光合细菌在污水处理上的应用1

生物学污水处理法是指通过微生物酶的作用，分解和合成有机质。其中起主要作用的是细菌，污水中一些可溶性的有机物在胞内酶的作用下被菌体选择性地吸收；颗粒、胶体等难溶或不溶性的有机物先附着在菌体外，由菌细胞分泌的胞外酶分解成脂溶性和水溶性物质，再被菌体吸收。通过微生物体内的生化作用，反一部分有机物同化成自身，另一部分被异化成水分子有机物、二氧化碳、水等，从而使污染物质得到降解。

光合细菌兼性厌氧很强的适应性，使其在污水发酵处理中，作用日益突出。例如光合细菌（荚膜红假单胞菌）可将致癌物亚硝胺转化为无毒的化合物，对于生化需氧量（BOD）高达数千mg/L的有机废水，一些生物膜法及活性污泥法等需氧处理法难以耐受，而光合细菌则可以承受，故在处理高浓度有机废水方面具有广泛的应用前景。

环保

污水处理用量：200-1000ppm。

本文利用本课题组分离富集出的一株光合细菌处理生活污水和垃圾渗滤

液，对其处理工艺和降解有机污染物的特性进行了研究。

通过试验得到光合细菌处理这两种污水的最佳工艺条件:①当水温250C,

水力停留时(…e]48h，菌液投加量VaNi,M为1/4000. pH值为7.5，光合细菌在黑暗微

好氧条件下对生活污水有最好的处理效果，COD, BOD去除率分别为70.88

%和75.10%;②当水温250C，水力停留时间96h, pH值为8.0，光合细菌在黑暗

好氧条件下对垃圾渗滤液有最好的处理效果，CODs,和BOD，去除率分别为69.07

%和75.24 % .结合试验现象和结果，本文对光合细菌降解有机物的机理进行了

分析探讨。

为使光合细菌法能直接应用于现有废(污)水处理系统，提高和改善现有

活性污泥法的处理效果，本研究进行了光合细菌与活性污泥复配处理生活污水

和垃圾渗滤液的试验。光合细菌和活性污泥复配后，比两者单独作用时更能有

效降解有机物。传统活性污泥需要大量曝气，而光合细菌的引入，使处理体系

在微量溶解氧的条件下也能很好地处理废(污)水，在一定程度上降低了能耗。

①PSB-污泥处理生活污水时，在黑暗好氧条件下处理效果最好，CODs,和BOD5

去除率分别为85.65%和81.03% , C ODc,和BOD，值分别为32.46mg/L<60m g/L

和19.68mg/L <20mg/L，达到我国污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级排

放标准:②PSB一污泥处理垃圾渗滤液也是在黑暗曝气条件下有较好的处理效果，CODs「和BODS去除率分别为86.80% 和87.43% ,C ODs,和BOD5值分别为370.Omg/L>300 mg/L和77.57mg/L< 150mg/L, CODs「稍超出而BOD，值达到我国生活垃圾填埋污染控制标准(GB16889-1997)二级排放标准。

为了克服光合细菌在处理废(污)水中存在的一些不足，迸一步完善光合

细菌废(污)水处理技术，本研究采用了吸附和包埋两种方法固定光合细菌，

并将固定后的光合细菌引入自制的生物滤塔，对生活污水和垃圾渗滤液进行处理。①包埋法处理生活污水效果好于吸附法，当水力负荷为50m…/m… "d时，水

力停留时间约为19min, CODC;和BOD、去除率分别可达91.73%和88.85 % . CODC,和BOD，值降至22.18mg/L<60 mg/L和14.17mg/L<20 mg/L，处理出水

水质达到我国污水综合排放标准(GB8978-1996)中城镇污水处理厂一级排放标

准:②吸附法处理垃圾渗滤液的效果好于包埋法，当水力负荷为20m3/m2 "d时，

水力停留时I…HJ约为81min, CODC，和BOD，去除率分别可达96.62%和97.05%, CODC,和BODS值降至84.02 mg/L< 100mg/L和23.33 mg/L<30 mg/L,满足我

国尘活垃圾填埋污染控制标准(GB 16889-1997 )所列渗滤液排放一级标准。固

定化光合细菌法不需曝气，大大节省了能耗，产污泥量减少，明显比游离菌具

有更优的降解效果，缩短水力停留时间，同时克服了游离光合细菌沉降困难，

菌株浓度小，抗环境影响能力差等缺点。

在工艺技术试验的基础上，本文对光合细菌生物德塔法进行了技术经济分

析。结果表明，光合细菌生物滤塔法的造价成本和运行成本均低于常规二级生

物处理法，应用于废(污)水处理具有明显的经济优势。

本研究的成果已用于西藏拉萨市城市生活垃圾填埋场渗滤液的处理工程设

计中。

关健词:光合细菌，生活污水，垃圾渗滤液

光合细菌在废水处理中的应用

利用光合细菌净化高浓度有机费水，是废水生物处理法中的一个新发展。它具有有机物负荷高、占地面积小、投资废用少、动力消耗低、除氮效果好和耐盐能力强等优点，而产生的菌体又有可能作为重要的原料进行综合利用。因此正受到人们重视。

光合细菌是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称。目前用于有机废水净化的光合细菌主要是红螺菌种（Rhodospirillaceae）中的红假单胞菌属（Rhodopseudomonas）。目前已在人粪尿、家畜粪尿、食品、纤维、皮革、有机化学工业等废水的高负荷处理中获得很高的评价。

1．利用光合细菌净化废水的作用原理，六十年代日本科学家观测了高浓度的粪便污水自然放置时的菌数变化见图5-1、5-2。他们发现在BOD值高达10000毫克/升以上的污水中，异氧细菌首先大量繁殖，把高分子的碳水化和物、脂肪、蛋白质分解，产生小分子物质、单糖、挥发酸和氨基酸。接着异氧细菌渐渐减少，光合细菌则利用小分子有机物而迅速繁殖，使污水的BOD值逐渐降低到1000毫克/升以下。约二星期后，光合细菌渐渐减少，由活性污泥微生物和绿藻所代替，并进一步把污水净化到BOD值30毫克/升以下。

这一发现，揭示了自然界的高浓度有机污水是通过微生物的生态学演替而被净化的。2．利用光合细菌净化废水的方法：一般处理流程如下图6—1 6—2 6—3。

PSB处理法应用成功的关键在于基质的可溶化和保持处理系统中光合细菌的优势。还要注意加大接种量，经常补充菌体和适当加入锰、铁等重金属离子，以及尽可能地减少处理过程中的杂菌量。

3．试验及运转实例：

a)南通发酵厂（1987年）处理柠檬酸发酵废水；

b)上海交大俞吉安等（1987）应用光合细菌处理牛粪尿的工艺研究；

c)华东师大史家梁等利用光合细菌处理上海粪便污水；

d)太原工业大学吴国庆等利用光合细菌处理印染厂废水；

e)美国（1984）利用猪粪水作为红色硫黄细菌的生长基质，蛋白产率达1.8克/升（猪粪水）；

f)意大利（1987）利用养猪场废水在不同类型光合反应器中，于户外大量培养光合细菌的三年试验结果：

六十年代日本微生物学家北村博教授和光合细菌处理法的创始人小林正泰先生在实验室水平做成废水处理的模型，用豆腐工场废水（BOD约8000PPM）作为处理对象逐渐扩展，处理废水种类增多；并且先后成功地建立了一批日处理达几十、几百乃至数千吨高浓度有机废水的大中型实用系统，效果良好。再如朝鲜建设处理量600立方/日车间，1981年春正式开工，原废水BOD为30000PPM经处理后流放水BOD100PPM左右。

与活性污泥法相比有许多长处，但也有缺点，一是需要不断的添加新鲜菌体；二是菌体细胞自然沉降困难；三是有效最终BOD值在200毫克/升左右尚需活性污泥法或培养藻类等方法加以进一步处理。

针对上述三个缺点，我国也有许多单位已经研究解决了或正在研究解决，例如固定化培养光合细菌就可以解决不断地添加菌体细胞。

五、光合细菌菌体的利用

七十年代中期日本京都大学小林达治教授进行了光合细菌菌体作为鱼类饵料，产卵鸡的饲料以及柿子、密柑、西红柿、水稻等使用，不仅产量增加，而且产品质量显著改善；八十年代又研究了低分子的有机物质能被植物直接吸收，并指出连作障碍是由于土壤中有益微生物与