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陕西理工学院论文专业软件实训结课论文论文题目：光合细菌处理高浓度有机废水研究综述化学与环境科学学院专业班级：环境科学1301王飞 1310044018指导教师：李琛光合细菌处理高浓度有机废水研究综述王飞（陕西理工学院化学与环境科学学院环境科学专业1301班，陕西 汉中 723000）指导教师：李琛摘要：光合细菌处理高浓度有机废水是近些年研究发展起来处理废水的一种有效途径。光合细菌可以处理5天生化需氧量在10000mg/L以上的高浓度有机废水（人畜粪便排泄物，豆制品废水，食品生产加工中的废水，屠宰场废水）。本文综述光合细菌处理高浓度有机废水的原理工艺及优点缺点，研究进展及未来发展前景。关键词：光合细菌；高浓度有机废水；研究进展；生物处理Study on the treatment of high concentration organic wastewater by photosynthetic bacteriaWangfei（Grade13,Class1301,Major Environmental science,Chemistry Dept,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi）Tutor:LeechenAbstract：The treatment of high concentration organic wastewater by photosynthetic bacteria is an effective way to treat wastewater in recent years. Photosynthetic bacteria can be treated for 5 days with high concentrations of biochemical oxygen demand in high concentrations of 10000mg/L organic wastewater (human and livestock manure, bean products wastewater, food production and processing in wastewater, slaughter wastewater). In this paper, the principle and process of the treatment of high concentration organic wastewater by photosynthetic bacteria and its advantages and disadvantages are reviewed.Keywords: Photosynthetic bacteria；High concentration organic wastewater；Research progress；Biological treatment光合细菌简称PSB。光合细菌其实很早已经在地球上出现了，光合细菌是在厌氧条件下进行不放氧进行光合作用细菌的总称。光合细菌分布的比较广泛，分布于水田、池沼及江、河、湖、海中 ,尤其在有机物污染的积水处较多。光合细菌能利用光能进行光合作用而供自身的生长发育 ,但与高等植物和藻类有所不同 ,其光合作用仅限于厌氧光照条件下进行 ,并且不产生氧气 。 有机光合细菌分为绿硫细菌、红硫细菌和红螺菌三种。这三种有机光合菌都可以利用光能 ,将硫化物，脂肪酸，氨基酸，氨，氢或低分子的有机物作为氢的供体 ,固定二氧化碳而生长 ,其中前两者为光能自养菌 ,后者为光能异养菌。所以 ,光合细菌中的红螺菌因其独特的光能异养特性而能忍受高浓度有机物继续存活 ,所以红螺菌就是光合细菌中最主要的，具有去除和分解有机物的能力。有机光合细菌可以将BOD5去除95%甚至可以将BOD5去除达98%，为光合细菌处理有机废水提供了重要的理论基础与实验依据，光合细菌有这样好处理高浓度有机废水的效果得到了大家广泛的认可和研究。一 光合细菌处理高浓度有机废水的原理及工艺流程光合细菌之所以能够处理高浓度有机废水的原理首先在于光合细菌既不像好氧的活性污泥菌胶团细菌那样受污水中溶解氧浓度的限制,可以利用光能进行高效的能量代谢 ,即使是微弱的光照也能进行 ,又不像严格厌氧的甲烷细菌等对氧存在的高度敏感 ,可以在有氧条件下分解有机物 ,通过氧化磷酸化取得能量。光合细菌对氧气的要求不高，最主要的原因是有红螺菌科中的红螺菌属和红假单胞菌属与红微菌属。这几类细菌当中都含有细菌叶绿素a或者b与类胡萝卜素而呈现红色，在无氧条件下利用简单的有机物就可以进行光合作用而生存。在黑暗中缺氧或好氧的条件下就可以进行氧化代谢。另外也可以利用氢气作为电子供体。常见的有机物有：乙酸盐，丙酸盐，丁酸盐，丙酮酸和三羧循环当中的中间产物，乙醇等。光合细菌只能利用脂肪酸等低分子化合物，所以，光合细菌处理高浓度有机废水前，首先需要将大分子物质进行水解。比如将糖类，脂肪，蛋白质等大分子物质水解为脂肪酸，氨基酸，氨类气体等物质，这样才可以被光合细菌所利用。下面我就来介绍一下光合细菌处理有机高浓度有机废水的工艺流程。如下图。二 光合细菌处理有机废水的研究进展近几年高浓度有机废水已成为主要的水体污染源,是环境保护领域中急需解决的重点问题。 而我们国家最常用的活性污泥法处理高浓度有机废水又存在占地面积大、维修管理复杂、基建及运转费用高及处理浓度高的废水效果没有预期高等缺点 ,急需寻求先进实用的处理新技术是国内外均在大力追求的奋斗目标。光合细菌用于高浓度有机废水的处理早都引起人们的高度重视。早在20世纪30年代Nakamura就提出了光合细菌在黑暗条件下可以释放氢气的现象。1949年， Gest在“Science”上首次提到了光合细菌可以在光照厌氧条件下转化有机物产生氢气的特征。直到20世纪60年代日本的小林正泰等首先开展了用光合细菌处理有机废水的试验研究 ,先后成功地用光合细菌对粪尿、食品、淀粉、皮革、豆制品等废水进行处理 ,建立了一大批大中型实用系统 ,效果较好 ,充分显示了 PSB法优于一般活性污泥法、具有重要的开发利用价值等特点。据报道 ,南朝鲜在日本微生物资源研究所的协助下,在大邱市酒精厂建成日处理 600吨、 BOD高达 2 3 104mg /L的大型处理场，1981年投入运转。近年来 ,澳大利亚、美国等也相继进行了这方面的研究工作。目前研究较多的是红螺菌属，它的优势在于它可以用有机废料作原料进行光合产氢，又因为红螺菌属细胞含有大约65%的蛋白质和大量必需的氨基酸和维生素，所以在进行光合产氢的同时，还可以得到单细胞蛋白，也可结合有机废水的处理，所以具有重要的经济价值。随着能源危机的进一步持续，美、德和日等国相继制订了氢能发展规划。我国也把光合生物产氢研究纳入国家“863”计划和“973”计划。随着其研究及相关学科的迅速发展，我国在光合细菌处理高浓度有机废水方面的研究及应用也取得了一定成果 ,在对高浓度合成脂肪酸废水、肉类废水，豆制品废水，牛粪尿废水，酒糟废水以及柠檬酸废水等的处理方面均取得了良好效果。由于光合细菌在处理有机废水时 ,去除率高 ( 90% 98% ) ,受到广泛关注。光合生物产氢技术作为一种极具潜力的生物产氢技术必将走向应用化。暨南大学生化研究所毛雪慧徐，明芳等人对有机光合细菌在处理含油废水中发现，固定化的光合细菌脂肪酸降解效果明显高于游离态光合细菌处理含油有机废水，说明固定化的光合细菌具有更好的除油效果。固定化的光合细菌的除油率远远高于固定化沸石颗粒与菌液。光合细菌在沸石空隙中吸附生长，游离的油吸附在沸石的表面，由表到里传递到颗粒的内部，有利于油的生物降解。同时固定化后的光合细菌因为有效的阻隔了氧气与细菌体的接触，形成厌氧环境，更适合光合细菌生存，使细菌能够保持持久的活力，也能够自动更换衰老自动脱落的细菌菌落，提高了菌体的作用时效，使其能稳定发挥降解效能。由于光合细菌有良好的处理废水的效果，对它的研究始终没有停止。在光合细菌处理高含盐有机废水研究这篇文献中再次研究了光合细菌对有机废水的处理。但这次的有机废水有个特点就是高含盐的。研究表明在高含盐废水中对光合细菌进行一定时间的驯化，可以得到耐盐能力较强且具有高降解活性的光合细菌菌群，用光合细菌处理废水能够形成一套以光合细菌为主具有较强处理废水有机物的体系。但高含盐量一方面使环境中的渗透压高于细胞渗透压，使细胞脱水，原生质分离；另一方面由于盐析作用使得脱氢酶的活性降低，降低最终处理废水的效果。光合细菌对含盐量的变化有较强的适应能力，能够耐受废水水质的变化引起的冲击。我查阅相关文献发现光合细菌处理高浓度有机废水时必须依赖水解性的细菌，因为光合细菌处理废水前必须经过水解性细菌将大分子物质水解为小分子物质的过程。另外很重要的一点就是光合细菌在处理有机废水的过程当中必须要有足够的光照强度的照射，只有这样光合细菌获得光能才能起到应有的作用。因此现在我国应用光合细菌处理有机废水的过程中，如何保证光线均匀的分布并投射到光合细菌处理池中，保证光照强度等问题是决定光合细菌处理有机废水技术的限制因素。三 光合细菌处理有机废水的优缺点及应用前景光合细菌处理有机废水之所以能引起人们的研究与关注，主要是该技术与传统方法处理废水有它的优点或者是它可以解决传统方法处理废水解决不了的问题。（1）该技术全称叫“光合细菌处理高浓度有机废水技术”，我们光从名字就可以知道该技术主要针对的就是高浓度的有机污染物废水，所以这就是它的一个优点。光合细菌处理的废水BOD越高，光合细菌处理的效果越好。所以可以不用对有机废水稀释，这样的话这项技术就可以应用到缺水的地方。（2）光合细菌处理有机废水具有处理有机负荷高、占地面积小、投资费用少、动力消耗低， 较易管理 ,在温度要求低在一般常温内均可处理 ,受季节影响小 ,且不会产生像活性污泥丝状膨胀的现象。（3）现在我们研究较多的都是是红螺菌属，主要原因在于它可以将有机废料作原料进行光合产氢，又因为红螺菌属细胞含有大约65%的蛋白质和大量必需的氨基酸和维生素，所以在进行光合产氢的同时，还可以得到单细胞蛋白，所以在处理结束的污泥就可以做肥料。光合细菌处理有机废水的缺点：（1）是需要不断地添加新鲜菌体。（2）是菌体细胞自然沉降困难,需用离心机或化学絮凝剂来收集。日本他是最早将光合细菌应用到水产养殖当中的国家。主要还是由于光合细菌既能对废水进行处理，而且还因为光合细菌的的菌体无毒，营养丰富，具有固碳、固氮的功能，如果水产养殖的池塘中的水受到一定的有机废水的侵害污染，光合细菌就可以自行对水体进行净化，另外光合细菌在自然界的硫循环中担任非常的重要角色，因此它在农业上的应用也非常广泛，能够改善植物根部土壤的营养，提高土壤肥力，增强植物的抗病力，对植物的生长起到良好积极的意义。光合细菌首先就可以应用在高浓度有机废水处理上，也可以应用在医学方面因为光合细菌内富含类胡萝卜素和B族维生素及活性物质，具有许多生理活性：抗氧化作用、调脂作用、抗肿瘤作用、免疫活性；光合细菌没有毒性，对生殖生长有促进作用。研究发现光合细菌在环保、农业、水产养殖、医药等方面都有有较高的研究价值和应用价值。光合细菌不光在处理高浓度有机废水上有重要的意义。在家禽等动物的饲养上光合细菌也起到重要的作用，光合细菌富含辅酶Q10，能够促进动物的生长，可提高家禽出肉率和产蛋率，以及强健体质、提高抗病能力。我国的薛志成先生等通过在饲料当中添加光合细菌使不同生理时期及患胃肠病奶牛症状消失，恢复产奶，经济效益明显。光合细菌还可以提升种子发芽率、成苗率；改良作物品质、修复土壤；防治病虫害等。现今对于光合细菌处理废水来说还处于研究的初级阶段，当处理废水水质没有达到排放的标准时，需要增加后续的处理工艺进一步出力，这都是我们今后研究和解决的问题光合细菌处理有机废水作为一种新的生物处理技术必然带动处理废水进入一个新的领域。人们对它的认识研究在逐渐深入，其应用领域在逐渐拓宽。参考文献1 光合细菌处理有机废水的研究进展 何萍(江南大学师范学院 江苏 无锡 214063)2光合细菌研究概况及其应用进展 韩梅，陈锡时，张良 沈阳农业大学学报 , 20023光合细菌 (PSB)应用的研究进展 李福枝，刘 飞，曾晓希，李小龙，张凤琴(湖南工业大学绿色包装与生物纳米技术应用省重点实验室 , 湖南 株洲 412008)4 光合细菌在有机废水处理 中的应用 吕 琴，陈声明 浙江农业大学 环境保护系 , 杭州 ,3 1 0 0 2 9)5 用光合细菌处理高浓度有机废水的研究 朱章玉 周国平 俞吉安 李冲宝 张承康 精密仪器 系6光合细菌处理有机废水的现状及进展 任小玉 ,杨学春 (西南农业大学资源与环境学院 ,重庆 400716)7光合细菌在有机废水处理中的应用现状与前景 浙江大学生物系 徐向阳 孙 琦8光合细菌处理高浓度有机废水及其资源化金晓莉，杨 静，郑甜甜，易小祺，张 阳 （沈阳师范大学化学与生命科学学院， 辽宁 沈阳 110034）9优势光合细菌处理有机废水的研究 同帜 1 , 李海红 1 , 崔双科 2(1. 西安工程科技学院环境与化学工程学院 , 陕西 西安 710048 ;2. 陕西现代建筑 设计研究院 , 陕西 西安 71004810利用光合细菌处理高浓度有机废水 尚东 （河南省信阳市环境监测站，河南 信阳 464000）11光合细菌及其在养殖业中应用研究进展 周茂洪，何 洋( 温州大学化学与环境工程学院 , 浙江 温州 325027 )12光合细菌处理高含盐有机废水研究孔秀琴 1 ，赵 峰 1 ，石小锋 1 ，任瑞芳 1 ，邢新会 2（1.兰州理工大学石油化工学院环境工程系，甘肃 兰