如何利用微生物生态学的原理来控制环境中的有害微生物

如何利用有益微生物控制有害微生物~

在有限的资源环境里增加有益微生物的数量必然使有害微生物数量减少。这是基本的，还有些微生物可以分泌一些物质来抑有害微生物的生存。

微生物在污水生物处理中的作用
一、污水生物处理的特征
（一）、污水与污水生物处理
污水中的污染物质成分极其复杂。一般生活污水的主要成分是代谢废物和食物残渣。工业废水可能含有较多的金属、酚类、甲醛等化学物质。此外污水中还含有大量非病原微生物和少量病原菌及病毒。污水的生物处理就是以污水中的混合微生物群体作为工作主体，对污水中的各种有机污染物进行吸收、转化，同时通过扩散、吸附、凝聚、氧化分解、沉淀等作用，以去除水中的污染物。因此，污水生物处理实际上是水体自净的强化，不同的是，在去除了污水中的污染物后，必须将微生物从出水中分离出来，这种分离主要是通过微生物本身的絮凝和原生动物、轮虫等的吞食作用完成的。
（二）、生化需氧量及生物处理的应用
在污水处理中，通常是以有机物在氧化过程中所消耗的氧量这一综合性指标来表示有机污染物的浓度，如生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）。生化需氧量是指在特定的温度和时间（通常这5 d、20℃下，微生物分解污水中有机物所消耗的氧量，称为BOD5。BOD5约占生化需氧总量的2/3，故采用BOD5来表示污水中可降解有机物的浓度是比较合适的。但污水中有机物并不是都能较快降解的，在工业废水中，可以结合COD等指标表示有机污染物的浓度。
只有BOD高的废水才适宜采用生物处理，COD很高但BOD不高的废水不宜采用生物处理。对于有毒的废水，只要毒物能降解，就可用生物法处理，关键是控制毒物浓度和驯化微生物。
（三）、污水生物处理的效果
污水经过生物处理后，其中的杂质和污染物质能以某种形式（如生物絮凝作用）被分离除去，或被转为无害的物质。例如，城市生活污水经生物处理后，活性污泥法的BOD和SS（悬浮性固体）去除率都在90%左右；生物滤池法BOD去除率在80%、SS去除率在90%左右。
生物处理还能减少城市污水中的病原微生物和病毒，但浓度仍然较高，因此，出水和剩余污泥都要消毒。
二、污水生物处理方法
根据微生物对O2的需求不同，污水生物处理可分为好氧处理和厌氧处理两大类。根据构筑物的不同类型以可分为多种方法（表10-1）。
（一）、好氧生物处理
好氧生物处理是在水中有溶解氧存在的条件下，借好氧和兼性厌氧微生物（其中主要是好氧菌）的作用来进行的。在处理过程中，绝大多数的有机物都能被相应的微生物氧化分解。整个好氧分解过程可分为两个阶段。第一阶段，主要是有机物被转化为CO2、H2O、NH3等；第二阶段，主要是NH3转化为NO2和NO3。
用好氧法处理污水，基本上没有臭气，处理所需的时间比较短，如果条件适宜，一般可去除BOD580～90%以上。
根据处理构筑物的不同，好氧生物处理的方法可分为活性污泥法、生物膜法、氧化塘等。其中活性污泥法和生物膜法应用最广泛。
（二）厌氧生物处理
套氧生物处理是在无氧的条件下，借厌氧和兼性厌氧微生物（其中主要是厌氧菌）的作用来分解污水中有机物的，也称厌氧消化或厌氧发酵。
有机物厌氧分解的钱过程是由三类生理上完全不同的细菌分三个阶段完成的（图10-4）。第一阶段，复杂有机物如纤维素、蛋白质、脂肪等在微生物作用下降解为简单的有机物如粮类、有机酸、醇等，是水解、发酵阶段；第二阶段，由产氢产乙酸细菌群将有机酸等转化成乙酸、H2及CO2，为产氢产乙酸阶段；第三阶段，在产甲烷细菌作用下将乙酸（包括甲酸）、CO2、H2转化为CH4，是产甲烷阶段。
厌氧生物处理主要应用于有机污泥和高浓度有机污水的处理。由于是密闭发酵，所以在处理过程中不影响周围环境；同时隔绝空气又加以高温发酵，可以钉死寄生虫卵和致病菌；并且可以产生生物能源甲烷。因此厌氧消化法近年来渐渐受到重视，但由于所需时间长，对设备要求严格，因而影响其迅速推广。
三、污水生物处理中的微生物群落及其作用
（一）、活性污泥微生物群落及其作用
活性污泥是指由细菌、微型动物为主的微生物与胶体物质、悬浮物质等混杂在一起形成的，具有很强吸附分解有机物的能力和良好沉降性能的绒絮状颗粒。活性污泥中生存着各种微生物，构成了复杂的微生物群落。其中主要的微生物是细菌（以好氧性异养菌为主）和原生动物，此外尚有酵母菌、丝状霉菌、单胞藻类、轮虫线虫等。
1、活性污泥中的细菌及其作用 活性污泥中细菌的数量约为108～109
个/ mL，它们是去除水中有机污染物的主力军。最常出现的优势种群是：产碱杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属、假单孢菌属、动胶菌属，其次尚有无色杆菌、诺卡氏菌、蛭弧菌、分枝蒜苗、硝化细菌、大肠埃希氏菌等。它们全部是化能异养菌，多数为革兰氏阴性菌，可以有效地分解废水中的有机污染物。

二、微生物生长的控制途径
1. 遗传学特性 2. 培养基组成 3. 培养条件
三、微生物生长的控制因素
（一）化学因素
1.杀菌剂又称为抗微生物剂，是一类能够杀死或抑制微生物生长的化学物质。 可分为抑菌剂、杀菌剂和溶菌剂。
2.抗代谢剂抗代谢剂就是与生长因子结垢类似的特殊化学物质。
3.抗生素 抑制细菌细胞壁合成、破坏细胞膜、干扰氧化磷酸化以及抑制蛋白质和核酸合成。
4. pH(氢离子浓度) 每种微生物都有其最适pH值和一定的pH范围。
5.氧化还原电势对好氧菌的影响较大。
6.盐、碱和金属离子 影响渗透压
微量的金属离子对微生物的生命活动有着重要作用。
（二）化学因素
1. 温度
每种微生物都有自己的生长温度三基点：最低生长温度、最适生长温度和最高生长温度；此外还有致死温度。
根据微生物最适生长温度的高低，将微生物分为三类。 温度对生长速率的影响为曲线型。
温度升高时，生长速率倍增，但超过最适生长温度时，生长速率都很快下降。 大多数微生物对低温有较强的抵抗力，低温下微生物生长代谢缓慢甚至停止。
微生物对高温较敏感，高温对菌体蛋白质、核酸、酶有破坏作用。 2. 电磁辐射 紫外线、γ射线、X射线 3. 渗透势
细胞内溶质浓度与胞外溶质浓度（如0.85％NaCl溶液）相等时的状态，称为等渗状态。
溶液的溶质浓度高于胞内溶质浓度，则称为高渗溶液，能在此环境中生长的微生物，称为耐高渗微生物。当溶质浓度很高时，细胞就会脱水，发生质壁分离，甚至死亡。盐渍（5%～30%食盐）和蜜饯（30％～80％糖）可以抑制或杀死微生物，这是一些常用食品保存法的依据。
若溶液的溶质浓度低于胞内溶质浓度，则称为低渗溶液，微生物在低渗溶液中，水分向胞内转移，细胞膨胀，甚至胀破。
4. 干燥
水分活度（Activity of the water, Aw）是用来表示微生物在天然环境可人为环境中实际利用游离水的含量。是指在相同条件下，密闭容器内该溶液的蒸汽压(p)与纯水蒸汽压(p0)之比，即Aw= p/p0 。
干燥环境(aw＜0.60～0.70）条件下，多数微生物代谢停止，处于休眠状态，严重时引起脱水，蛋白质变性，甚至死亡，这是干燥条件能保存食品和物品，防止腐败和霉变的原理。不同微生物在不同的生长时期对干燥的抵抗能力不同。 一般细菌AW min=0.90 酵母菌AW min=0.88 嗜盐细菌AW min=0.75 霉 菌AW min=0.80 耐渗透压酵母菌AW min= 0.60 四、微生物生长的控制方法 （一）微生物生长的控制理论
1. 微生物生长速率与营养物质浓度

2. 微生物生长的连续培养理论

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密山市15060084399： 如何运用生态学方法来解决环境问题,谈谈你的想法. - ？
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密山市15060084399： 跪求大侠详解:1.利用生态学原理说明制定废水排放标准的原因? 2.解释无氧条件下有机污染物去除率较低的原 - ？
于伏多力： 你该去找一本 环境工程微生物学的书,或水污染控制工程 里面详细说明你问的问题 简单回答一下问题:1.废水排放如果没有标准,超标排放,会影响生物的生存环境,进而影响生态系统2. 无氧条件下,微生物不能进行有氧呼吸,利用的有机物...

密山市15060084399： 1.为何要考虑废水中BOD:N:P的比例? 2. 利用生态学原理说明制定废水排放标准的原因 - ？
于伏多力： 因为采用微生物代谢处理废水,要考虑微生物代谢的机理,微生物代谢都要经过以下生命周期,即停滞期,对数生长期平衡生长期和衰亡期.废水中的有机物就是靠微生物的生命代谢而去除的,所以他的营养比很重要,C:N:P一般为300-200:5:1营养比失衡会影响微生物对有机物的去除和代谢.

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