文档介绍：第九章  废水生物处理中微生物及水体的污染的指示生物
§1 废水中的污染物在微生物作用下的降解与转化
一、自然界中,化学物质的分解方式:
1、光分解:在紫外线具有吸收的化合物,吸收太阳光的短波而分解;
2、化学分解:在温度、pH、金属离子,土壤矿物的作用下而产生的化学分解;
3、生物分解:动物、植物及微生物都能分解各种有机物。特别是微生物具有氧化还原作用、脱羧作用、脱氨作用、水解作用、脱水反应等各种化学作用能力。
二、化合物分类
根据微生物对化合物的降解能力分为:
①可生物降解物质,如单糖、蛋白质、淀粉、核酸等;
②难生物降解物质,这类物质能被微生物降解,但时间较长,如纤维素、某些农药和烃类等;
③不可生物降解物质,某些高分子合成有机物如塑料、尼龙等。
三、废水中的污染物
生活污水:碳水化合物、蛋白质和脂肪,这些有机物主要是由碳、氢、氧、氮、磷、硫等几种元素构成的。
工业废水:随工业性质的不同有很大差异,其中可能存在的有机物有碳水化合物、蛋白质、油脂、有机酸、醇类、醛类、酮类、酚类、胺类、腈、异腈等化合物。
四、微生物分解有机物的一般途径
1、复杂有机物分解为简单有机物;
2、简单有机物的有氧分解:
(1)完全氧化
(2)不完全氧化
3、简单有机物的无氧分解及甲烷的生成
(1)简单有机物的无氧分解
(2)甲烷的生成
微生物分解有机物的总图式
五、物质的化学结构影响微生物降解转化
(1)结构简单的有机物一般先降解,结构复杂的后降解;相对分子质量小的有机物比相对分子量大的易降解;
(2)脂肪族化合物较芳香族化合物易生物降解,多环芳烃降解更难;
(3)有的不饱和脂肪族化合物有相对不溶性,会影响其生物降解程度;
(4)有机化合物主要分子链上除碳元素外尚有其他元素时,会增加对生物降解的抵抗力;
(5)支链愈多,越难降解。
§2 不含氮有机物质的分解
废水中可能含有的不含氮有机物质碳水化合物、油脂、酚类、醛类、酮类、醇类及某些有机酸等化合物。
一、纤维素、半纤维素、木质素的转化
①纤维素的转化
纤维素纤维二糖葡萄糖
纤维素酶:C1酶
β-1,4-葡聚糖酶
β-葡萄糖苷酶
②半纤维素的转化
半纤维素是由各种五碳糖、六碳糖及糖醛酸组成的大分子;
微生物先分泌胞外酶将半纤维素水解为单糖和糖醛酸,然后才能用于细胞呼吸代谢作用;
半纤维素分解的简化(6-21)
③木质素的转化
木质素由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接并难以被酸水解的复杂的无定形高聚物;
木质素的微生物分解极为缓慢;
自然界中,能降解木质素的生物极少,真菌(白腐菌)起着主要作用;
国内外广泛筛选优良菌株研究其适宜降解条件,并应用于环境中难降解污染物(造纸废水、农药、染料等)的治理
关于降解木素的酶系与机制尚未完全弄清楚;