水處理微生物過程ppt課件-展示頁
2025-05-21 03:07本頁面
【正文】 同時，細胞物質同時也在進行自身的氧化分解，即內(nèi)源代謝或內(nèi)源呼吸。 03:12 8 ?礦化 (mineralization) 礦化是將有機物完全無機化并獲取能源和小分子營養(yǎng)質的過程，是與微生物生長相關的過程。 03:12 5 ? 微生物代謝活性 — 微生物種類、生長期 ? 目標污染物特征 — 空間結構、分子量大小、元素組成、毒性 ? 環(huán)境因素 — 營養(yǎng)、溫度、 pH、氧化還原電位 影響微生物催化降解的因素 03:12 6 生物凈化的進展 ?通過現(xiàn)代分子生物學技術加深對微生物的認識； ?以基因工程手段改變或強化微生物有效功能的表達，獲得高效工程菌株； ?構建微生物功能菌群； ?營造適合作用的代謝環(huán)境； ?工程技術方法的發(fā)展促進相關微生物工藝。 微生物過程 王 志 平 Microbial process in wastewater treatment 03:12 2 一、環(huán)境污染的生物效應 生物監(jiān)測 生物效應檢測 有機物 重金屬 營養(yǎng)鹽 氣態(tài)污染 生物污染 污染項目 生態(tài)系統(tǒng) 遷移轉化 生物轉化 生物濃縮 生物積累 生物放大 種群結構變化 個體行為變化 組織器官變化 分子水平變化 生物群體 生產(chǎn)活動 交通運輸 生活消費 環(huán)境風險評價 03:12 3 微生物凈化的本質 ? 微生物需要從外界獲得能量以維持 自身生命活動及增殖 ，在此過程中通過自身生理代謝活動實現(xiàn)受污染環(huán)境中 有機污染物 、 氮磷 等營養(yǎng)鹽及某些 重金屬離子 的遷移轉化，實現(xiàn) 污染物的無害化、穩(wěn)定化化 ； ? 微生物是自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的 最終分解者， 然而，由于微生物代謝是通過 酶催化 完成的，而酶催化有專一性 ，因此根據(jù) 污染物的特征需要有不同的微生物參與其分解凈化。 03:12 4 微生物催化降解的必要條件 ? 存在含有某種降解酶的 微生物 ； ? 污染物必須是具有 適宜酶的微生物 可獲得的 (胞內(nèi)酶對應小分子，胞外酶對應大分子 )； ? 適宜的環(huán)境及營養(yǎng)條件。 03:12 7 二、有機污染物的降解 ? 有機污染物的生物凈化一般被稱為 生物降解 ； ? 微生物分解有機物的能力是 巨大 的； ? 依據(jù)微生物對有機物的降解能力大小可分為 易生物降解 的、 難生物降解 的和 不可生物降解 的； ? 生物降解過程是以 微生物的代謝為核心 ，污染物在分解過程中則 遵循物理化學原理 ，其 危害和 暴露過程對環(huán)境的影響 是環(huán)境毒理學關心的內(nèi)容。 ?共代謝 (cometabolism) 共代謝是需要有另一種基質的代謝提供能源和營養(yǎng)質，由非專一性酶促反應完成的復雜污染物降解過程，一般僅使有機物分子得到修飾或轉化，但不能使其完全分解。 外源有機物充足時，消耗的細胞組分會被持續(xù)更新，微生物自身的氧化分解并不明顯；而在外源基質不足時，微生物的內(nèi)源呼吸作用則成為向微生物提供能量、維持其生命活動的主要方式。 03:12 11 好氧有機物分解過程 03:12 12 TCA 生物氧化的一般過程 糖 三酯酰甘油 蛋白質 葡萄糖 脂酸 +甘油 氨基酸 乙酰 CoA 2H 呼吸鏈 H2O ADP+Pi ATP CO2 03:12 13 在溫度適宜、溶解氧充足的條件下，微生物的增殖速率主要與微生物(M)與基質 (F)的相對數(shù)量，即 F／ M相關； 在靜態(tài)培養(yǎng)條件下，隨著時間的延長，基質濃度逐漸降低，微生物的增殖經(jīng)歷 適應期 、 對數(shù)增殖期 、 衰減期 及 內(nèi)源呼吸期 。 ?發(fā)酵過程產(chǎn)生的 H2很少，主要由 丙酮酸脫水 形成，與專性 厭氧氧化 產(chǎn)氫的機理不同。 03:12 17 (2)發(fā)酵 (酸化 )階段 ? 溶解性小分子有機物進入發(fā)酵菌 (酸化菌 )細胞內(nèi)，在胞內(nèi)酶作用下分解為 揮發(fā)性脂肪酸 (VFA)，如乙酸、丙酸、丁酸以及乳酸、醇類、二氧化碳、氨、硫化氫等，同時合成細胞物質。 ? 其中重要的類群有梭狀芽孢桿菌 (Clostridium)和擬桿菌 (Bacteriodes)。 ?發(fā)酵酸化階段的產(chǎn)物丙酸、丁酸、乙醇等，在此階段經(jīng)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌作用轉化為乙酸、氫氣和二氧化碳。 ?利用乙酸產(chǎn)甲烷的菌有 索氏甲烷絲菌(Methanothrix soehngenii)和 巴氏甲烷八疊球菌 (Methanosarcina barkeri) ?產(chǎn)甲烷菌都是嚴格厭氧菌，要求生活環(huán)境的氧化還原電位 在 150～ 400mV范圍內(nèi)。 03:12 21 (1)硫酸鹽還原 ?在特定條件下，硫酸鹽或亞硫酸鹽會被硫酸鹽還原菌 (sulfate reduction bacteria，SRB)在其氧化有機污染物的過程中作為電子受體而加以利用，并將它們還原為硫化氫。 03:12 22 根據(jù)利用底物的不同， SRB分為： ?氧化氫的硫酸鹽還原菌 (HSRB)； ?氧化乙酸的硫酸鹽還原菌 (ASRB)； ?氧化較高級脂肪酸的硫酸鹽還原菌(FASRB)。 03:12 23
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