环境微生物新技术及其应用ppt课件
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②.放细菌:主要有诺卡氏菌、链霉菌、百度文库高温放线菌和单胞子菌等。
放线菌具有多细胞菌丝，可以分解一些 纤维素，并溶解木质素。
放线菌比真菌和细菌更能忍受更高的温 度和PH，在垃圾生物降解的高温阶段是优 势菌群。
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③.真菌:在整个生物降解过程中，真菌 对垃圾中的有机成分的分解和稳定起着重 要的作用。
真菌不仅能分泌胞外酶，水解有机物， 其菌丝还能对物料起一定的破坏作用，促 进生化反应。
葡萄糖甘酶
淀粉
糊精
麦芽糖
葡萄糖
三羧酸
CO2
循环
H2O
厌
根霉、曲霉
氧
乙醇发酵
发
乙醇+CO2
酵
酵母菌
葡萄糖
丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2 丁酸+乙酸+CO2+H2
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3.微生物对半纤维素的降解 半纤维污染最主要是工业废水及生活污
水。 能分解半纤维的微生物的有：细菌、放
线菌、真菌等。 细菌：芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌。 放线菌：放线菌的一些种类。 真菌：根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉
污水中。 降解脂类的微生物主要是需氧的：细菌、
真菌、放线菌。 细菌：荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌等。 真菌：青霉、曲霉、枝孢霉、粉孢霉等。 放线菌中的某些种类。
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枝 孢 霉
铜
绿
假
单
胞
菌
.
三、微生物对废气的脱硫
微生物用于烟气脱硫,不需高温、高压、 催化剂,设备要求简单。利用自养生物脱硫, 营养要求低,无二次污染,处理用度为湿法脱 硫的50%。
用，先将纤维素降解为纤维二糖，然后在 纤维二糖的作用下降解为葡萄糖，进入三 羧酸循环彻底降解为CO2和H2O；在无氧条 件下，经微生物的厌氧发酵，其降解为小 分子有机物（乙酸、丙酮、丁醇、丁酸等） 和无机物（CO2、H2）。
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纤维素
纤维二糖
葡萄糖 细胞色素、细胞色素氧化酶
TCA 循环
ATP H2O
环境微生物新技术及其应用
小组成员：韩学进、肖开权 许倩文、闫乐
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微生物新技术:
一、微生物对城市生活垃圾的处理 二、微生物降解大分子有机污染物 三、微生物对废气的脱硫 四、微生物对废水的脱氮除磷 五、微生物对废水中重金属的去除
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一、微生物与MSW
1. MSW是城市生活垃圾的英文缩写。 MSW生物处理技术就是城市生活垃圾中
由于藻类对重金属离子具有较强的富集 能力,利用其生物吸附作用可从产业污水中 去除有毒、放射性金属和回收稀有、珍贵 金属。该法具有高效、经济、简便、选择 性好等优点,尤其适用于低浓度及一般方法 不易去除的金属。如用菌藻共生体从无营 养液的含As、As的废水中除砷率可达80% 以上,含营养液的As去除率>70%,As往除率 >50%;用啤酒酵母菌和盐泽螺旋藻对Cd、 Ni、Cu有明显吸收;用固定在聚砜基质上的 真菌可除往Cd、Cu、Pb、Ni;Pb的去除还 可用林可链霉素和黑根. 霉菌。
利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达 95%以上,日本利用该菌已使H2S脱除率达 99.99%,中国利用该菌对炼油厂催化干气和 产业废气脱硫,H2S往除率分别为71.5%和 46.91%, 用脱氮硫杆菌的耐受株在厌氧条件 下脱硫率达80%。
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四、微生物对废水的脱氮除磷
1.脱氮 污水脱氮技术主要有活性污泥法脱氮工
固有的或者是外添的微生物，在一定控制 条件下，进行一系列的生物化学反应，使 得MSW中的不稳定有机物代谢后释放能量 或转化为新的细胞物质，从而使MSW逐步 达到稳定的一个生化过程。
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2. MSW生物处理技术主要包括：好氧生物 处理和厌氧生物处理。
①.好氧生物处理：主要有好氧堆肥和 好氧填埋。
其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、 真菌等微生物种群。
生物脱氮中,有反硝化能力的微生物有变 形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆 菌属等。
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2.除磷 污水生物处理中,除磷常与脱氮工艺一
起应用,常见的除磷技术能使总磷≤1mg/L以 下；除磷过程一般以为在有氧条件下摄取 磷,在厌氧条件下开释磷,其中不动杆菌属是 除磷的上风菌种。
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五、微生物对废水中重金属的去除
温度是影响真菌生长的重要因素。
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4.厌氧生物处理中的水解细菌、产氢产乙 酸菌群和产甲烷菌群及其作用。
①.水解菌：可分为产琥珀酸拟杆菌属、 湖生芽孢菌属、柱孢梭菌属、生黄瘤胃球 菌、白色瘤胃球菌落、溶纤维丁酸弧菌等。
利用胞外酶对有机物进行酶解，酶解成 可溶于水的物质，然后细胞将其吸收，水 解成不同产物。
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1.微生物对纤维素的降解 ①.自然中存在的、工业生产中排放的废水、
城市生活垃圾中都存在着纤维素。 能分解纤维素的微生物有：细菌、放线菌和
真菌。 细菌：噬纤维菌属、纤维弧菌属、纤维单胞
菌属等。 放线菌：链霉菌、诺卡氏菌属、小单孢菌属。 真菌：青霉、曲霉、镰刀霉、根霉、木霉及
毛霉
.
②.降解过程 在有氧条件下，微生物用纤维素酶作
及镰刀霉。
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4.微生物对木质素的降解 木质素是由苯丙烷亚基组成的不规则的
近似球形的多聚体，不溶于酸性、中性溶 剂中，只溶于碱性溶剂中。
能降解木质素的微生物有：细菌和真菌。 细菌：假单胞菌、节杆菌、黄杆菌和小 球菌中的一些菌株。 真菌：干朽菌、多孔菌、伞菌，另外木 霉、曲霉、镰孢霉的某种。
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5.微生物对脂类的降解 存在生物体内、存在于工业废水及生活
放线菌：小单孢菌、卡诺氏菌、链霉菌 等。
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②.淀粉降解过程 在有氧条件下，一些酶将淀粉水解为葡
萄糖，然后进入三羧酸循环彻底降解为CO2 和H2O；在无氧条件下，经微生物的厌氧发 酵，其降解为小分子有机物（乙酸、丙酮、 丁醇、丁酸等）和无机物（CO2、H2）。
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好氧分解
枯草芽孢杆菌
-淀粉酶
-淀粉酶
②.厌氧生物处理：主要有厌氧消化和 厌氧填埋。
其工艺中的微生物主要有水解细菌、产 氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。
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3.好氧生物处理中的细菌、放线菌、真菌 及其作用。
①.细菌：主要有假单胞菌属、克雷伯 氏菌属以及芽孢杆菌属等细菌。
整个好氧降解过程中，嗜温细菌是整个 系统中最主要的微生物。
整个过程中所温度和PH的影响较大。
艺,包括A/O(缺氧/好氧)工艺,可使NH4+一N 去除率达80%以上,A2/O工艺,改进的氧化沟 工艺可使总氮去除率达90%以上。生物膜 脱氮有生物滤池、生物转盘、生物流化床、 浮动床、浸没式、三级生物滤池脱氮系统 等,其中三级生物滤池的反硝化速度最高达 1.0kgN/(m3.d),出水TSS＜1.00mg/L。
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②.产氢产乙酸菌群：可分为布氏甲烷 杆菌属、G株布氏甲烷杆菌属。
产氢产乙酸菌群是将水解发酵产物，三 碳以上的有机酸、长链脂肪酸和醇类等氧 化分解成乙酸和分子氢。
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③.产甲烷菌群：可分为分杆状菌、球状 菌和八叠球菌三类。
产甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸 等C类化合物为基质，将其转化为甲烷。
好氧分解
CO2
葡萄糖
丙酮丁醇发酵 丁酸发酵
丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2 丁酸+乙酸+CO2+H2
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厌氧发酵
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2.微生物对淀粉的降解
①.淀粉的污染最主要是工业废水及生活 污水。
分解淀粉的微生物有：细菌、放线菌、 真菌。
细菌：枯草芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆菌、 巨大芽孢杆菌。
真菌：根霉、曲霉、镰孢霉、层孔菌等。
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5.无论是厌氧生物处理还是好氧生物处理 MSW，都存在着各式各样的微生物种群， 正是这些微生物种群的相互协调，组成了 一个复杂的生态系统，从而去除了MSW的 有机成分，甚至转化成为了可再生利用的 资源。
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二、利用微生物降解大分子有机污染物
大分子有机污染物可分为：多糖类、木 质素、脂类等。
多糖类有机污染物又可分为：纤维素、 淀粉、半纤维素等。这类污染物广泛存在 于动物尸体和植物残体及废料中。
②.放细菌:主要有诺卡氏菌、链霉菌、百度文库高温放线菌和单胞子菌等。
放线菌具有多细胞菌丝，可以分解一些 纤维素，并溶解木质素。
放线菌比真菌和细菌更能忍受更高的温 度和PH，在垃圾生物降解的高温阶段是优 势菌群。
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③.真菌:在整个生物降解过程中，真菌 对垃圾中的有机成分的分解和稳定起着重 要的作用。
真菌不仅能分泌胞外酶，水解有机物， 其菌丝还能对物料起一定的破坏作用，促 进生化反应。
葡萄糖甘酶
淀粉
糊精
麦芽糖
葡萄糖
三羧酸
CO2
循环
H2O
厌
根霉、曲霉
氧
乙醇发酵
发
乙醇+CO2
酵
酵母菌
葡萄糖
丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2 丁酸+乙酸+CO2+H2
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3.微生物对半纤维素的降解 半纤维污染最主要是工业废水及生活污
水。 能分解半纤维的微生物的有：细菌、放
线菌、真菌等。 细菌：芽孢杆菌、假单胞菌、节细菌。 放线菌：放线菌的一些种类。 真菌：根霉、曲霉、小克银汉霉、青霉
污水中。 降解脂类的微生物主要是需氧的：细菌、
真菌、放线菌。 细菌：荧光假单胞菌、铜绿假单胞菌等。 真菌：青霉、曲霉、枝孢霉、粉孢霉等。 放线菌中的某些种类。
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枝 孢 霉
铜
绿
假
单
胞
菌
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三、微生物对废气的脱硫
微生物用于烟气脱硫,不需高温、高压、 催化剂,设备要求简单。利用自养生物脱硫, 营养要求低,无二次污染,处理用度为湿法脱 硫的50%。
用，先将纤维素降解为纤维二糖，然后在 纤维二糖的作用下降解为葡萄糖，进入三 羧酸循环彻底降解为CO2和H2O；在无氧条 件下，经微生物的厌氧发酵，其降解为小 分子有机物（乙酸、丙酮、丁醇、丁酸等） 和无机物（CO2、H2）。
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纤维素
纤维二糖
葡萄糖 细胞色素、细胞色素氧化酶
TCA 循环
ATP H2O
环境微生物新技术及其应用
小组成员：韩学进、肖开权 许倩文、闫乐
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微生物新技术:
一、微生物对城市生活垃圾的处理 二、微生物降解大分子有机污染物 三、微生物对废气的脱硫 四、微生物对废水的脱氮除磷 五、微生物对废水中重金属的去除
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一、微生物与MSW
1. MSW是城市生活垃圾的英文缩写。 MSW生物处理技术就是城市生活垃圾中
由于藻类对重金属离子具有较强的富集 能力,利用其生物吸附作用可从产业污水中 去除有毒、放射性金属和回收稀有、珍贵 金属。该法具有高效、经济、简便、选择 性好等优点,尤其适用于低浓度及一般方法 不易去除的金属。如用菌藻共生体从无营 养液的含As、As的废水中除砷率可达80% 以上,含营养液的As去除率>70%,As往除率 >50%;用啤酒酵母菌和盐泽螺旋藻对Cd、 Ni、Cu有明显吸收;用固定在聚砜基质上的 真菌可除往Cd、Cu、Pb、Ni;Pb的去除还 可用林可链霉素和黑根. 霉菌。
利用氧化亚铁硫杆菌已使脱硫率达 95%以上,日本利用该菌已使H2S脱除率达 99.99%,中国利用该菌对炼油厂催化干气和 产业废气脱硫,H2S往除率分别为71.5%和 46.91%, 用脱氮硫杆菌的耐受株在厌氧条件 下脱硫率达80%。
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四、微生物对废水的脱氮除磷
1.脱氮 污水脱氮技术主要有活性污泥法脱氮工
固有的或者是外添的微生物，在一定控制 条件下，进行一系列的生物化学反应，使 得MSW中的不稳定有机物代谢后释放能量 或转化为新的细胞物质，从而使MSW逐步 达到稳定的一个生化过程。
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2. MSW生物处理技术主要包括：好氧生物 处理和厌氧生物处理。
①.好氧生物处理：主要有好氧堆肥和 好氧填埋。
其工艺中的微生物主要有细菌、放线菌、 真菌等微生物种群。
生物脱氮中,有反硝化能力的微生物有变 形杆菌、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆 菌属等。
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2.除磷 污水生物处理中,除磷常与脱氮工艺一
起应用,常见的除磷技术能使总磷≤1mg/L以 下；除磷过程一般以为在有氧条件下摄取 磷,在厌氧条件下开释磷,其中不动杆菌属是 除磷的上风菌种。
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五、微生物对废水中重金属的去除
温度是影响真菌生长的重要因素。
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4.厌氧生物处理中的水解细菌、产氢产乙 酸菌群和产甲烷菌群及其作用。
①.水解菌：可分为产琥珀酸拟杆菌属、 湖生芽孢菌属、柱孢梭菌属、生黄瘤胃球 菌、白色瘤胃球菌落、溶纤维丁酸弧菌等。
利用胞外酶对有机物进行酶解，酶解成 可溶于水的物质，然后细胞将其吸收，水 解成不同产物。
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1.微生物对纤维素的降解 ①.自然中存在的、工业生产中排放的废水、
城市生活垃圾中都存在着纤维素。 能分解纤维素的微生物有：细菌、放线菌和
真菌。 细菌：噬纤维菌属、纤维弧菌属、纤维单胞
菌属等。 放线菌：链霉菌、诺卡氏菌属、小单孢菌属。 真菌：青霉、曲霉、镰刀霉、根霉、木霉及
毛霉
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②.降解过程 在有氧条件下，微生物用纤维素酶作
及镰刀霉。
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4.微生物对木质素的降解 木质素是由苯丙烷亚基组成的不规则的
近似球形的多聚体，不溶于酸性、中性溶 剂中，只溶于碱性溶剂中。
能降解木质素的微生物有：细菌和真菌。 细菌：假单胞菌、节杆菌、黄杆菌和小 球菌中的一些菌株。 真菌：干朽菌、多孔菌、伞菌，另外木 霉、曲霉、镰孢霉的某种。
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5.微生物对脂类的降解 存在生物体内、存在于工业废水及生活
放线菌：小单孢菌、卡诺氏菌、链霉菌 等。
.
②.淀粉降解过程 在有氧条件下，一些酶将淀粉水解为葡
萄糖，然后进入三羧酸循环彻底降解为CO2 和H2O；在无氧条件下，经微生物的厌氧发 酵，其降解为小分子有机物（乙酸、丙酮、 丁醇、丁酸等）和无机物（CO2、H2）。
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好氧分解
枯草芽孢杆菌
-淀粉酶
-淀粉酶
②.厌氧生物处理：主要有厌氧消化和 厌氧填埋。
其工艺中的微生物主要有水解细菌、产 氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等。
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3.好氧生物处理中的细菌、放线菌、真菌 及其作用。
①.细菌：主要有假单胞菌属、克雷伯 氏菌属以及芽孢杆菌属等细菌。
整个好氧降解过程中，嗜温细菌是整个 系统中最主要的微生物。
整个过程中所温度和PH的影响较大。
艺,包括A/O(缺氧/好氧)工艺,可使NH4+一N 去除率达80%以上,A2/O工艺,改进的氧化沟 工艺可使总氮去除率达90%以上。生物膜 脱氮有生物滤池、生物转盘、生物流化床、 浮动床、浸没式、三级生物滤池脱氮系统 等,其中三级生物滤池的反硝化速度最高达 1.0kgN/(m3.d),出水TSS＜1.00mg/L。
.
②.产氢产乙酸菌群：可分为布氏甲烷 杆菌属、G株布氏甲烷杆菌属。
产氢产乙酸菌群是将水解发酵产物，三 碳以上的有机酸、长链脂肪酸和醇类等氧 化分解成乙酸和分子氢。
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③.产甲烷菌群：可分为分杆状菌、球状 菌和八叠球菌三类。
产甲烷菌利用H2/CO2、醋酸和甲醇甲酸 等C类化合物为基质，将其转化为甲烷。
好氧分解
CO2
葡萄糖
丙酮丁醇发酵 丁酸发酵
丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2 丁酸+乙酸+CO2+H2
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厌氧发酵
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2.微生物对淀粉的降解
①.淀粉的污染最主要是工业废水及生活 污水。
分解淀粉的微生物有：细菌、放线菌、 真菌。
细菌：枯草芽孢杆菌、马铃薯芽孢杆菌、 巨大芽孢杆菌。
真菌：根霉、曲霉、镰孢霉、层孔菌等。
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5.无论是厌氧生物处理还是好氧生物处理 MSW，都存在着各式各样的微生物种群， 正是这些微生物种群的相互协调，组成了 一个复杂的生态系统，从而去除了MSW的 有机成分，甚至转化成为了可再生利用的 资源。
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二、利用微生物降解大分子有机污染物
大分子有机污染物可分为：多糖类、木 质素、脂类等。
多糖类有机污染物又可分为：纤维素、 淀粉、半纤维素等。这类污染物广泛存在 于动物尸体和植物残体及废料中。