水处理生物学2

内容回顾1.理解生物好氧分解／厌氧分解的基本概念，及特点。2.理解水处理构筑物生物增长量和好氧量计算过程。3.了解有机物结构与降解性之间的关系。4.理解污水处理中常用的降解性评价指标。5.了解各种有机物的微生物降解机理。第四节含氮有机物的生物分解

无水中可能存在的含氮有机物主要有蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、氰化物、硝基化合物等。污水中的氮主要是以铵离子或尿素的形式存在，此外还有更复杂的以有机化合物包括蛋白质和氨基酸形式存在。

大气中有80%左右都是氮气，还有一切生物体中都含有氮，主要是以蛋白质的形式存在。这些形式的氮都不能被植物直接利用。土壤中的氨氮和硝态氮能够被高等植物直接吸收，但是土壤中这些形式的氮含量非常少，不能满足植物生长需要。一、蛋白质的生物分解

构成蛋白质的氨基酸有二十多种，它们以各种形式组成蛋白质。氨基酸的通式RCHNH2COOH。因此蛋白质含有C、H、O、N、S等元素，蛋白质的含氮量16%左右。

蛋白质被分解第一步要进行水解，在产生蛋白酶的微生物作用下，蛋白质被水解成氨基酸。蛋白质—>朊（ruan）—>胨—>肽—>氨基酸（一）氨基酸的生物分解（氨化作用）（1）有氧条件下（2）厌氧条件下

由以上反应式我们知道，氨基酸不管是好氧降解还是厌氧分解氨基酸中的氨基都被转化成了游离氨。这种由有机物氮化物转化为氨态氮的过程叫做微生物的氨化作用。

含硫的氨基酸硫会还原成硫化氢，而释放出来。（二）硝化作用氨化细菌：好氧的荧光假单胞菌和灵杆菌、真菌兼性的变形杆菌厌氧的腐败梭菌。（P210图10-13）氨态氮在硝化细菌的呼吸过程中先氧化成亚硝酸再氧化成硝酸，这个过程称为微生物硝化作用。硝化细菌：氨氧化细菌或亚硝酸细菌（氨／亚硝酸）亚硝酸氧化菌或硝酸细菌（亚／硝酸）。硝酸细菌的特性：都是革兰氏阴性菌、无芽孢、强烈好氧、适宜中性／碱性环境生长、酸性环境不能生长、菌为自养菌。（P21１图10-1４）影响硝化作用的环境因素(1)pH值：适宜微碱性(2)温度：4-40℃，最适：25-35℃(3)通气：需氧硫化作用硫化氢中的硫在硫化细菌的呼吸过程中先氧化成硫磺和硫酸的过程称为微生物硫化作用。硫化细菌：硫磺细菌和硫化细菌硫酸细菌的特性：中性／碱性环境生长、菌为自养菌（二）反硝化作用硝酸盐在缺氧的条件下可被厌氧菌利用还原成亚硝酸盐和氮气，这个过程称为微生物反硝化作用。反硝化细菌：反硝化杆菌、荧光假单胞菌等。反硝化作用的特性：在有有机物条件下、无氧或低氧（三）尿素的转化尿素———>碳酸铵

CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3尿酶2NH3+CO2+H2O尿素的氨化尿素细菌：1、球菌：尿素生孢八叠球菌2、芽孢杆菌：巴斯德尿素芽孢杆菌尿素细菌的生理特性：①喜好碱性条件。②以尿素、铵盐为N源，以有机C为C源、能源。第五节微生物对无机元素的转化作用（一）硫化作用由硫磺细菌和硫化细菌作用下，硫磺细菌氧化硫化氢成硫粒并储存在细胞中，但环境缺乏硫化氢时细胞内的硫粒则被氧化成硫酸，这个过程称为硫化作用。硫化细菌：无色硫磺细菌（贝日阿托氏菌、发硫菌）紫色硫磺细菌（八叠硫菌、紫硫菌）（二）反硫化作用一、硫化的生物转化硫酸盐还原菌在缺乏氧气的条件下，把硫酸盐还原成硫化氢释放出来，叫反硫化作用。(P214图17)二、、磷磷的的生生物物转转化化有机机磷磷化化物物在在有有氧氧的的条条件件下下，，可可被被大大多多数数细细菌菌分分解解形形成成磷磷酸酸盐盐。。在厌厌氧氧条条件件下下，，磷磷酸酸盐盐可可以以被被索索状状芽芽孢孢杆杆菌菌、、大大肠肠杆杆菌菌等等微微生生物物作作用用而而还还原原。。三、、金金属属的的生生物物转转化化自学学铁铁、、铬铬、、汞汞的的金金属属的的生生物物转转化化第六六节节生生物物对对污污染染物物的的浓浓缩缩与与吸吸附附作作用用基本本概概念念生物物浓浓缩缩：生生物物个个体体或或出出于于同同一一营营养养水水平平的的生生物物种种群群，，从从环环境境中中吸吸收收积积累累某某种种元元素素或或化化合合物物，，使使体体内内该该物物质质超超过过环环境境中中该该物物质质浓浓的的现现象象。。生物物吸吸附附：微微生生物物细细胞胞小小，，具具有有很很大大的的比比表表面面积积，，具具有有吸吸附附有有机机颗颗粒粒、、胶胶体体物物质质、、溶溶解解性性有有机机物物，，特特别别是是疏疏水水性性有有毒毒有有害害有有机机污污染染物物的的能能力力。。第十十一一章章污污水水生生物物处处理理系系统统中中的的主主要要微微生生物物第一一节节污污水水生生物物处处理理基基本本原原理理一、、基本本原原理理利用用微微生生物物对对有有机机污污染染物物的的分分解解转转化化能能力力，，并并且且强强化化他他们们的的转转化化能能力力的的污污水水处处理理方方法法叫叫做做污污水水生生物物处处理理法法。。二、、基本本类类型型根据据需需氧氧类类型型：：好好氧氧生生物物处处理理和和厌厌氧氧生生物物处处理理。。根据据微微生生物物生生长长类类型型：：悬悬浮浮生生长长和和附附着着生生长长。。三、、主要要微微生生物物1985年年wheatley提提出出生生物物滤滤池池和和活活性性污污泥泥实实际际金金字字塔塔。。（（P221图图11-1））有机机污污染染物物种种类类、、特特性性决定定了了是是否否采采用用微微生生物物处处理理以以及及选选用用哪哪种种微微生生物物处处理理方方法法来源人工合成天然成分分子量复杂简单浓度高浓度低浓度形态固态液态气态降解能力可生物降解非生物降解第二二节节有有机机污污染染物物好好氧氧生生物物处处理的基本本原理及及主要污污染物生物处理理好氧生物物处理是是在有氧氧的情况况下，借借助好氧氧微生物物的作用用来进行行的。一、污水水的好氧氧生物处处理在处理过过程中，，污水中中的溶解解性有机机物透过过细菌的的细胞壁壁和细胞胞膜而被被细菌吸吸收。固固体和胶胶体的有有机物先先附着在在细胞的的体外，，由细菌菌分泌的的胞外酶酶分解为为溶解性性的有机机物质，，再渗入入细胞。。好氧生物物特点：：有机物的的好氧分分解有分分解速度度快、分分解程度度彻底、、能量利利用率高高、转化化为细胞胞的比例例大、氧氧气等营营养物质质耗量大大、耗时时短、无无臭气、、BOD去除率率80-90%。好氧处理理的基本本原理有机污染染物好氧氧微生物物处理的的一般途途径二、活性性污泥法法处理构构筑物内内的微生生物1.活性性污泥生生态及常常见微生生物活性污泥泥法1914年的在在英国曼曼彻斯特特依靠曝气气池中悬悬浮流动动着的活活性污泥泥来分解解有机物物.2.活性性污泥常常见微生生物假单胞菌菌、无色色杆菌、、黄杆菌菌、硝化化细菌、、球衣细细菌、贝贝日阿托托氏菌、、发硫均均、地霉霉等，还还有钟虫虫、盖纤纤虫、等等支虫、、草履虫虫等原生生动物，，以及轮轮虫等后后生动物物。（P222图11-2））1)活活性污泥泥的基本本特性组成：有机和无机的固体好氧微生物兼性厌氧微生物专性厌氧微生物絮状体或绒粒曝气池中中的细菌菌主要是是异养性性细菌。。（表11-1）活性污泥泥中常见见的原生生动物。。（表11-2）2)活活性污泥泥成熟的的原生动动物变化化特征混合液中中的优势势动物的的变化顺顺序：肉足、鞭鞭毛类优优势动物物—〉游游泳型纤纤毛虫——〉爬行行型纤毛毛虫—〉〉附着型型纤毛虫虫活性污泥泥成熟或或出水较较好原生生动物优优势菌种种：多为纤毛毛虫有吸吸管虫、、豆形虫虫、术纤纤毛虫、、某些独独缩类和和钟虫。。内容重点点1.理解解生物氨氨化作用用、硝化化作用、、反硝化化作用、硫化化作用、、反硫化化作用的的基本概概念。2.理解解硝化细细菌、反反硝化细细菌的特特性。3.了解解生物吸吸附、生生物浓缩缩的基本本概念。。4.理解解微生物物氧处理理的基本本原理