环境微生物新技术及其应用ppt课件

.,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,.,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,.,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。,.,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。.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。.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。,.,3.好氧生物处理中的细菌、放线菌、真菌及其作用。.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。,.,.放细菌:主要有诺卡氏菌、链霉菌、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。,.,.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。温度是影响真菌生长的重要因素。,.,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。.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。,.,.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。,.,.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。,.,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。,.,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。,.,1.微生物对纤维素的降解.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,.,.降解过程在有氧条件下，微生物用纤维素酶作用，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）。,.,纤维素纤维二糖葡萄糖细胞色素、细胞色素氧化酶ATPTCA好氧分解循环H2OCO2葡萄糖丙酮丁醇发酵丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2丁酸发酵厌氧发酵丁酸+乙酸+CO2+H2,.,.,2.微生物对淀粉的降解.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。放线菌：小单孢菌、卡诺氏菌、链霉菌等。,.,.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）。,.,好氧分解枯草芽孢杆菌-淀粉酶-淀粉酶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酵酵母菌丙酮+丁醇+乙酸+CO2+H2葡萄糖丁酸+乙酸+CO2+H2,.,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、青霉及镰刀霉。,.,.,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。,.,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。,.,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%。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%。,.,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TSS1.00mg/L。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。,.,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。,.,五、微生物对废水中重金属的去除,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