2.5 .1 有机物(污染物)的生物转化和分解.ppt

* * 2.5 .1 有机物（污染物）的生物转化和分解 第一节 微生物对有机物的分解作用 第二节 有机物的生物分解性 第三节 不含氮有机物的生物分解 第四节 含氮有机物的生物分解 第五节 微生物对无机元素的转化作用 第一节 微生物对有机物的分解作用 基本概念： 有机物的生物分解：通过一系列的生化反应，最终将有机物分解成小分子有机物或简单无机物的过程 根据是否有氧气存在的条件下进行，生物分解分为好氧分解和厌氧分解两种。 好氧分解最终产物是稳定而无臭的物质，包括二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。 厌氧分解最终产物主要是甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等。 生活污水中的有机物主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪。 工业废水中有机物成分复杂，除具有和生活污水相似的有机组分外，还可能有有机酸、醇、醛、酮、酚、胺、腈等。 第一节 微生物对有机物的分解作用 有机物的好氧生物分解分为两部分：一部分以用于细胞合成，另一部分用于呼吸产能。 内源呼吸：微生物生长过程中，细胞物质的氧化 正常情况下，各类微生物细胞物质成分相当稳定，因此，常用C5H7NO2表示细菌。 好氧生物分解基本理论 第一节 微生物对有机物的分解作用 3阶段： 1）发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段） 2）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段） 3）产甲烷阶段 4类群： 1）发酵细菌 2）产氢产乙酸细菌 3）同型产乙酸细菌群 4）产甲烷细菌 厌氧生物分解基本理论：3阶段4 类群理论 三阶段4类群理论 1 发酵细菌作用阶段 碳水化合物 蛋白质 类脂 （1）原理： 胞外酶 单糖 氨基酸 脂肪酸 发酵 醇 低级脂肪酸 （2）参加的微生物： 发酵细菌群 梭菌属（Clostridium) 丁酸弧菌属（Butyrivibrio） 拟杆菌属（Bacteroides) 大多专性厌氧；适宜pH4.5～8 （3）特性 第一节 微生物对有机物的分解作用 2 产乙酸细菌作用阶段 上阶段产物 （丙酸、丁酸、醇等） 醋酸、甲胺 CO2、H2 （1）原理 （2）参加的微生物 产氢产乙酸细菌群 同型产乙酸细菌群 互营单胞菌属 互营杆菌属 梭菌属 暗杆菌属 绝对厌氧菌或兼性厌氧菌； 适宜pH 4.5～8 三阶段4类群理论 （3）特性： 第一节 微生物对有机物的分解作用 3 产甲烷细菌作用阶段 （1）原理 H2、CO2、CH3COO CH3NH2、CH3OH CH4 （2）参加的微生物 产甲烷细菌群 产甲烷杆菌属 产甲烷短杆菌属 产甲烷球菌属 ▲严格厌氧菌 ▲中温菌对温度敏感 ▲ pH 适宜6.8~7.2 ▲增殖速率慢 三阶段4类群理论 （3）特性： 第一节 微生物对有机物的分解作用 厌氧消化三阶段四类群 废水中有机物 脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类 乙酸 H2 + CO2 发酵性细菌 Ⅰ 产氢产乙酸细菌 Ⅱ 同型产乙酸细菌 产甲烷细菌 CH4 Ⅲ 第一节 微生物对有机物的分解作用 三阶段4类群理论 第二节 有机物的生物分解性 有机物的生物分解性试验方法 （1）易生物分解试验 评价有机物是否很容易被生物完全分解。 （2）本质性生物分解试验 评价有机物是否具有被生物分解的性质。 （3）生物分解模拟试验 评价有机物在特定环境下的生物分解性。 第二节 有机物的生物分解性 有机物的生物分解性评价步骤 第二节 有机物的生物分解性 影响因素 有机物生物降解性与有机物分子结构有关系，受有机物浓度、共代谢、有机物相互作用、微生物相互作用等的影响。 污水中有机物生物分解性评价标准 最常采用BOD/COD比值 BOD/COD 0.4-0.6 可生物处理性良好 0.2 BOD/COD 0.4 较难生物处理 BOD/COD0.1 难以生物处理 第三节 不含氮有机物的生物分解 基本概念： 不含氮有机物： 碳水化合物、脂肪、酚、醛、酮、某些有机酸、 烃和合成洗涤剂等。 碳水化合物是由碳、氢和氧3种元素组成。占到生活污水中有机物的40－50%。 单糖：葡萄糖 二糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖 多糖：淀粉、纤维素、半纤维素 碳水化合物 第三节 不含氮有机物的生物分解 一 碳水化合物的分解 葡萄糖 糖酵解作用 丙酮酸 发酵 有氧 无氧 各种发酵产物 三羧酸循环 被彻底氧化生成CO2和水，释放大量能量。 碳水化合物 水解 脂肪由碳、氢和氧几种元素组成。比较稳定，也能被荧光杆菌、绿浓杆菌、灵杆菌等微