環(huán)境生物技術(shù)概論ppt課件-資料下載頁
2025-05-12 12:26本頁面
【正文】 c Kcdt ?12Kcdcd t K C?? ?Founded in 1895 37/46 微生物的增殖 ? 微生物菌群的生長表現(xiàn)為適應(yīng)期、對數(shù)增殖期、衰減期和內(nèi)源呼吸期 ? 對數(shù)期微生物增殖速率和自身濃度成一級反應(yīng)，細(xì)胞數(shù)量按指數(shù)增殖 ? 衰減期微生物生長與殘余有機(jī)物濃度成一級反應(yīng) ? 內(nèi)源呼吸階段微生物代謝自身細(xì)胞，總量減少 靜態(tài)培養(yǎng)微生物生長曲線 Founded in 1895 38/46 溶解氧的提供 ? 溶解氧是影響好氧生物處理過程的重要因素，充足的溶解氧有利于好氧生物降解過程的順利進(jìn)行 ? 溶解氧的需求量與微生物的代謝過程密切相關(guān) ? 不同的好氧生物處理過程和工藝中，溶解氧的提供方式不同，如在廢水好氧生物處理過程中，溶解氧可以通過鼓風(fēng)曝氣、表面曝氣、自然通風(fēng)等方式提供 Founded in 1895 39/46 好氧過程的控制 ? 在有機(jī)物的好氧分解過程中，有機(jī)物的降解、微生物的增殖及溶解氧的消耗這三個過程是同步進(jìn)行的，也是控制好氧生物處理成功與否的關(guān)鍵過程 ? 即： 底物消耗速率、菌體生長速率、溶氧消耗速率及其對應(yīng)的控制策略 Founded in 1895 40/46 厭氧生物處理的基本原理 ? 厭氧生物處理是在無氧條件下，利用多種厭氧微生物的代謝活動，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無機(jī)物和少量細(xì)胞物質(zhì)的過程 ? 無機(jī)物質(zhì)主要是生物氣即沼氣和水 ? 沼氣的主要成分是 2/3的甲烷和 1/3的二氧化碳 有機(jī)物厭氧分解過程 Founded in 1895 41/46 厭氧生物分解有機(jī)物的過程 ? 水解階段 – 復(fù)雜有機(jī)物在發(fā)酵性細(xì)菌的胞外酶作用下分解為溶解性的小分子有機(jī)物 – 過程緩慢，是厭氧降解的限速階段 ? 發(fā)酵階段（酸化） – 溶解性小分子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，在胞內(nèi)酶作用下分解為揮發(fā)性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸及乳酸、醇類、二氧化碳、氨、硫化氫等 – 同時合成細(xì)胞物質(zhì) ? 產(chǎn)乙酸階段 – 發(fā)酵酸化階段產(chǎn)生的丙酸、丁酸、乙醇等經(jīng)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用轉(zhuǎn)化為乙酸、氫氣和二氧化碳 ? 產(chǎn)甲烷階段 – 產(chǎn)甲烷菌利用乙酸（ 70%）： CH3COOH→CH 4+CO2 – 產(chǎn)甲烷菌利用 H2和 CO2（ 30%）： H2+CO2→CH 4+H2O Founded in 1895 42/46 水解處理 ? 水解處理是指將厭氧過程控制在水解或酸化階段、利用兼性水解產(chǎn)酸菌將復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡單有機(jī)物 ? 不僅能降低污染程度，而且降低污染物的復(fù)雜程度，提高后續(xù)好氧生物處理的效率 Founded in 1895 43/46 缺氧處理 ? 沒有分子氧存在的條件下，一些特殊的微生物類群可以利用含有化合態(tài)氧的物質(zhì)，如硫酸鹽、亞硝酸鹽和硝酸鹽等作為電子受體，進(jìn)行代謝活動 – 硫酸鹽還原：硫酸鹽還原菌將硫酸鹽或亞硫酸鹽還原為硫化氫；此過程與產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌存在底物競爭；需要較高 COD含量 – 反硝化：脫氮微生物還原硝酸鹽或亞硝酸鹽為氣態(tài)氨或者氨氧化物 ? 實(shí)際運(yùn)行的生物處理過程往往是好氧、厭氧、缺氧過程的組合形式 Founded in 1895 44/46 微環(huán)境 ? 微生物生存環(huán)境的微小性決定了微生物處理過程的復(fù)雜性和特殊性 ? 供養(yǎng)充足的好氧生物反應(yīng)器內(nèi)，好氧生物分解占據(jù)主流反應(yīng)，但局部也可存在缺氧環(huán)境和缺氧反應(yīng) ? 分析污染物的去除機(jī)理時，必須考慮微環(huán)境的影響 Founded in 1895 45/46 影響生物降解的因素 ? 微生物的活性 – 不同種類、不同生長期的微生物活性不同 – 可以通過適應(yīng)和馴化提高微生物的活性 ? 目標(biāo)化合物的特征 – 結(jié)構(gòu)簡單、分子量小的化合物易降解 – 特殊化合物的降解規(guī)律有待發(fā)現(xiàn) – 化合物濃度也有很大影響 ? 環(huán)境因素 – 營養(yǎng)：碳源 /氮源 /微量元素等 – 溫度：酶活力 /細(xì)胞活力 /化合物溶解度等，最適 – pH：酸 /中 /堿性，最適 – 氧：好氧 /厭氧 /兼性 Founded in 1895 46/46 生物處理過程控制 ? 基質(zhì)控制：根據(jù)污染物的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)奈⑸锛捌涮幚磉^程 ? 細(xì)胞停留時間控制：沉淀和回流生物量 /生物附著生長系統(tǒng) ? 負(fù)荷控制：污染物與微生物的接觸時間，達(dá)到效果與成本的平衡
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