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城市生活垃圾生物处理中主要的微生物



录入时间:2012-1-17 16:47:34 来源:互联网

    MSW生物处理技术主要包括好氧和生物处理。好氧生物处理如:好氧堆肥、生物反应器填埋等,其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、真菌等微生物种群。生物处理,如:消化、填埋等,其工艺中的微生物又称“瘤胃微生物”,主要有水解细菌、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。

一、 城市生活垃圾好氧生物处理中的微生物

1、 细菌

    在MSW好氧生物降解过程中,细菌凭借强大的比表面积,可以快速将可溶性底物吸收到细胞中,进行胞内代谢。总的来说,其数量要比放线菌和真菌多得多。当然,在不同的环境中分离的细菌在分类学上具有多样性,主要有假单胞菌属(pseudomonas)、克雷伯氏菌属(klebsiella)以及芽孢杆菌属(bacillus)的细菌。在堆肥过程中,细菌总数的变化趋势是高-低-高。堆肥初期,有机废物中携带有的大量细菌分解有机物质释放能量,使堆体温度上升,此时,常温细菌受到抑制,嗜温细菌活跃;当堆温升至高温阶段,只有少量的嗜热细菌可以活动;高温期过后,随着有机成分的减少,堆体温度降低,嗜温及常温细菌又开始活跃,使细菌总数上升。整个好氧降解过程中,嗜温细菌是堆肥系统中最主要的微生物。

2、放线菌

    放线菌具有多细胞菌丝,可以分解一些纤维素,并溶解木质素。它比真菌能够忍受更高的温度和pH值,在垃圾生物降解的高温阶段是分解木质纤维素的优势菌群。研究表明,诺卡氏菌(nocardia)、链霉菌(streptomyces)、高温放线菌(thermoactinomyces)和单孢子菌(micromonospora)等在MSW好氧堆肥中占优势[1]。

3、 真菌

    在MSW生物降解过程中,真菌对垃圾有机成分的分解和稳定化起着重要的作用。真菌不仅能分泌胞外酶,水解有机物质,而且由于其菌丝的机械穿插作用,还对物料起一定的物理破坏作用,促进生化反应。温度是影响真菌生长的重要因素之一,堆肥过程中随着温度的升高,真菌的菌落数开始减少,在64℃左右,嗜热性真菌几乎全部消失。当温度下降到60℃以下时,嗜温性真菌和嗜热性真菌又都会重新出现在堆肥中。

二、 生物处理微生物

    MSW的生物处理依次分为水解、产氢产酸和产甲烷三个阶段,每个阶段各有其独特的微生物类群起生物降解作用。

1、水解细菌

    水解阶段水解细菌利用胞外酶对有机物进行体外酶解,使固体物质变成可溶于水的物质,然后细胞将其吸收,水解成不同产物,该阶段起作用的细菌为水解细菌。Hungate分离出了以下几种水解菌:(1)产琥珀酸拟杆菌属,(2)湖生(lochheadii)芽孢菌属,(3)柱孢梭菌属,(4)生黄瘤胃球菌,(5)白色瘤胃球菌落,(6)溶纤维丁酸弧菌。同时还分离出纤维酶B—1,4—葡聚糖酶,外B—1,4—葡聚糖酶和纤维素二糖酶。

2、 产氢产乙酸菌群

    产氢产乙酸菌群是将第一阶段发酵产物如丙酸等三碳以上有机酸、长链脂肪酸和醇类等氧化分解成乙酸和分子氢。在卫生填埋场中已分离出产氢产乙酸菌布氏甲烷杆菌属和G株布氏甲烷杆菌属等。

3、 产甲烷菌群

    甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸等C类化合物为基质,将其转化为甲烷。在卫生填埋场中,产甲烷菌群分杆状菌、球状菌和八叠球菌三类。杆状产甲烷菌通常呈弯曲、链状或丝状,此类细菌有史密斯甲烷短杆菌属、甲酸甲烷杆菌属、巴氏甲烷杆菌属、反刍甲烷短杆菌属、史密斯甲烷杆菌属、嗜热自养甲烷杆菌等;球状产甲烷细菌直径为0.3~5微米,球形细胞呈正圆形或椭圆形,成对排列成链状。此类细菌有巴氏甲烷八叠球菌、范尼氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、马氏产甲烷球菌、海生产甲烷球菌及嗜热无机营养甲烷球菌等。八叠球状产甲烷菌,其细胞繁殖成规则、大小一致的类似砂粒的堆积物,有227巴氏甲烷八叠球菌、巴氏甲烷八叠球菌、嗜热甲烷八叠球菌等。

 

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