环境微生物学 教学课件 作者 殷士学 第9章.ppt

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1、第9章9.1　有机废弃物处理的基本微生物学过程9.2　微生物技术在污水处理中的应用9.3　固体废弃物的生物处理与处置技术9.4　微生物技术在废气治理中的应用9.5　生物修复技术9.6　水和空气的微生物检测与控制9.1　有机废弃物处理的基本微生物学过程9.1.1　好氧过程9.1.2　厌氧过程9.1.3　微生物处理的影响因素9.1.1　好氧过程在有氧条件下，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。污水中的有机物首先被吸附在活性污泥或生物膜表面，并与微生物细胞表面接触，在透膜酶的作用下，透过细胞膜进入微生物细胞内。小分子的有机物可直接进入微生物细胞，淀粉、蛋白质等

2、大分子有机物则必须在细胞外水解酶的作用下先水解为小分子后再进入细胞。微生物分解营养源形成CO2和H2O等，成为无害物质；分解过程中产生能量维持生命，并合成新的细胞物质。有些新合成的细胞物质是储存性物质，在外源能量不足的情况下，微生物细胞可以利用储存物质存活，这种储存物质的消耗被称为内源代谢或内源呼吸。微生物细胞本身也是有机物质，同样可以被另一些微生物所分解。9.1.2　厌氧过程(1)水解阶段　复杂有机物首先在发酵细菌产生的胞外酶的作用下分解为溶解性的小分子有机物。(2)发酵(酸化)阶段　小分子有机物进入发酵性细菌(酸化菌)细胞内，在胞内酶作用下分解为挥发性脂肪酸(VFA)，如乙酸、丙

3、酸、丁酸及乳酸、醇类、二氧化碳、氨、硫化氢等，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、产乙酸菌作用转化为乙酸、氢气和二氧化碳。(4)产甲烷阶段　产甲烷菌可以将乙酸、氢气、二氧化碳等转化为甲烷。(1)水解阶段图9-1　有机物厌氧分解过程(1)—发酵细菌　(2)—产氢产乙酸菌　(3)—同型产乙酸菌(4)—利用和C的产甲烷菌　(5)—分解乙酸的产甲烷菌(2)发酵(酸化)阶段小分子有机物进入发酵性细菌(酸化菌)细胞内，在胞内酶作用下分解为挥发性脂肪酸(VFA)，如乙酸、丙酸、丁酸及乳酸、醇类、二氧化碳、氨、硫化氢等，同时合成细胞物质。(3

4、)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、产乙酸菌作用转化为乙酸、氢气和二氧化碳。(4)产甲烷阶段产甲烷菌可以将乙酸、氢气、二氧化碳等转化为甲烷。9.1.3　微生物处理的影响因素(1)温度　微生物的代谢在一定温度范围内随着温度升高而速度加快。(2)pH值　一般认为，微生物的适宜pH值范围为6.8~7.2，但因种而异。(3)氧化还原电位　好氧处理过程一般需要有相当的通气量，水处理系统中要求有适当的溶氧量。(4)营养要求　微生物对C、N、P等营养物质的要求有适当的浓度和比例，一般为COD∶N∶P=200∶5∶1。(5)有毒物质　常见的抑制微生物的物质有硫化物、氨氮

5、、重金属、氰化物及某些特殊有机物等。(1)温度微生物的代谢在一定温度范围内随着温度升高而速度加快。(2)pH值一般认为，微生物的适宜pH值范围为6.8~7.2，但因种而异。(3)氧化还原电位好氧处理过程一般需要有相当的通气量，水处理系统中要求有适当的溶氧量。(4)营养要求微生物对C、N、P等营养物质的要求有适当的浓度和比例，一般为COD∶N∶P=200∶5∶1。(5)有毒物质常见的抑制微生物的物质有硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些特殊有机物等。9.2　微生物技术在污水处理中的应用9.2.1　好氧生物处理9.2.2　厌氧处理技术9.2.3　生物脱氮除磷技术9.2.1　好氧生物处理1.

6、活性污泥法2.生物膜法1.活性污泥法(1)好氧活性污泥的组成和性质(2)活性污泥的净化反应过程　活性污泥反应过程就是有机污染物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢和利用，从而使污水得到净化，微生物获得能量和新的细胞物质，活性污泥得到增长的过程。(3)活性污泥法的主要类型(1)好氧活性污泥的组成和性质1)活性污泥的组成。2)活性污泥的性质。3)活性污泥的生物相。(2)活性污泥的净化反应过程图9-2　微生物代谢活动之间的能量关系(3)活性污泥法的主要类型1)传统活性污泥法。2)渐减曝气法。3)阶段曝气法。4)吸附-再生活性污泥法。5)完全混合活性污泥法。6)延时曝气法。7)深井曝气法。

7、8)序批式活性污泥法(SBR法)。9)生物吸附氧化法(AB法)。10)氧化沟法。图9-3　活性污泥法的基本流程图9-4　SBR法流程图9-5　氧化沟的平面示意图2.生物膜法(1)生物膜的构造及净化机理　污水与滤料或某种载体流动接触，经过一段时间后，后者的表面将会为一种膜状污泥，即生物膜所覆盖，生物膜逐渐成熟，其上由细菌及各种微生物组成的生态系及其对有机物的降解功能达到了平衡和稳定状态。(2)生物膜的生物相　生物膜中的微生物主要有细菌(包括好氧、厌氧及兼氧细