生物降解
典型有机物的生物降解
研究有机物对微生物群落结 构和功能的影响以及微生物 群落对有机物降解的反馈作
用
利用基因组学和蛋白质组学研究生物降解的分子机制
通过基因组学手段分析参与有机物生物降解的 关键基因及其作用机制
通过蛋白质组学手段分析有机物生物降解过程 中的关键酶及其作用机制
研究基因组学和蛋白质组学在有机物生物降解 中的相互关系和作用原理，为深入理解有机物 生物降解过程提供分子层面的证据
生物降解的过程
溶解
有机物首先溶解在水中，以便微生 物接触并分解。
分解
微生物分泌的酶将有机物分解成小 分子。
吸收
微生物将分解后的小分子吸收到细 胞内，进一步分解或利用。
排泄
微生物将分解后的无机物排出体外 ，完成生物降解过程。
03
典型有机物的生物降解
有机酸和醇的生物降解
氧化反应
有机酸和醇可被氧化为相应的 酮或醌，涉及的酶是醇氧化酶
05
生物降解的应用
水处理和废水处理
废水处理
生物降解是废水处理的核心方法之一，通过微生物的分解代谢，可以去除废水中 的有机污染物，达到净化水质的目的。
水处理
生物降解技术也可用于水处理，如活性污泥法、生物膜法等，有效去除水体中的 有机污染物，提高水质。
有机废物的生物降解
有机废物处理
利用微生物对有机废物进行分解代谢，实现有机废物的减量 化、无害化和资源化。
和过氧化酶。
还原反应
某些有机酸和醇可在还原酶的作 用下被还原为烷烃或醇。
水解反应
某些有机酸和醇可发生水解反应， 产生无机酸和醇。
有机酯的生物降解
水解反应
有机酯可在酯酶的作用下水解 为醇和酸。
氧化反应
细菌的生物降解能力
细菌的生物降解能力细菌生物降解的能力是指细菌在自然界中分解、利用有机物质的过程。
细菌具有很强的生物降解能力，可以降解各种有机化合物，包括有害物质和污染物。
细菌的生物降解能力对环境保护、资源回收和废弃物处理起着重要作用。
一、细菌生物降解的机制细菌生物降解的机制主要包括外排酶降解、内源酶降解以及菌体吞噬作用等。
1. 外排酶降解：细菌通过分泌外排酶，将有机物质分解为较小的分子，如酶解纤维素、淀粉酶解、蛋白质降解等。
这些酶可以将复杂的高分子有机物降解为较小的可被细菌吸收和利用的物质。
2. 内源酶降解：细菌内部亦存在一些酶，能够进一步将分解后的小分子有机物质降解为能被细胞吸收和利用的物质。
如细菌可利用酒精脱氢酶将酒精分解为醋酸。
3. 菌体吞噬作用：部分细菌具有菌体吞噬作用，能够通过内吞作用将有机物质包裹在菌体内，通过细胞内的酶降解分解为小分子有机物，然后被细胞利用。
二、细菌生物降解的应用领域1. 环境污染修复：细菌生物降解的能力在环境污染修复中发挥着重要作用。
例如，部分污染物如石油、重金属离子、农药等可以通过细菌的降解作用转化为无害的物质，从而减少对环境的影响。
2. 废物处理：细菌生物降解也可以用于废物处理领域。
废弃物中的有机物质可以被细菌降解，并转化为可再利用的物质，实现资源的回收和再利用。
例如，厨余垃圾可以通过细菌发酵变为有机肥料。
3. 生物能源开发：利用细菌生物降解能力，可以将废弃物中的有机物转化为生物能源。
例如，通过细菌降解淀粉类物质产生乙醇，或利用细菌降解沼气，开发可再生能源。
4. 食品加工：细菌的生物降解能力在食品加工中也有应用。
例如，某些细菌可以降解食品中的乳糖，帮助乳糖不耐受的人消化乳制品。
三、影响细菌生物降解能力的因素细菌的生物降解能力受到多种因素的影响。
1. 温度：温度是影响细菌生物降解能力的重要因素。
不同的细菌在不同温度下降解能力不同。
适宜的温度可以促进细菌酶的活性，提高降解效率。
2. pH值：细菌生物降解能力对废弃物的pH值有一定的要求。
生物降解的重要性
生物降解的重要性生物降解是指物质在自然环境中通过生物作用迅速破坏和分解的过程。
这一过程在环境保护和可持续发展方面起着重要的作用。
本文将从减少垃圾堆积、保护土壤和水源、促进可持续能源等方面来探讨生物降解的重要性。
1. 减少垃圾堆积生物降解是解决城市和农村垃圾问题的一种有效途径。
如今，随着人们生活水平的提高和消费水平的增加，垃圾产生量呈现出爆发性增长的趋势。
传统的填埋和焚烧处理方法对环境造成了严重的污染和资源浪费。
而生物降解材料的应用可以迅速降解垃圾，减少垃圾堆积，从而减少环境压力，保护自然生态系统的健康。
2. 保护土壤和水源传统的塑料制品和化学合成材料对土壤和水源造成污染和破坏。
然而，使用生物降解材料可以有效降低这种污染风险。
例如，生物降解塑料在使用过程中可以分解为CO2和水，不会对土壤和水源造成持久性污染。
此外，生物降解材料通常含有有机物质，可以为土壤提供养分，促进植物的生长。
3. 促进可持续能源生物降解还可以促进可持续能源的发展。
生物降解材料可以通过发酵过程转化为生物能源，如生物乙醇和生物气体。
这些生物能源不仅可以减少对化石燃料的依赖，还能减少温室气体的排放，对于缓解气候变化问题具有积极的意义。
此外，利用生物降解材料生产的生物能源具有广泛的应用前景，可以用于交通运输、农业、工业等领域，促进经济的可持续发展。
4. 节约资源生物降解材料通常采用可再生的生物质作为原料，如秸秆、木材和植物纤维等。
与传统的塑料和合成材料相比，这些生物质资源更加丰富和可持续。
生物降解材料的使用可以减少对石油等有限资源的依赖，为资源保护和可持续利用提供了一种可行的选择。
总结生物降解的重要性在于减少垃圾堆积、保护土壤和水源、促进可持续能源和节约资源。
通过采用生物降解材料，我们可以更好地保护环境、实现可持续发展，并为子孙后代留下一个更加清洁和健康的地球。
微生物对污染物的降解与转化
在自然界，完全的生物降解可能是由于混合种群的 作用而非单一菌种的活性。必须注意，在实验室条 件下可降解的化合物，在自然环境中未必能降解， 反之亦然。
生物降解过程可能产生顽固的中间体，在环境中长 期滞留，有的可能有致癌、致畸、致突变作用，威 胁人体健康，尽管这种情况是例外而不是规律。
Bacteria have evolved over millions of years to be able to get energy and nutrients from chemicals, in a process called biodegradation.
Bacteria grow by breaking down chemicals into smaller compounds, nutrients and water.
卤代作用能抗生物降解，卤素取代基愈多，抗性 愈强。
官能团的位置也影响化合物的降解性，如两个取 代基的苯化物，间位异构体往住最能抵抗微生物 的攻击，降解最慢。
（三）、温度
温度支配着酶反应动力学、微生物生长速度以及化 合物的溶解度等，因而对控制污染物的降解转化起 着关键作用。
在自然环境中地理和季节的变化能对微生物降解转 化污染物的速度和程度起支配作用。
It is nature's way of getting rid of wastes by breaking down organic matter into nutrients that can be used by other organisms.
As a result, the ability of a chemical to biodegrade is an indispensable element in the understanding of any risk posed by that chemical on the environment.
污水生物处理原理
污水生物处理原理污水生物处理是一种利用微生物降解有机物的方法，通过生物过程将污水中的有机物、氮、磷等污染物转化为无害的物质，以达到净化水质的目的。
其原理主要包括生物降解、生物吸附和生物转化三个方面。
1. 生物降解生物降解是污水生物处理的核心过程，其基本原理是利用微生物将有机物分解为无机物。
在生物降解过程中，污水中的有机物被微生物吸附附着在生物膜上，然后通过微生物的代谢作用，有机物被降解为二氧化碳、水和微生物细胞等无害物质。
2. 生物吸附生物吸附是指微生物对污水中的有机物、重金属离子等物质的吸附作用。
微生物通过表面胞外聚合物的产生，将有机物和重金属离子吸附在细胞表面，从而将其从污水中去除。
生物吸附是污水处理中的重要环节，可有效去除污水中的有机物和重金属离子。
3. 生物转化生物转化是指微生物在生物处理过程中将有机物转化为其他化合物的过程。
在生物转化过程中，微生物通过代谢作用将有机物转化为二氧化碳、水、氨氮等无害物质。
同时，微生物还可以将氨氮转化为硝酸盐，完成氮的去除。
生物转化是污水生物处理过程中的重要环节，对于去除有机物和氮磷等污染物起到关键作用。
污水生物处理的原理可以通过以下流程来描述：1. 初级处理：将污水经过格栅、砂池等物理和化学预处理设备去除大颗粒杂质和悬浮物，以减少对后续生物处理的干扰。
2. 生物降解：将初级处理后的污水进入生物反应器，通过添加适宜的微生物群落和提供适宜的温度、氧气和营养物质等条件，促进微生物对有机物的降解作用。
在生物反应器中，有机物被微生物降解为无害物质。
3. 深度处理：经过生物降解后的污水仍然含有一定的氮、磷等污染物，需要进一步的处理。
深度处理主要包括硝化和脱氮、磷的去除等过程，通过添加硝化细菌和脱氮细菌，将氨氮转化为硝酸盐，并将硝酸盐通过反硝化作用转化为氮气释放到大气中。
同时，通过添加磷酸盐沉淀剂，将污水中的磷去除。
4. 二次沉淀：经过深度处理后的污水进入二次沉淀池，通过重力沉淀的方式去除污水中的悬浮物和胶体物质。
生物降解
污水处理中的生物降解技术
污水处理中的生物降解技术近年来，随着城市化的加速发展和工业化的不断推进，污水处理成为保护环境和人类健康的重要任务。
生物降解技术作为一种有效的污水处理方法，被广泛应用于污水处理厂和工业废水处理中。
本文将对污水处理中的生物降解技术进行探讨，并介绍其在实际应用中的优势和挑战。
一、生物降解技术的概念和原理生物降解技术是利用微生物对有机物进行分解、吸附和转化，将其分解为无毒、无害的物质或转化为可以进一步处理的产物的方法。
该技术主要包括好氧生物降解和厌氧生物降解两种方式。
1. 好氧生物降解：好氧生物降解是指在氧气充足的环境下进行的有机物的降解过程。
在好氧条件下，微生物利用氧气进行分解和氧化反应，将有机物分解成水和二氧化碳等无害物质。
好氧生物降解技术常用于城市污水处理厂以及一些工业废水处理中。
2. 厌氧生物降解：厌氧生物降解是指在缺氧或微氧的情况下进行的有机物降解过程。
厌氧条件下的微生物通常是利用发酵代谢产物或者其他氧化还原反应提供的电子去代谢有机物质。
厌氧生物降解技术常用于高浓度有机废水的处理，例如酒精生产废水等。
二、生物降解技术的优势生物降解技术相比于传统的物理和化学处理方法，具有以下优势：1. 环保性：生物降解技术利用微生物代谢进行有机物质降解，降解产物多为无害物质或者可以进一步处理的产物，对环境污染较小。
2. 能源消耗低：生物降解技术通常不需要额外能源供应，微生物的代谢活动本身即可提供所需能量，能源消耗较低。
3. 原料广泛：生物降解技术可以利用各类有机废弃物作为原料，满足废水处理厂和工业企业的需要。
4. 处理效果稳定：生物降解技术在稳定的环境条件下进行，处理效果相对稳定，不易受外界因素影响。
三、生物降解技术的挑战尽管生物降解技术具有诸多优势，但在实际应用中也存在一些挑战：1. 微生物选择性：不同类型的有机物质需要特定的微生物进行降解，因此需要选择适合的微生物种类和培养方法。
2. 技术难度：生物降解技术涉及到微生物学、生物化学等多个领域的知识，需要专业人才进行操作和维护，技术难度相对较高。
生物降解技术与生物处理方法
生物降解技术的应用领域
废水处理
生物降解技术广泛应用于生活污水和工业废水的处理，通过微生物 的代谢作用将有机污染物分解为无害物质，实现废水的净化。
废气处理
生物降解技术也可用于处理废气中的有机污染物，通过微生物的代 谢作用将有害气体转化为无害物质。
固体废弃物处理
生物降解技术可用于处理城市生活垃圾、农业废弃物等固体废弃物， 通过微生物的代谢作用将其分解为无害物质。
总结词
环保、高效的废气处理技术
详细描述
生物滤池是一种利用微生物降解废气的处理 技术。废气通过生物滤池时，微生物将废气 中的有害物质转化为无害的物质，如二氧化 碳和水蒸气等。该方法具有环保、高效、低 成本的优点，广泛应用于工业废气处理和城 市污水处理等领域。
06
未来展望
生物降解技术的发展趋势
01
02
03
高效降解酶的研发
利用基因工程技术，开发 具有更高活性和稳定性的 降解酶，提高生物降解效 率。
微生物降解
深入研究微生物降解机制 ，发掘更多具有降解能力 的微生物资源，拓展生物 降解的应用范围。
联合生物处理技术
结合多种生物处理技术， 如厌氧、好氧、序批式反 应器等，实现更高效、稳 定的生物降解。
生物处理方法的改进方向
应用领域比较
生物降解技术
主要用于有机污染物的降解，如农药、染料、油脂等，也可用于废塑料、聚合 物等的降解。
生物处理方法
广泛应用于废水处理、废气处理、固废处理等领域，包括活性污泥法、生物膜 法、厌氧生物处理等方法。
优缺点比较
生物降解技术优点
环保安全，对有机污染物降解彻底， 无二次污染，同时可实现废物资源化 利用。
02
生物处理方法概述
环境污染物的生物降解与清除
环境污染物的生物降解与清除在现代社会，随着人类经济的发展，环境污染成为了人们关注的重点问题。
城市化、工业化、交通运输等活动都会导致大量的污染物排放，如有机物、重金属等。
这些污染物会对生态系统和人类健康造成危害。
因此，环境污染物的生物降解和清除成为当前环保领域的一个重要研究方向。
1.环境污染物的生物降解的方式生物降解是利用微生物或其他生物来将有机物转化为无机物的过程。
目前一些环境污染物常采用生物降解的方式进行污染的清除。
(1)土壤中的微生物降解。
土壤中的微生物主要包括细菌、真菌、古菌等。
在自然界中，这些微生物能够将种类繁多的有机物降解成无机物，比如二氧化碳、水、硝酸盐、磷酸盐等。
因此，微生物降解在土壤中是最常用的降解手段之一。
(2)水中的微生物降解。
水中的微生物主要包括藻类、浮游生物、细菌等。
这些微生物能够利用水中的氮、磷等元素将有机物降解为无机物质。
蓝藻是水体中最常见的藻类之一，能够迅速降解和吸收水中的有机物。
(3)废气降解。
废气中的污染物质一旦排放就会对大气环境造成污染。
因此，采用微生物降解的方法来净化废气成为了一个重要的污染物清除技术。
比如利用细菌、真菌、酵母等微生物将废气中的污染物质转化为无害的物质。
2.环境污染物的清除技术除了生物降解，现在还有许多先进的技术可以对环境中的污染物进行清除。
下面分别介绍一些常见的技术。
(1)吸附技术吸附技术是将污染物吸附在吸附剂表面，从而将其分离出来的一种方法。
其中一些吸附剂常用于环境中重金属的吸附。
这种技术可以有效地清除环境中的有毒物质。
(2)生物膜技术生物膜技术利用微生物细胞自身在固定载体上生长构成的生物膜来清除污染物，是一种生物降解的方式。
它可以应用于废水处理等领域，并且这种清除方式对环境和人体都没有污染。
(3)化学处理技术化学处理技术是对污染物通过化学反应来分解或转化为无害的物质的一种技术。
氧化反应、还原反应等都可以采用这种清除方式。
但由于其中会产生大量热量，有时反应会过于激烈，因此容易造成二次污染。
生物降解废弃物的技术与方法
生物降解废弃物的技术与方法随着人类社会的发展，废弃物的数量和种类也在逐渐增加。
如果这些废弃物不能得到有效的处理，就会对环境造成不可逆转的影响。
因此，寻找一种可行的废弃物处理方法显得尤为重要。
而生物降解技术因其低成本、高效率和对环境的友好性，成为了当前最为热门的废弃物处理方法之一。
本文就将重点探讨生物降解废弃物的技术与方法。
一、生物降解的定义首先，我们需要明确生物降解这个概念。
简单来说，生物降解是指微生物通过代谢并分解废弃物质，将其转化成无害物质的过程。
生物降解利用的主要物质包括有机物、淀粉质、蛋白质和纤维质等。
二、生物降解技术的种类那么，我们应该如何使用生物降解技术来处理废弃物呢？一般来说，生物降解技术可以分为以下几种。
1、堆肥法。
这是一种通过利用微生物降解废弃物来生产有机肥料的方法。
首先，将废弃物打碎并堆放在一个开放的空间中。
然后，加入一定的水分和微生物，如植物、动物粪便等，使其自然发酵，减少有害气体的排放，并产生有机固体肥料。
2、厌氧消化法。
这是一种通过将废弃物置于密闭容器内，利用厌氧微生物分解废弃物的方法。
在没有氧气的情况下，厌氧消化法可以有效地降解大量的有机质，同时产生可再生的沼气和肥料。
这种技术主要用于处理大量的有机物，如动物粪便、厨房垃圾等。
3、生物堆处理法。
这是一种通过使用生物堆来加速废弃物降解的方法。
首先，按一定比例混合不同的废弃物，使其达到最佳的pH值和湿度。
然后，添加一定比例的微生物，并搅拌、翻堆等工艺加速降解，最终将其转化为油渣、肥料或其他可再利用的物质。
三、生物降解技术的优点与传统的废弃物处理方法相比，生物降解技术具有以下显著优点。
1、降低处理成本。
与其他传统的废弃物处理技术相比，生物降解技术处理成本更低。
这是因为生物降解处理过程中所需的原料比较简单，同时废弃物的降解和转化过程并不需要高额的能源消耗。
2、降低环境污染。
通过使用生物降解技术，可以降低废弃物对环境的污染。
生物降解过程中所产生的有机肥料和沼气等均为循环利用的可再生能源，不会对环境造成二次污染。
污水处理中的生物降解技术介绍
污水处理中的生物降解技术介绍污水处理是保护水环境、提高水质的重要措施之一。
在污水处理过程中，生物降解技术是一种有效的处理方法。
本文将详细介绍污水处理中的生物降解技术，并分点列出其特点和应用。
一、什么是生物降解技术生物降解技术是通过利用微生物对有机物进行降解，将其转化为可稳定、可利用和环境友好的产物的技术。
这种技术主要通过微生物的新陈代谢和酶的活性来实现。
二、生物降解技术的特点1. 高效性：生物降解技术能够高效处理大量的有机废水，降解率可以达到90%以上。
2. 环境友好：生物降解技术对环境无污染，不会产生有害物质。
3. 经济实用：生物降解技术操作简单，设备投资成本相对较低，运行维护费用也较少。
三、生物降解技术的应用1. 好氧降解技术：好氧降解技术是指在有氧条件下利用好氧微生物对有机物进行降解。
这种技术适用于处理含有高浓度有机物的废水，如食品加工废水、酿酒废水等。
2. 厌氧降解技术：厌氧降解技术是指在无氧或低氧条件下利用厌氧微生物对有机物进行降解。
这种技术适用于处理含有高浓度有机物的废水，如印染废水、制药废水等。
3. 活性污泥法：活性污泥法是将含有有机物的废水与活性污泥混合，通过微生物的作用将有机物降解为无机物。
这种技术适用于处理工业和生活污水。
4. 固定化降解技术：固定化降解技术是将降解微生物固定在一定的载体上，使其在固定化状态下对有机物进行降解。
这种技术适用于处理有机污染物浓度较低的废水。
5. 生物滤池技术：生物滤池技术是利用生物膜在滤料表面上形成降解有机物的微生物群落，通过滤料上微生物的作用将有机物降解。
这种技术适用于处理有机污染物浓度较低的废水。
四、生物降解技术的发展趋势1. 微生物的改造和优化：通过改造微生物的代谢路径和提高降解能力，进一步提高生物降解技术的效果。
2. 转基因技术的应用：利用转基因技术培育出对特定有机物具有高降解能力的微生物菌株，以提高降解效率。
3. 聚合物材料的应用：研发降解性能更好的聚合物材料，用于固定化降解微生物，提高降解效果。
生物降解测定
生物降解测定生物降解是指物质通过生物解离手段成为其他有机物质或水、二氧化碳等无机物质的过程。
物降解测定（Bio-DegradationTests）是指对某种有机物质长期稳定性或生物降解性的测定。
它是在生物学和材料科学的背景下，根据某种物质的化学性质，选择合适的微生物，采用不同的实验技术，运用先进的仪器，综合测定某种物质的生物降解能力。
生物降解测定是研究有机物质在生物圈内短时、长时间的生物降解能力的实验，也是研究有机物质在环境中进行分解、生物转化和污染控制的必要过程。
由于环境污染严重，使用有机材料替代某些传统材料，非常重要。
因此，生物降解性测定用于指导有机物质的降解过程，有助于选择更环保的有机物质。
生物降解测定分为常温条件和高温条件的实验。
常温的实验主要是采用室温放置的方式，通过放置特定的微生物对生物降解物质进行实验，测定它们在室温条件下的生物降解速度。
高温实验主要是在较高温度和压力条件下，采用高压煮沸管进行实验，测定物质在较高温度和压力条件下的生物降解能力。
总之，生物降解测定既是对有机物质短期分解和长期稳定性所进行的测定，也是有机物在生物圈内的生物降解过程的实验。
生物降解测定的方法，在实验的过程中，采用的仪器主要有过滤仪、滴定仪、温度仪、气体分析仪、色谱仪和光度仪等。
在这些仪器的帮助下，实验室可以精确测定出物质生物降解的速率，可以有效地对物质的降解性能进行分析。
在生物降解测定中，获取比较准确的结果，还应该注意实验的环境条件、培养介质的种类选择和配比等因素。
实验环境条件应当控制在适合实验微生物生长和繁殖的温度、湿度和光照等条件下；实验的培养介质应当具有良好的细菌运动性、生长和繁殖性以及有机物质的降解能力。
此外，可以采用一些特殊的技术来提高实验效率。
例如采用定量-定性计算技术，通过测定有机物质在各个实验时期的剩余量和比例，可以计算该有机物质的生物降解速率和生物降解量；另外，也可以采用微流体技术调节实验条件，提高测试效率。
生物降解技术应用
生物降解技术应用生物降解是指通过生物体内的微生物、酶或酶类制品等，将有机物质转化为能被环境逐步分解而完全无害的物质的过程。
在当前环境保护和可持续发展意识的日益增强下，生物降解技术被广泛应用于各个领域，包括废物处理、农业、生物材料等。
本文将分别从这些方面来介绍生物降解技术的应用。
一、废物处理废物处理是生物降解技术最常见的应用领域之一。
生活垃圾产生量的日益增加给城市环境保护带来了巨大压力，而传统的填埋和焚烧处理对环境造成了更大的污染。
而生物降解技术可以通过微生物的作用，将有机垃圾（如厨余、食品残渣等）转化成有机肥料或产气等资源。
这一过程不但可以减少垃圾的堆积和污染，还可以获取新的资源，具有很高的可持续性。
二、农业生物降解技术在农业中的应用越来越广泛。
在传统农业中，大量的化肥农药的使用不仅会给土壤和水源带来污染，还会对人体健康造成威胁。
而生物降解技术可以通过应用生物肥料、生物农药等替代传统农药，实现对农作物的保护和增产。
生物降解技术的应用不仅可以减少对环境的污染，还可以提高农产品的质量和安全性，符合人们对绿色食品的追求。
三、生物材料生物降解技术在生物材料领域也得到了广泛的应用。
传统的塑料制品难以降解，对环境造成了较大的污染。
而生物降解塑料则采用纯天然的原料制成，使用生物降解技术使其在特定的条件下能够快速降解，从而减少对环境的污染和危害。
生物降解材料可以应用于包装、餐具、土壤改良剂等领域，既能满足使用的需要，又能保护环境。
综上所述，生物降解技术作为一种环境友好的技术，应用范围很广。
从废物处理到农业再到生物材料领域，生物降解技术都有着重要的作用。
随着科技的进步和人们对环境保护意识的不断增强，相信生物降解技术将发挥更加重要的作用，为实现可持续发展做出更大的贡献。
典型有机物的生物降解
蜡质的生物降解
蜡质是一种长链脂肪酸，可被某些微生物分解。这些微生物产生蜡质酶，将蜡 质分解为长链脂肪酸和醇。
蛋白质及其生物降解
氨基酸的生物降解
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，可被各种微生物分解。微生物将氨基酸分解为氨、相应的酮酸和能 量。氨可以进一步代谢为尿素或其他含氮化合物。
要点三
3. 微生物修复技术
微生物修复技术主要包括原位修复和 异位修复两种方法。原位修复是将修 复剂直接施加到污染土壤中，而异位 修复则是将污染土壤转移至修复场地 进行处理。两种方法均可有效修复石 油污染土壤。
案例三：石油污染土壤的微生物修复
4. 影响因素
影响微生物修复效果的因素包括温度、湿度、pH值、氧 气供应、营养物质等。在修复过程中，需要控制这些因 素以获得最佳的修复效果。
蛋白质的生物降解
蛋白质可以被各种微生物分解。微生物通过蛋白酶将蛋白质分解为肽和氨基酸，进一步代谢为能量或 合成其他物质。
其他有机物及其生物降解
核酸的生物降解
核酸（DNA和RNA）可以被核酸酶分解为核苷酸和磷酸。核苷酸则被分解为碱 基、五碳糖和磷酸。这些基本组成单位进一步代谢为其他物质。
木质素的生物降解
案例三：石油污染土壤的微生物修复
要点一
1. 石油污染的来源和 危害
石油污染主要来源于石油泄漏、石油 开采、炼油厂排放等。石油污染会导 致土壤结构破坏、土壤肥力下降、植 物生长受阻等问题，对生态环境和人 类健康造成严重影响。
要点二
2. 微生物修复原理
微生物修复是一种有效的石油污染土 壤修复技术。通过添加营养物质和调 节环境条件，促进能够分解石油的微 生物的生长和繁殖，从而加速石油的 分解和转化。
生物降解的定义
生物降解的定义
生物降解是指有机物质在生物体内或在特定的环境条件下被微生物、真菌、动物或植物等生物体代谢分解成较小的分子，最终转化为气体、水和无机物质的过程。
这个过程依赖于生物体内酶的作用，将复杂的有机物分解成简单有机物和无机物，从而使得有机物再次进入大自然循环之中，并为新的物质合成提供原料。
生物降解过程是自然界的一种循环过程，能够有效地减少有机废弃物对环境的污染，是一种环保、节能、可持续的生态循环。
生物降解法
生物降解法
在现代社会，环境污染是一个日益严峻的问题。
随着对环境保护的重视程度的不断增加，社会对环境污染的控制，特别是珍贵的资源的保护，显得尤为重要。
在许多污染控制方法中，生物降解法是一种有效的技术解决方案。
生物降解法是一种通过利用微生物的生理活动来降解废弃物的方法，既可降解污染物且不对环境造成污染。
微生物具有广泛的应用潜力，可以进行石油、有机溶剂、金属离子以及挥发性有机化合物的有机类废弃物的降解。
这种方法以环保为考量，以节约能源和成本为目标，可以处理大量的有机废弃物，有效保护环境，实现可持续发展目标。
生物降解法的技术发展历经数十年，已经成为污染控制的重要方式之一。
这种方法的应用不仅可促进生物处理的发展，而且可以改善传统的经济技术，以用生物学的方法处理污染物而不是化学方法来减轻污染物，这样就可以实现污染物的安全处理，减少污染物对环境的破坏。
随着技术的发展，生物降解法的应用范围越来越广。
此外，有关生物降解的研究也在不断发展。
目前，各种生物降解技术已经得到了广泛的应用，包括催化氧化法、流化床法、厌氧水处理法和生物物理化学过程等。
此外，国家和地区的法律法规也在不断完善，以促进生物降解技术的发展和推广。
许多地区已经采取了严格的技术标准，并对环境污
染事故做出了高标准的法律规定。
总之，生物降解法是一种有效的环保技术，它可以有效降解污染物并不对环境造成污染。
随着技术的发展和相关法律的不断完善，生物降解法的应用范围会越来越广，对污染控制、环境保护和可持续发展都会有着重要的价值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二节 有机污染物好氧生物处理的基本原 理及其主要微生物 一、污水的好氧生物处理 1、概念：好氧生物处理(或称好气生物处理) 、概念： 是在有氧的情况下，借好氧微生物(主要是 好氧菌)的作用来进行的。
2、废水好氧生物处理作用对象 、 ●溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收 直接渗入细胞内被吸收 固体的、 ●固体的、胶体的有机物——间接吸收 间接吸收
工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似， 工业废水处理中的菌胶团细菌组成与之类似，但优势菌 主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌。 主要是对特定工业废物起主要降解作用的细菌。
B．活性污泥中的其它微生物
在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、 在菌胶团上层居住的是放线菌、真菌及原生动物、后 生动物。它们的数量相比较细菌而言要少得多， 生动物。它们的数量相比较细菌而言要少得多，通常包 括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、 括少量的球衣菌、诺卡氏菌、发硫菌、头孢霉、地霉菌、 酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、等枝虫、 酵母菌等，以及原生动物中的钟虫、盖纤虫、等枝虫、 草履虫和原生动物中的轮虫。 草履虫和原生动物中的轮虫。这些微生物与菌胶团细菌 构成了稳定的生态体系， 构成了稳定的生态体系，它们之间存在着复杂的相互关 它们的种类、数量随营养条件(废水种类 废水种类、 系 ， 它们的种类 、 数量随营养条件 废水种类 、 化学组 浓度)、温度、供氧、 等环境条件改变也在不停 成、浓度 、温度、供氧、pH等环境条件改变也在不停 的发生着变化。 的发生着变化。
活性 污泥
原生动物
无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该 图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机， 然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x”，则可能 需要删除该图像，然后重新将其插入。
c. 菌胶团中的细菌
土壤、水和空气。 菌胶团中的细菌来源于土壤、水和空气。它们多数是 如动胶菌属和丛毛单胞菌属， 革兰氏阴性菌，如动胶菌属和丛毛单胞菌属，它们 可占70％， ％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌 可占 ％，生活污水好氧处理时菌胶团中的主要细菌 见下表。 见下表。
细菌名称 (优势菌 优势菌) 动胶团属 优势菌 丛毛单胞菌属 (优势菌 优势菌) 优势菌 (较多 较多) 产碱杆菌属 较多 (较多 较多) 棒状杆菌属 较多 芽孢杆菌属 产气杆菌属 细菌名称 短杆菌属 固氮菌属 亚硝化单胞菌属 假单胞菌属 偶尔） 病原细菌 （偶尔） 细菌名称 微球菌属 黄杆菌属 无色杆菌属 节杆菌属 大肠埃希氏菌
• 原生动物是活性污泥的重要组成部分，其个 数可达5000个/ml，随着活性污泥的逐步成熟， 混合液中的原生动物的优势种类也会顺序变 化，从肉足类、鞭毛类优势动物开始，依次 出现游泳型纤毛虫、爬行型纤毛虫、附着型 纤毛虫。 • 爬行型纤毛虫和附着型纤毛虫与活性污泥絮 体紧密连接，一旦达到一定密度就会随着二 沉池中沉淀的回流活性污泥返回曝气池，而 被冲洗(wash out)掉的大部分是鞭毛类优势动 物和游泳型纤毛虫。
为什么细菌会形成菌胶团？ 为什么细菌会形成菌胶团？
？
b.菌胶团的形成机理 b.菌胶团的形成机理
① 粘性多糖的粘着作用
很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜， 很多细菌荚膜相互间粘着时就会形成一个由许多细菌共有的大荚膜， 当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多， 当细菌进入老龄后，细菌分泌的的粘稠多糖聚合物增多，更加速了 细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 细菌大荚膜的增大，这样就形成了菌胶团的雏形。 活性污泥菌胶团外的纤维丝电镜照片
生态系统：生物与生物 生物与非生物 环境） 生物、 非生物（ 生态系统：生物与生物、生物与非生物（环境）之间的相
互关系。 互关系。 各类处理系统中的微生物都是混合培养的微生物系统。
悬浮性胶体、溶解性有机物 异养型细菌、真菌
悬浮性胶体、溶解性有机物 异养型细菌、真菌 动物营养型原生动物 后生动物
动物营养型原生动物 后生动物
第四节处理中的几个概念 二、废水的好氧生物处理 三、废水的厌氧生物处理 四、微生物的脱氮除磷 五、用生物法处理废水对水质的要求
第十一章 污水生物处理系统中的主要微生物 • 第一节 污水生物处理的基本原理 一、污水生物处理的基本原理 利用微生物氧化分解废水中的有机物是 十分有效的。这种利用微生物处理废水的 方法叫做生物处理法。目前生物处理法主 要是用来除去废水中溶解的和胶体的有机 污染物质以及氮、磷等营养物质，亦可用 于某些重金属离子和无机盐离子的处理。
菌胶团对有机物的吸附和分解， ② 菌胶团对有机物的吸附和分解，为原生动物和微型后 生动物提供了良好的生存环境；
例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所； 例如菌胶团本身为原生动物、微型后生动物提供附着场所；菌胶团 中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。 中的细菌可以去除毒物、自身作为动物食料。
②
纤维素性质多糖的勾连作用
将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时， 将菌胶团置于电子显微镜下观察时发现，在大荚膜增大的同时，在其 外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质， 外侧出现了许多类似于纤维素网状的物质，据分析这些物质的成分也 是多糖， 是多糖，如图所示
提问：这些纤维素从何而来？ 提问：这些纤维素从何而来？
•
由此可见，好氧生物处理法持别适用 好氧生物处理法持别适用 于处理溶解的和胶体的有机物， 于处理溶解的和胶体的有机物，因为这部 分有机物不能直接利用沉淀法把它们除去， 而利用生物法则可把它们的一部分转化成 无机物，另一部分转化成微生物的细胞物 质从而与废水分离，但必须注意，沉淀下 来的污泥(其中含有大量微生物)在缺氧的情 况下容易腐化，应作适当的处置。
细菌的胞外分泌物
原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用； ③ 原生动物分泌的胞外粘液的粘着作用；
实验证明小口钟虫、 实验证明小口钟虫、累枝虫和尾草履虫等纤毛虫能分 泌一些促进凝聚的糖类， 泌一些促进凝聚的糖类，在促进自身粘附在活性污泥上 的同时，加速菌胶团的进一步增大； 的同时，加速菌胶团的进一步增大；
小口钟虫
2、好氧活性污泥的组成和性质
（1）组成 ） 好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物 好氧微生物和兼性厌氧微生物 兼有少量的厌氧微生物) 兼有少量的厌氧微生物 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。 与其上吸附的有机的和无机的固体杂质组成。 （2）好氧活性污泥的性质 ） 颜色以棕褐色 棕褐色为佳 黑色说明厌氧、 颜色以棕褐色为佳 黑色说明厌氧、白色说明无机物过 含水率在99％ 左右， 密度为1.002~1.006； 大小 多 ； 含水率在 ％ 左右 ， 密度为 ； 0.02~0.2mm， 比表面积为 之间; ， 比表面积为20~100cm2 ／ mL之间 弱酸 之间 的变化有一定的承受能力。 性( pH 6.7), 对进水 pH 的变化有一定的承受能力。
3、废水好氧生物处理的优缺点 、
●优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去BOD5 80～90％ 优点：无臭气、时间短。条件适宜可除去 ～ ％ ●缺点：设备复杂 缺点：
4、废水好氧生物处理的方法 、
活性污泥法★ 生物膜法★ 生物滤池法、生物转盘法） 活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池法、生物转盘法） 氧化塘（生物塘） 氧化塘（生物塘）法、污水灌溉。 污水灌溉。
• 新运行的曝气池或运行得不好的曝气池，池 中主要含鞭毛类原生动物和根足虫类 (Rhizopods)，只有少量纤毛虫； • 出水水质好 水质好的曝气池混合液中，主要含纤毛 水质好 纤毛 虫，只有少量鞭毛型原生动物和变形虫。 • 这种污泥状态和出水水质和微生物种类的连 原生动物指示活性污泥处理厂 带关系是利用原生动物指示 原生动物指示 出水水质的理论基础。
a. 菌胶团的功能
提问：菌胶团有哪些功能？ 提问：菌胶团有哪些功能？ ①吸附和氧化分解有机物； 吸附和氧化分解有机物；
菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量的 菌胶团是细菌的存在形式，细菌占到活性污泥中微生物总量的99%, 有107~108个/mL，他们是生物处理的主力军，一旦菌胶团受到各种 ，他们是生物处理的主力军， 因素的影响和破坏，则活性污泥法对有机物去除率明显下降， 因素的影响和破坏，则活性污泥法对有机物去除率明显下降，甚至 无去除能力。 无去除能力。
二、污水生物处理的基本类型
利用微生物处理废水的方法。 废水生物处理法：利用微生物处理废水的方法。 根据对氧气的要求 好氧生物处理 厌氧生物处理
生物处理单元： 生物处理单元：
附着生长型（生物滤池） 附着生长型（生物滤池） 曝气池） 悬浮生长型 （曝气池）
• 三、污水生物处理系统中的微生物
从“生物处理生态学”角度看，生物处 理构筑物中包含一个完整的生态系统。各类 生物构成一个食物网。可以画成一个食物金 字塔。在这种食物网金字塔中具有不同层次 的营养水平。
1、什么是好氧活性污泥
好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生 在曝气状态下 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物) 物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污 交织在一起， (废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形 成的絮状体或称绒粒。 成的絮状体或称绒粒。 活性污泥的形成是一种自然现象。 活性污泥的形成是一种自然现象。 例如，如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气， 例如， 如果向一桶含粪便污水中不断地加入空气， 并 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后， 持续维持水中的溶解氧，那末经过一段时间后，就会 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到， 褐色絮花状的泥粒 产生褐色絮花状的泥粒，在显微镜下会看到，污泥里 充满了各种各样的微生物， 充满了各种各样的微生物，这就是典型的好氧活性污 泥。 微生物在设备中呈悬浮状态。 微生物在设备中呈悬浮状态。
附在菌体外， 附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解 性物质，渗入细胞。 性物质，渗入细胞。