有机物(污染物)的生物转化和分解

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1、2.5.1有机物（污染物）的生物转化和分解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不含氮有机物的生物分解第四节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1第一节微生物对有机物的分解作用基本概念：有机物的生物分解：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简单无机物的过程根据是否有氧气存在的条件下进行，生物分解分为好氧分解和厌氧分解两种。好氧分解最终产物是稳定而无臭的物质，包括二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。厌氧分解最终产物主要是甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等。生活污水中的有机物主要是碳水化合物、蛋白质和脂肪。工业

2、废水中有机物成分复杂，除具有和生活污水相似的有机组分外，还可能有有机酸、醇、醛、酮、酚、胺、腈等。2第一节微生物对有机物的分解作用有机物的好氧生物分解分为两部分：一部分以用于细胞合成，另一部分用于呼吸产能。内源呼吸：微生物生长过程中，细胞物质的氧化正常情况下，各类微生物细胞物质成分相当稳定，因此，常用C5H7NO2表示细菌。好氧生物分解基本理论3第一节微生物对有机物的分解作用3阶段：1）发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段）2）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段）3）产甲烷阶段4类群：1）发酵细菌2）产氢产乙酸细菌3）同型产乙酸细菌群4）产甲烷细菌厌氧生物分解基本

3、理论：3阶段4类群理论4三阶段4类群理论1发酵细菌作用阶段碳水化合物蛋白质类脂（1）原理：胞外酶单糖氨基酸脂肪酸发酵醇低级脂肪酸（2）参加的微生物：发酵细菌群梭菌属（Clostridium)丁酸弧菌属（Butyrivibrio）拟杆菌属（Bacteroides)大多专性厌氧；适宜pH4.5～8（3）特性第一节微生物对有机物的分解作用52产乙酸细菌作用阶段上阶段产物（丙酸、丁酸、醇等）醋酸、甲胺CO2、H2（1）原理（2）参加的微生物产氢产乙酸细菌群同型产乙酸细菌群互营单胞菌属互营杆菌属梭菌属暗杆菌属绝对厌氧菌或兼性厌氧菌；适宜pH4.5～8三阶段4类群理论（3

4、）特性：第一节微生物对有机物的分解作用63产甲烷细菌作用阶段（1）原理H2、CO2、CH3COOCH3NH2、CH3OHCH4（2）参加的微生物产甲烷细菌群产甲烷杆菌属产甲烷短杆菌属产甲烷球菌属▲严格厌氧菌▲中温菌对温度敏感▲pH适宜6.8~7.2▲增殖速率慢三阶段4类群理论（3）特性：第一节微生物对有机物的分解作用7厌氧消化三阶段四类群废水中有机物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类乙酸H2+CO2发酵性细菌Ⅰ产氢产乙酸细菌Ⅱ同型产乙酸细菌产甲烷细菌CH4Ⅲ第一节微生物对有机物的分解作用三阶段4类群理论8第二节有机物的生物分解性有机物的生物分解性试验方法（1）易生物分

5、解试验评价有机物是否很容易被生物完全分解。（2）本质性生物分解试验评价有机物是否具有被生物分解的性质。（3）生物分解模拟试验评价有机物在特定环境下的生物分解性。9第二节有机物的生物分解性有机物的生物分解性评价步骤10第二节有机物的生物分解性影响因素有机物生物降解性与有机物分子结构有关系，受有机物浓度、共代谢、有机物相互作用、微生物相互作用等的影响。污水中有机物生物分解性评价标准最常采用BOD/COD比值BOD/COD>0.4-0.6可生物处理性良好0.2

6、念：不含氮有机物：碳水化合物、脂肪、酚、醛、酮、某些有机酸、烃和合成洗涤剂等。碳水化合物是由碳、氢和氧3种元素组成。占到生活污水中有机物的40－50%。单糖：葡萄糖二糖：蔗糖、乳糖、麦芽糖多糖：淀粉、纤维素、半纤维素碳水化合物12第三节不含氮有机物的生物分解一碳水化合物的分解葡萄糖糖酵解作用丙酮酸发酵有氧无氧各种发酵产物三羧酸循环被彻底氧化生成CO2和水，释放大量能量。碳水化合物水解13脂肪由碳、氢和氧几种元素组成。比较稳定，也能被荧光杆菌、绿浓杆菌、灵杆菌等微生物分解。脂肪脂肪酶甘油脂肪酸简单的酸+CO2+CH4CO2+H2O二脂肪的转化厌氧好氧水解好氧14

7、第四节含氮有机物的分解基本概念：污水中的含氮有机物：蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、硝基化合物等。生活污水中所含氮主要是以铵离子或尿素形式存在。氮是当今污水处理的主要去除对象15一氮的循环自然界中除植物利用无机氮转变为有机氮外，其它各转变过程均由微生物作用氨化作用硝化作用反硝化作用生物体有机酸NO3-NH4+NO2-NON2O大气N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用还原作用16二蛋白质的转化（一）氨化作用蛋白质是由很多氨基酸（RCHNH2COOH）分子组成。蛋白质生物化学转化的第一步是水解。即转变为氨基酸。然后氨基酸发生脱氨基作用产生氨和

8、不含氮的化合物。脱氨基作用可在有氧或无