微生物技术的应用.PDFVIP

微生物技术的应用 ——污水处理 生命科学学院 生物技术1班 王雪 我国水污染现况 • 据水利部调查，我国03年全国废污水排 放量将达到640亿吨。其中，海河、黄 河、辽河、淮河污染最为严重，地下水 水质有恶化趋势。 • 全国农村中约有6300多万人饮用高氟 水，200万人饮用高砷水，3800多万人 饮用苦咸水，1.9亿人饮用水有害物质含 量超标。 • 中国预防医学科学院环境卫生监测所进 行的饮用水监测显示，水质量问题已经 非常严重。全国26个省、区的180个县 市，有43.3% 的人在喝着不安全的水。 ——黄河水污染（左图） 微生物污水处理应用原理 在污水处理过程中，可以利用生物降解作用去除污染物质。生物降解是指由生 物催化的复杂化合物的分解过程。利用生物处理技术进行污染物的无害处理已 有近100年的历史。生物处理的主体是微生物, 生物降解过程本身以微生物的代 谢为核心，化合物在分解过程中则遵循化学原理。 在实际应用中,微生物一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解,转化的 作用.有机物的转化广义上可定义为两种： 1.矿化（mineralization）：将有机物完全无机化的过程，是与微生物的生长过 程相关的过程。 2.共代谢（co-metabolism ）：有些合成的有机化合物不能被微生物降解，但若 有另一可供作碳源和能源的辅助基质存在，它们则可被部分降解，这个作用称 为共代谢。共代谢不仅包括微生物在正常生长代谢过程中对非生长基质的共同 氧化（或其他反应），而且也包括了休止细胞（resting cell）对非生长基质的 转化。共代谢的机理目前尚不十分清楚，认为是由非专一性的酶促反应完成 的。共代谢现象的存在已得到普遍证实。 微生物污水处理的方法 在污水处理的过程中,根据环境可以分为好氧处理和厌氧处 理两个过程: 1.好氧处理： 在有氧条件下，有机物在好氧微生物的作用下氧化分解， 有机物浓度下降，微生物量增加。在这一过程中，有机物 的降解、微生物的增殖、溶解O2 的消耗这三个过程是同步 进行的，也是控制好氧生物处理成功与否的三个关键过 程。 2. 厌氧处理： 在厌氧条件下，利用多种厌氧或兼性厌氧微生物的代谢活 动，将有机物转化为无机物和少量细胞物质的过程。厌氧 生物处理一般分为四个阶段：水解，发酵，产乙酸，产甲 烷。这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。沼气的 主要成分是CH4和CO2 。 （1）水解阶段 复杂有机物首先在发酵性细菌产生的胞外酶作用下分解为 溶解性的有机分子。通常缓慢，是限速阶段。 （2 ）发酵（酸化）阶段 溶解性小分子有机物进入发酵菌（酸化菌）细胞内，在 胞内酶作用下分解为VFA ，同时合成细胞物质。 （3 ）产乙酸阶段 发酵酸化阶段的产物丙酸、丁酸、乙醇等，在此阶段经产 氢产乙酸菌作用下转化为乙酸、H2 、CO2 。 （4 ）产甲烷阶段 产甲烷菌产生甲烷：CO2 + H2 —— 〉CH4 + H2O CH3COO- —— 〉CH4 + CO2 污水的微生物处理的几种方法 1. 活性泥法：自1914年创建，一直在污水处理中占首要地位。其处理装置是由 曝气池和沉淀池两个部分组成。曝气池高度充气，污水在其中和活性泥不断 混合，水中的有机质被污泥吸附，部分被氧化分解，部分随