微生物对污染物的分解与转化.ppt

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1、主要教学内容：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典型不含氮有机物的分解第四节典型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六节生物对污染物的浓缩与吸附作用第九章微生物对污染物的分解与转化教学目的要求：掌握：1、生物分解的一般特点与分类。2、有机物好氧生物分解及厌氧生物分解的概念、最终产物及其特点。3、有机物的好氧生物分解过程及厌氧生物分解过程。第一节微生物对有机物的分解作用*一、生物分解的一般特点与分类（一）、有机物生物分解的一般特点微生物对有机物的分解作用称为“生物分解

2、”或“生物降解”。有机物的生物分解是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无机物的过程。污水中有机污染物的生物分解过程见下图。第一节微生物对有机物的分解作用图9-1有机污染物在污水生物处理过程中的转化途径第一节微生物对有机物的分解作用（二）、生物分解的分类生物分解根据是否有氧气存在，分为好氧分解和厌氧分解两种类型。有机物在有氧情况下的微生物分解，叫好氧分解。好氧分解是好氧微生物（包括兼性微生物，主要是好氧细菌和兼性细菌）活动的结果。第一节微生物对有机物的分解作用有机物在无氧情况下的微生物分解，

3、叫厌氧分解。是厌氧微生物（包括兼性微生物，主要是厌氧细菌和兼性细菌）活动的结果。好氧分解与厌氧分解相比，有机物的好氧分解速率快，分解程度彻底，转化为细胞的比例大等特点。第一节微生物对有机物的分解作用1、有机物好氧分解的最终产物有机物中的元素（C、H、N、P、S）经好氧分解的最终产物主要是：二氧化碳、水、硫酸盐、磷酸盐等。分解反应概括地表示如下：第一节微生物对有机物的分解作用C→CO2+碳酸盐和重碳酸盐H→H2ON→NH3→HNO2→HNO3S→H2SO4P→H3PO4上式中的各种酸又可与水中的碱性物质作用，形

4、成相应的盐类。第一节微生物对有机物的分解作用2、有机物厌氧分解的最终产物有机物中的元素（C、H、N、P、S）经厌氧分解的产物主要是：甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等。分解反应概括地表示如下：C→有机酸（脂肪酸）等→CO2、CH4N→氨基酸→NH3+有机酸S→H2S（有臭味、能和废水中的铁形成黑色的硫化铁）P→PO43-第一节微生物对有机物的分解作用图9-2此时有机物有2/3合成菌体，1/3分解。第一节微生物对有机物的分解作用二、有机物的好氧分解*有机物的好氧分解过程：注意：上述生物氧化过程同时存在着内源呼吸。当有

5、机物充足时，细胞物质大量合成，内源呼吸不显著，所以图中未表示细胞物质的氧化过程。有机物几乎耗尽时，内源呼吸成为供应能量的主要方式，最后细菌由于缺乏能量而死亡。生物处理构筑物内新增长细胞物质量的计算以及有机物降解需氧量的计算见后续专业课。第一节微生物对有机物的分解作用三、有机物的厌氧分解有机物厌氧分解过程：早期的有机物厌氧分解过程有两阶段理论、三阶段理论。20世纪70年代提出三阶段理论和四类群理论。厌氧分解时，有机物有10%合成菌体。两阶段理论、三阶段理论、三阶段理论和四类群理论的厌氧分解过程如下：第一节微生物

6、对有机物的分解作用图9-3有机物厌氧分解两阶段理论第一节微生物对有机物的分解作用图9-4厌氧消化三阶段理论第一节微生物对有机物的分解作用*图9-5厌氧消化三阶段、四阶段过程教学目的要求：掌握：1、微生物的共代谢现象。第二节有机物的生物分解性一、有机物的生物分解性与分子结构的关系（一）、增加A类取代基（即异源基团）一般分解性变差，增加B类取代基，有时可以增加生物分解性。A类取代基：-CI，-SO3H，-CH3等。B类取代基：-0H，-COH等。（二）、异源基团数目增加越多，生物分解性越差。（三）、异源基团的位置

7、对生物分解性产生显著影响。（四）、甲基分支越多，生物分解性越差。第二节有机物的生物分解性（五）、对于脂肪族化合物，其分子量越大越不易生物分解。（六）、芳香族化合物的生物分解性一般低于小分子的脂肪族化合物。（七）、对于复环芳烃，其苯环越多越难生物降解。（注意：好氧条件下的分解规律与厌氧条件下的分解规律有时不同。上述情况有时也存在例外。）第二节有机物的生物可分解性二、共代谢现象*共代谢现象——一些有机化合物，单独存在时不能进行生物分解，但在与其他有机化合物同时存在时，可以进行生物分解，这种现象称共代谢现象。微生物

8、的共代谢作用举例：直肠梭菌在有蛋白胨类物质存在时，才能降解丙体六六六。链霉菌需节杆菌的协同作用，才能降解二嗪农(农药）。（两种微生物共代谢二嗪农）第二节有机物的生物可分解性在实践中，已有某些难降解的有机物，经合适的微生物的一系列共代谢作用而彻底降解。因此，共代谢在难生物降解化合物的降解转化中将起重要的作用。共代谢作用的机理有待于继续研究。第二节有机物的生物可分解性三、污水中有机物的生物分解性评价污水