污水生物处理基本概念和生化反应动力学基础

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微生物对污染物降解的巨大潜力
个体微小、比表面积大、代谢速率快
较大的酵母菌,一般为椭圆形,宽1-5um, 长5-30um。
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比表面积大:大肠杆菌与人相比,其比表面积 约为人的30万倍,为营养物的吸收与代谢产物 的排泄奠定了基础;
代谢速度快:发酵乳糖的细菌在1hr内可分解 其自重的1000~10 000倍;假丝酵母
污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
•好氧呼吸
好氧呼吸是营养物质进入好氧微生物细胞后, 通过一系列氧化还原反应获得能量的过程。 有分子氧参与的生物氧化, 反应的最终受氢 体是分子氧。
依好氧微生物的类型不同,被其氧化的底物 不同,氧化产物也不同。好氧呼吸有异养型 微生物呼吸和自养型微生物呼吸两种 。
环境生物技术
Environmental Biotechnology Environmental Bioengineering 现代生物技术与环境工程相结合的新兴 交叉学科在解决环境污染问题中具有非 常重要的作用。 环境生物技术的核心是微生物工程
•why
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Pseudomonas cepacia:能降解90种以上
有机物甲基汞、有毒氰、酚类化合物等都 能被微生物作为营养物质分解利用。
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繁殖快、易变异、适应性强
大肠杆菌在条件适宜时17min就分裂一次;有一 种假单胞细菌在不到10min就分裂一次;
•分解与合成的相互关系:
1)二者不可分,而是相互依赖的;a、分解过程为合成提供能量和前物,
而合成则给分解提供物质基础;b、分解过程是一个产能过程,合成过程
则是一个耗能过程。
2)对有机物的去除,二者都有重要贡献;
•3)合成量的大小,对后续污泥的处理有直接影响(污泥的处理费用一般
可以占整个城市污水处理厂的40~50%)。
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1.异养型微生物 • 异养型微生物以有机物为底物(电子供体),其终点产物 为二氧化碳、氨和水等无机物,同时放出能量。如下式所示:
• • 有机废水的好氧生物处理,如活性污泥法、生物膜法、污 泥的好氧消化等属于这种类型的呼吸。
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•微 生 物 的 呼 吸 类 型
•微生物的呼吸指微生物获取能量的生理功能
•根据受氢体的不同分为
•好氧呼吸
•厌氧呼吸
•根据氧化的底物、氧化产物的不同
•按反应过程中的最终受氢体的不同
•异养型微生物 •自养型微生物
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•发 酵 •无氧呼吸
低温、高温、高压、酸、碱、盐、辐射等条件下 可以快速适应;
对于进入环境中的“陌生”污染物,微生物可通 过突变而改变原来的代谢类型而降解之
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污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
•污水生物处理的历程及前景展望
废水生物处理技术经历了百余年的发展和应用, 发挥了巨大的作用,取得了很大的进步。
•2.自养型微生物 • 自养型微生物以无机物为底物(电子供体),其终点产物 也是无机物,同时放出能量。
• 光能自养微生物:需要阳光或灯光作能源,依靠体内的光 合作用色素合成有机物。
污水生物处理基本概念 和生化反应动力学基础
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2020/11/23
污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
•第一节 概述
1.污水生物处理技术的起源和发展 微生物的特点和污水生物处理的概念 污水生物处理工艺的应用历史 污水生物处理技术的发展过程 前景展望
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污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
从可持续发展的战略观点来衡量: 废水生物处理还有消耗大量有机碳、剩余污泥量 大、释放较多二氧化碳等缺点。
利用微生物的无穷潜力和反应设备的发展及相关 学科技术的进步,与其他工艺相交叉,利用协同 作用。废水生物处理工艺必将取得更大的发展, 发挥更大的作用。
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污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
(Candida utilis)合成蛋白质的能力比大豆强
100倍,比食用公牛强10万倍。
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种类繁多、分布广泛、代谢类型多样
W. B. Whitman (U. Of Georgia)细菌普 查,地球上存在51030个细菌, 非常活跃 的群体在海、陆、空等一般环境和极端环 境中的极端环境微生物;
然而,由于工业和城市的飞速发展,在世界范围 内,特别是发展中国家,水污染至今还没有得到 有效的控制。污水处理技术离尽善尽美还相差很 远主要缺点:生化环境不够理想、微生物数量不 够多、反应速率尚低、处理设施的基建投资和运 行费用很高、运行不够稳定、难降解有机物处理 效果差等。
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•合成代谢:通过一系列的生化反应,将营养物质转

化为复杂的细胞成分,机体制造自身。
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•复杂物质分解为简单物质
•新陈代 谢
•分解代谢 •(异化作 用)
•合成代谢 •(同化作 用)
•释放能 量
•吸收能 量
•能量代 谢
•简单物质合成为复杂物质
•物质代 谢
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•微 生 物 的 呼 吸
• 一切生物时刻都在进行着呼吸,没有呼吸就没 •有生命。
•呼吸作用的生物现象: • 呼吸作用中发生能量转换:供细胞合成、其他 生命活动,多余的能量以热量形式释放。 • 通过呼吸作用,复杂有机物逐步转化为简单物 质。呼吸作用过程中吸收和同化各种营养物质。
第二节 污水生物处理的 基本原理
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污水生物处理基本概念和生化反应动 力学基础
•1.微 生 物 的 新 陈 代 谢
• 新陈代谢:微生物不断从外界环境中摄取营养 物质,通过生物酶催化的复杂生化反应,在体内不断 进行物质转化和交换的过程。
•分解代谢:分解复杂营养物质,降解高能化合物,

获得能量。
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