀和凝膠狀擴散物；③純溶液。
按污水的性質來分,水的污染有兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。當前對水體危害較大的是人為污染。水污染可根據污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類。污染物主要有：：（1）未經處理而排放的工業廢水；（2）未經處理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、農葯、除草劑的農田污水；（4）堆放在河邊的工業廢棄物和生活垃圾；（5）水土流失；（6）礦山污水。
污水處理[1]被廣泛應用於建築、農業,交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。
[編輯本段]【處理程度劃分】
現代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。
一級處理，
主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質，物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水，BOD一般可去除30%左右，達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理，
主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質（BOD，COD物質），去除率可達90%以上，使有機污染物達到排放標准。
三級處理，
進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂率法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後，經過格柵或者篩率器，之後進入沉砂池，經過砂水分離的污水進入初次沉澱池，以上為一級處理（即物理處理），初沉池的出水進入生物處理設備，有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反應器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床），生物處理設備的出水進入二次沉澱池，二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理，一級處理結束到此為二級處理，三級處理包括生物脫氮除磷法，混凝沉澱法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備，一部分進入污泥濃縮池，之後進入污泥消化池，經過脫水和乾燥設備後，污泥被最後利用。

⑤ 污水處理中的tss是什麼

TSS就是總懸浮固體，TSS是英語(Total Suspended Solid或者Total Suspended Substance)的縮寫，即水質中的總懸浮物。

它是指水樣通過孔徑為0.45μm的濾膜截留在濾膜上並於103～105℃ 烘乾至恆重的固體物質，是衡量水體水質污染程度的重要指標之一，計量單位是mg/L。

(5)呂梁石樓縣光學污水處理擴展閱讀：

監測總固體懸浮物：影像數據選擇

廣義的影像數據分為光學影像和雷達影像，光學數據又分為多光譜影像、多時相影像、高光譜影像等。目前國內外對懸浮固體的遙感研究大多利用光學影像，其中大多影像數據都被選作懸浮固體的反演數據。

常見的多時相數據被廣泛的應用於不同時間尺度的懸浮固體空間分布分析上。是搭載於和衛星上的一個重要的感測器，其空間解析度最大可達到，一天可過境次，實時監測能力很強。

王繁等人曾利用資料反演杭州灣表層懸浮物濃度並對其短期變異進行研究。數據屬於中等解析度影像，相比於數據解析度有很大的提高。

⑥ 污水處理設備有哪些

污水處理設備包括：生活污水處理設備、一體化污水處理設備、醫療廢水處理設備等。

拓展閱讀：污水處理 (sewage treatment,wastewater treatment)：為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用於建築、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。

⑦ 污水處理知識

按污水來源分類，污水處理一般分為生產污水處理和生活污水處理。生產污水包括工業污水、農業污水以及醫療污水等，而生活污水就是日常生活產生的污水,是指各種形式的無機物和有機物的復雜混合物，包括：①漂浮和懸浮的大小固體顆粒；②膠狀和凝膠狀擴散物；③純溶液。
按污水的性質來分，水的污染有兩類：一類是自然污染；另一類是人為污染。當前對水體危害較大的是人為污染。水污染可根據污染雜質的不同而主要分為化學性污染、物理性污染和生物性污染三大類。污染物主要有：：（1）未經處理而排放的工業廢水；（2）未經處理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、農葯、除草劑的農田污水；（4）堆放在河邊的工業廢棄物和生活垃圾；（5）水土流失；（6）礦山污水。
污水處理廠:有人調查100多座大處理廠,一半曬太陽呢,還有資金不足\成本高\效率低的,普遍效率不足70%,低的只有40%.
污水處理成本能耗情況:基本都是高能耗\低效率。
目前城市生活污水排放已是我國城市水的主要污染源，城市生活污水處理是當前和今後城市節水和城市水環境保護工作的重中之重，這就要求我們要把處理生活污水設施的建設作為城市基礎設施的重要內容來抓，而且是急不可待的事情 。

⑧ 關於污水處理廠的儀表

污水處理過程的監視與控制系統由模型、感測器、局部調節器和上位監控策略等4個部分組成。其中，感測器是污水處理廠監控系統中最薄弱，也是最重要、最基礎的環節。日益嚴格的污水排放標准導致了污水處理工藝流程和裝備的復雜化，對用於污水處理過程監視與控制的感測器的性能也提出了更高的要求，促進了污水處理領域感測器技術的發展，一些適用於污水處理過程的新型感測器相繼問世。污水處理過程是復雜的生化反應過程，所涉及的儀器儀表種類繁多，多數感測器是污水處理過程所特有的，分別應用於不同的場合，反映一個或多個特定變數的狀態信息變化。
污水處理工藝一般由機械處理、生化處理和化學處理構成，其中涉及液相、固相、氣相三種物質成分。監視這些相態的儀表可以簡單地分為通用型和特殊性兩大類。
2、污水處理過程的通用儀表
通用測量儀表包括溫度、壓力、液位、流量、pH值、電導率、懸浮固體等感測器。
①厭氧消化過程由於常常實施溫度控制，溫度感測器顯得更加重要。典型的溫度測量元件是熱電阻
②壓力測量值常常用作曝氣和厭氧消化過程的報警參數。
③液位測量用於水位監視，通常採用浮標、差壓變送器、容量測量、超聲水位檢測等方法測量。
④流量監測儀表主要有堪板、轉子流量計、渦輪式流量計、靶式計量槽、電磁流量計、超聲波流量計等。
⑤pH值是生化過程中的一個重要變數，更是厭氧消化和硝化過程的關鍵值，通常在污水處理廠都安裝有pH電極浸人污泥中，通過不同的清潔策略可以實現長期免維護。對於具有高度緩沖能力的廢水，pH值測量對過程變化可能不敏感，因此不適合於過程監督與控制，這種情況可以用碳酸鹽測量系統代替。
⑥電導率感測器用於監視進水成分的變化，同時也是化學除磷控制策略的基礎。
⑦傳統的生物量測量是根據懸浮粒子對入射光的散射及吸光度進行估計。隨著靈敏的光檢測儀的出現，能夠自動進行光效應測量的感測器得以問世。大多數商業感測器使用了一個發射低可視光或紅外光的光源，在這個區域內大多數介質表現低吸光度。生物量濃度也可根據超聲波在懸浮物和微生物之間游離溶液的速度差確定。
3、厭氧消化過程中的感測器
生物氣流量的測量在厭氧消化過程中得到廣泛採用，它可以表示反應器的總體活性。近年來一些專用技術被用來監視氣體成分。典型的實驗室方法是洗瓶分離方法，根據進瓶前和出瓶後的流量比可以確定氣體成分。例如，鹼洗瓶將能夠收集所有的C02、H2S而允許CH4通過。更專業的氣體分析儀可以直接監視氣體成分含量，如紅外吸收測量儀用來確定C02和CH4含量，專用氫分析儀也已基於化學電源研製而成。氣相H2S測量儀可以通過監視硫化物對鉛剝離的反應來確定H2S含量。
基於氣體分析的監視系統的主要問題是不能直接預測液相中相應氣體的濃度。可以直接測量溶解氫的浸入式感測器已經研製成功。燃料電池是此種感測器的核心。H2S和CH4的直接測量儀器至今未見報道。
pH測量不容易對不平衡厭氧消化槽進行檢測，特別是當混合液的鹼度高時。這種情況下可對混合液體中C02和碳酸鹽進行測量。鹼度主要取決於碳酸鹽緩沖物，因此常常被用於厭氧消化的控制策略中。碳酸鹽監視器已被開發應用於實際厭氧消化過程。
估計碳酸鹽鹼度的基本原理有兩個。其一為滴定法，先進的在線滴定感測器可以同時監視氨、碳酸鹽等不同的成分。對鹼度進行在線確定的另一方法基於對樣品酸化而得到的氣態C02的定量。可以採用氣體流量計測量所產生的氣體的體積。
所有的生物活性都可用熱量的產生來表徵。通過熱量計對熱量的測量可以直接洞察生物過程變化。污水處理過程首選的是流量熱量計。
揮發性脂肪酸(VFA)是厭氧消化過程最重要的中間產物。他們的聚集會引起pH值的降低而導致過程厭氧消化過程的失敗。通常通過VFA濃度監視作為過程性能指示，但很少實施在線感測器。最先進的測量儀器包括氣相色譜儀或高壓液相色譜儀。傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)作為在線多參數感測器可以同時提供COD、TOC、VFA等參數的測量。FT-IR不需要添加任何化學品，且只需要很少的維護，但其校準比較困難。更具可靠性的測量是採用滴定計通過兩步滴定或滴定反滴定提供采樣中的VFA含量。
生物感測器近年來在污水處理行業得到發展應用。VFA分析儀可以決定消化液體中VFA濃度；MAIA生物感測器可對代謝活性進行測量；RANTOX生物感測器用於檢測即將來臨的有機物過載及毒性負載。
4、活性污泥過程中的感測器
氧在活性污泥過程中起著非常重要的作用，且相關的曝氣費用約佔全部運行費用的40%,因此氧感測器成為廢水處理廠最廣泛的測量監視儀表。氧測量基於液體中擴散氧的電化學反應。溶解氧(DO)感測器是可靠准確的測量儀表，但必須謹慎選擇合適的測量位置，並防止結垢。目前自動清潔系統已經相當普遍，一些裝備清潔系統並可進行自校準的溶解氧感測器已有應用。DO感測器被廣泛用於曝氣過程的控制，節省了大量投資，所獲得的信息也可用於監視任何活性污泥處理過程。
呼吸量是對活性污泥呼吸速率的測量與解釋，定義為在單位時間內單位體積活性污泥中微生物所消耗的氧。它是表徵廢水和污泥動力學的常用工具。呼吸計實質上是一個反應器，測量結果易受實驗條件變動的影響。
廢水的生物可降解成分通過離線測量生物需氧量(BOD5)的標准方法獲得。BOD5是5天內有機溶質生物氧化所需溶解氧量。BOD5實驗不適於自動監視和控制，因為完成實驗需要較長時間，且很難達到一致的准確測量。廢水負載的在線測量根據短期BOD估計實現。目前使用的在線BODst方法有兩種：呼吸測量儀和微生物感測器。Vanrolleghem等提出的呼吸測量感測器RODTOX能夠監視BODst和廢水潛在毒性。該感測器有由一個恆定曝氣、完全混合的批反應器構成，內含10升污泥，可以得到大動態范圍內BODs。微生物感測器由固化電池、薄膜和一個溶解氧探測儀組成，最適合包含多種微生物的活性污泥系統。為了維護其功效，微生物BOD感測器需要精心維護與儲藏。大多數微生物BOD感測器壽命較短，從幾天到幾個月。
廢水處理廠最廣泛監視的變數是化學需氧量COD。COD自動監測儀可以每隔1~2小時進行一次自動監測，根據氧化分解的條件分為酸性法監測儀和鹼性法監測儀。COD實驗的主要限制是不能區分可生物降解和惰性有機物。
TOC表示污水中總有機碳的含量，也是表徵水體受有機物污染程度的一個指標。TOC測量的主要原理是將有機碳轉化為C02,隨後在氣相中測量這種產物，據此求出水相中有機碳濃度。典型的測量儀器是紅外線抽氣分析儀。TOC被認為是一個很好的監視參數，特別是監視排水質量。
許多廢水成分吸收紫外光。紫外線的吸收與廢水中的有機物有著密切的關系。紫外線吸光度自動監測儀引人廢水處理系統用於檢測水污染程度或評價排放質量。最近10年，光學技術取得顯著進步，使遠程與多點測量成為可能，大大方便了污水處理過程監視的實施。紅外光譜測量對於TOC、COD、BOD等特殊參數的估計與在線監視具有很大潛力。紅外光譜儀的主要缺點是光電池成分的結垢會引起靈敏度的降低，需要頻繁重校。

⑨ 實驗室廢水處理方法和裝置有哪些

實驗室廢水有很多種下面我詳細的說一下

• 氧化還原中和沉澱法

此類方法多適用於含六價鉻和具有還原性的有毒物質及金屬的有機化合物。主要用於處理含氰、含酚、含硫化物的廢水。常見的工藝過程是向廢水中加入氧化劑 ,經過氧化還原反應後 ,使高毒性的物質轉化為低毒性的物質 ,再經過混凝、沉澱將其從反應體系中除去。C r6 + 和 C r3 + 的無機物最高允許排放量分別為0. 5 mg /L 和 3. 0 mg /L。含鉻的廢液可用鐵、鋅等作還原劑 ,用廢鹼液中和沉澱後 ,轉化為難溶鹽除去。

2.硫化物沉澱法

這種方法適用於含汞、鉛等金屬的呈酸性的實驗廢水。一般是向廢水中加入硫化鈉 ,生成難溶於水的金屬硫化物 ,然後與 Fe (OH ) 3 共沉澱而分離出去。

3.絮凝沉澱法

絮凝沉澱法不僅是處理許多工業企業污水中重金屬的有效方法 ,也是實驗室廢水處理的一種可行

方法。這種方法適用於含重金屬較多的實驗廢水 ,加入合適的絮凝劑 ,在弱鹼性條件下可以形成絮狀沉澱 ,有效去除廢水中的重金屬離子 ,降低廢水的化學需氧量 ( COD ) 。

4.活性炭吸附法

這種方法多用於處理物理、化學方法不能處理的微量呈溶解狀態的有機實驗廢水。有機實驗廢水含有大量的廢溶劑、實驗殘液、有機酸等。其濃度高、排放量少的特點很適合活性炭吸附法處理。處理工藝流程為先把廢水中的有相分離出來 ,再用活 性炭吸附 , COD 的去除率可達 93%

5.焚燒法

每種處理方式都有其特定的處理性能 ,都不是萬能的。焚燒法一般適用於形成乳濁液之類的液。但要特別注意避免燃燒產生的毒氣造成二次污染。例如 ,對於只含有 C, H , O 元素的有機廢物在燃燒時一般不會造成二次污染 ,而含有鹵素 N , S等元素的有機廢物焚燒時將會釋放多種有害氣體。

6.生物實驗廢水的處置方法

處理生物實驗廢水常用的方法是熱力消毒滅菌和化學葯劑消毒滅菌。熱力消毒滅菌法是通過高溫加熱使廢水溫度達到或超過某些有害微生物存活溫度的最高極限 ,殺死細菌 ,以確保排出廢水的安全。化學葯劑消毒滅菌法則是利用各種化學葯劑對廢水中的有害微生物進行殺菌消毒處理 ,目前常用的消毒工藝有臭氧消毒、氯消毒、鹼消毒等。在實際操作中 ,可以採用熱力和化學葯劑相結合的消毒滅菌方式 ,安全有效地處理生物安全實驗室的廢水。

詳細的可以看水天藍環保裡面有詳細的解答