微生物技术的应用

微生物技术的应用——污水处理生命科学学院生物技术1班王雪我国水污染现况•据水利部调查，我国03年全国废污水排放量将达到640亿吨。其中，海河、黄河、辽河、淮河污染最为严重，地下水水质有恶化趋势。•全国农村中约有6300多万人饮用高氟水，200万人饮用高砷水，3800多万人饮用苦咸水，1.9亿人饮用水有害物质含量超标。•中国预防医学科学院环境卫生监测所进行的饮用水监测显示，水质量问题已经非常严重。全国26个省、区的180个县市，有43.3%的人在喝着不安全的水。——黄河水污染（左图）微生物污水处理应用原理在污水处理过程中，可以利用生物降解作用去除污染物质。生物降解是指由生物催化的复杂化合物的分解过程。利用生物处理技术进行污染物的无害处理已有近100年的历史。生物处理的主体是微生物,生物降解过程本身以微生物的代谢为核心，化合物在分解过程中则遵循化学原理。在实际应用中,微生物一般主要对污水有害化合物中的有机物质起降解,转化的作用.有机物的转化广义上可定义为两种：1.矿化（mineralization）：将有机物完全无机化的过程，是与微生物的生长过程相关的过程。2.共代谢（co-metabolism）：有些合成的有机化合物不能被微生物降解，但若有另一可供作碳源和能源的辅助基质存在，它们则可被部分降解，这个作用称为共代谢。共代谢不仅包括微生物在正常生长代谢过程中对非生长基质的共同氧化（或其他反应），而且也包括了休止细胞（restingcell）对非生长基质的转化。共代谢的机理目前尚不十分清楚，认为是由非专一性的酶促反应完成的。共代谢现象的存在已得到普遍证实。在污水处理的过程中,根据环境可以分为好氧处理和厌氧处理两个过程:1.好氧处理：在有氧条件下，有机物在好氧微生物的作用下氧化分解，有机物浓度下降，微生物量增加。在这一过程中，有机物的降解、微生物的增殖、溶解O2的消耗这三个过程是同步进行的，也是控制好氧生物处理成功与否的三个关键过程。2.厌氧处理：在厌氧条件下，利用多种厌氧或兼性厌氧微生物的代谢活动，将有机物转化为无机物和少量细胞物质的过程。厌氧生物处理一般分为四个阶段：水解，发酵，产乙酸，产甲烷。这些无机物质主要是大量的生物气体即沼气。沼气的主要成分是CH4和CO2。微生物污水处理的方法（1）水解阶段复杂有机物首先在发酵性细菌产生的胞外酶作用下分解为溶解性的有机分子。通常缓慢，是限速阶段。（2）发酵（酸化）阶段溶解性小分子有机物进入发酵菌（酸化菌）细胞内，在胞内酶作用下分解为VFA，同时合成细胞物质。（3）产乙酸阶段发酵酸化阶段的产物丙酸、丁酸、乙醇等，在此阶段经产氢产乙酸菌作用下转化为乙酸、H2、CO2。（4）产甲烷阶段产甲烷菌产生甲烷：CO2+H2——〉CH4+H2OCH3COO-——〉CH4+CO2污水的微生物处理的几种方法1.活性泥法：自1914年创建，一直在污水处理中占首要地位。其处理装置是由曝气池和沉淀池两个部分组成。曝气池高度充气，污水在其中和活性泥不断混合，水中的有机质被污泥吸附，部分被氧化分解，部分随污泥进入沉淀池。污泥在沉淀池内沉淀，清水流出。沉淀污泥部分回流再生，部分为剩余污泥被排除。活性污泥对有毒物质由较大的缓冲力，只要毒物不超出一定限度，污泥就可以发挥作用。2.生物膜法：生物膜法是利用生物滤池处理污水，最初是从酒滴池开始的，并不断得到改进，出现了塔式滤池，生物转盘，浸没法滤池等多种形式，其处理原理基本相同：酒滴池是主要由碎石铺成的滤床。处理污水时，水从顶上洒下，各种微生物随污水通过滤床时吸附与石块上，不断生长繁殖成一层微生物膜。这一层膜对不断通过的污水中的有机物由很强的吸附，吸收和降解能力。3.厌氧处理法：厌氧处理法通常用于不溶性有机物质，如纤维素含量高的污水或高浓度的工业废水，也经常用于处理剩余污泥。4.氧化塘法;这个方法是利用自然水生生态系统处理污水，将一块较大的，阳光充足的场地开辟为一个大而浅的池塘，便于风浪对水层的搅动，有利通气。氧化塘中同时可以进行好氧和厌氧性分解作用和光合作用，三种作用互相影响。污水处理中常见的微生物变形虫（阿米巴）变形虫食性广，单细胞藻类、细菌、小原生动物、真菌、有机碎片等都是它的事物。太阳虫目↑许多太阳虫组成组群，一起捕食↑两只太阳虫一起分享一顿美餐，但是很快有一个放弃了美食，他们两个分开了草履虫和轮虫草履虫↑轮虫寡毛虫和桡足虫↑寡毛虫←寡毛虫↑桡足虫漫游虫和吸管虫↑漫游虫→吸管虫↓纤毛虫←游泳型纤毛虫↑↑固着型纤毛虫栉毛虫样子很可爱，就像一只小乌龟未来展望▲2006年我国污水处理厂共达到532座。但是在06年的国家环保总局、发展改革委等六大部门联合召开的新闻发布会上，调查结果显示约有一半以上因经费不足等原因非正常运行，全年平均超标天数高达152天。也就是说经过这些污水处理厂处理过的水仍未达标。▲除此之外，到2005年年底，全国仍有278个城市没有建成污水处理厂。★用微生物技术处理污水，以其成本低、效率高、且对环境污染小等优点越来越受到重视，也开始在更多的区域得到采用，相信在不久的未来，我国的该项技术也会更加成熟，应用更广泛！