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废水中有机物质是如何降解的

发布时间:2022-05-14 19:58:48

污水中有机物通过生物降解产物为什么

1.耗氧污染物的微生物降解

耗氧污染物包括糖类、蛋白质、脂肪及其他有机物质(或其降解产物)。在细菌的作用下,耗氧有机物可以在细胞外分解成较简单的化合物。耗氧有机物质通过生物氧化以及其他的生物转化,变成更小、更简单的分子的过程称为耗氧有机物质的生物降解。如果有机物质最终被降解成为二氧化碳、水等无机物质,就称有机物质被完全降解,否则称之为不彻底降解。

(1)糖类的微生物降解 糖类包括单糖、二糖、多糖。单糖如己糖(C6H12O6)——葡萄糖、果糖等和戊糖(C5H10O5)——木糖、阿拉伯糖等,二糖如蔗糖(C12H22O1l)、乳糖及麦芽糖,多糖如淀粉、纤维素[(C6H10O5)n]等。糖类是由C、H、O三种元素构成。

糖是生物活动的能量供应物质。细菌可以利用它作为能量的来源。糖类降解过程如下。

①多糖水解成单糖 多糖在生物酶的催化下,水解成二糖或单糖,而后才能被微生物摄取进入细胞内。其中的二糖在细胞内继续在生物酶的作用下降解成为单糖。降解产物中最重要的单糖是葡萄糖。

②单糖酵解生成丙酮酸 细胞内的单糖无论是有氧氧化还是无氧氧化,都可经过一系列酶促反应生成丙酮酸,这是糖类化合物降解的中心环节,又称糖降过程。其反应如下:

③丙酮酸的转化在有氧氧化的条件下了丙酮酸在乙酰辅酶A作用下转变为乳酸和乙酸等,最终氧化成二氧化碳和水:

在无氧氧化条件下丙酮酸往往不能氧化到底,只氧化成各种酸、醇、酮等,这一过程称为发酵。糖类发酵生成大量有机酸,使pH下降,从而抑制细菌的生命活动,属于酸性发酵,发酵具体产物决定于产酸菌种类和外界条件。

在无氧氧化条件下,丙酮酸通过酶促反应往往以其本身作受氢体而被还原为乳酸:

或以其转化的中间产物作受氢体,发生不完全氧化生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等:

从能量角度来看,糖在有氧条件下分解所释放的能量大大超过无氧条件下发酵分解所产生的能量。由此可见,氧对生物体有效地利用能源是十分重要的。

(2)脂肪和油类的微生物降解 脂肪和油类是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三种元素组成。脂肪多来自动物,常温下皇固态;而油多来自植物,常温下呈液态。脂肪和油类比糖类难降解,其降解途径如下。

①脂肪和油类水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油类首先在细胞外经水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:

②甘油和脂肪酸转化 甘油的降解与单糖降解类似,在有氧或无氧氧化条件下,均能被一系列的酶促反应转变成丙酮酸。丙酮酸经乙酰辅酶A的酶促反应,在有氧的条件终生成二氧化碳和水,而在无氧的条件下则转变为简单的有机酸、醇和二氧化碳等。

脂肪酸在有氧氧化条件下,经R-氧化途径(淡酸被氧化,使末端第二个碳键断裂)及乙酰辅酶A的酶促作用最后完全氧化成二氧化碳和水。在无氧的条件下,脂肪酸通过酶促反应,其中间产物不被完全氧化,形成低级的有机酸、醇和二氧化碳。

(3)蛋白质的微生物降解 蛋白质的主要组成元素是C、H、O和N,有些还含有S、P等元素。微生物降解蛋白质的途径如下。

①蛋白质水解成氨基酸 蛋白质相对分子质量很大,不能直接进入细胞内。所以,蛋白质由胞外水解酶催化水解成氨基酸,随后再进入细胞内部:

②氨基酸转化成脂肪酸 各种氨基酸在细胞内经酶的作用,通过不同的途径转化成相、应的脂肪酸,随后脂肪酸经前面所讲述的过程转化成二氧化碳和水:

总而言之,蛋白质通过微生物的作用,在有氧的条件下可彻底降解成为二氧化碳、水和氨,而在无氧氧化条件下通常是酸性发酵,生成简单有机酸、醇和二氧化碳等,降解不彻底。

在无氧氧化条件下,糖类、脂肪和蛋白质都可借助产酸菌的作用降解成简单的有机酸、醇等化合物。如果条件允许,这些有机化合物在产氢菌和产乙酸菌的作用下,可被转化成乙酸、甲酸、氢气和二氧化碳,进而经产甲烷菌的作用产生甲烷。复杂的有机物质这一降解过程,称为甲烷发酵或沼气发醉。一在甲烷发酵中一般以糖类的降解率和降解速率最高,其次是脂肪,最低的是蛋白质。

2.有毒有机物的生物转化与微生物降解

(1)石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烃环境污染方面,尤其是从水体和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。

石油的微生物降解较难,且速率较慢,但比化学氧化作用快10倍左右。其基本规律—直链烃易于降解,支链烃稍难一些,芳烃更难,环烷烃的生物降解最困难。微生物降解石油污染物的化学过程以甲烷为例,反应如下:

碳原子数大于1的正烷烃,其最常见降解途径是:通过烷烃的末端氧化,或次末端氧化,或

② 活性污泥降解污水中有机物的过程是怎样的

活性抄污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。其作用原理是:
第一阶段,污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上,这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏 性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。
第二阶段,微生物在氧气充足的条件下,吸收这些有机物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果,污水中有机污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增长,污水则得以净化处理。

③ 如果污水中含有较多的有机物时,应如何处理

污水中含有较多有机物啊,可以用活性污泥法,也就是生物处理法来对有机物进行降解处理。

④ 污水中总氮中的有机氮如何去除

污水中总氮中的有机氮用AO法及AOO法去除。

AO法及AOO法是近年来开发出的生物脱氮除磷新工艺,与传统的化学和生物脱氮除磷相比,它还有效提高了BOD、COD、SS的出水指标。

AO法是缺氧、好氧的简称,AOO法是厌氧、缺氧和好氧的简称,脱氮是在缺氧段完成的,除磷则要求有厌氧段。AO法主要是脱氮,AOO法可以同时去除氮、磷。这两种工艺都要求污水充分曝气,使含氮有机物充分硝化,所以必须降低污泥负荷,延长曝气时间和增大鼓风量。

根据天津东郊污水处理厂和沈阳市北部污水处理厂的实践,采用AO工艺比传统活生污泥流程的曝气池容积、二沉池容积、回流污泥量、鼓风量和曝气装置数量都增大一倍左右,而且由于该工艺要求比较低的污泥负荷。

否则不足以达到污泥好氧稳定,所以AO法将带来基建投资和电耗的大幅度增加。AOO法在缺氧段前面还加有一个厌氧池,以达到对磷的有效去除效果,基建费用与电耗比AO工艺更高点。

(4)废水中有机物质是如何降解的扩展阅读:

氮污染的来源:

其人为来源主要是燃烧化石燃料,产生硝酸、氮肥、火药等排放的废气。氮氧化物是光化学烟雾反应的起始反应物,它和氧化亚氮在平流层对臭氧的分解起催化作用,因此它们都是破坏臭氧层的物质。水体中的氮主要来自生物体的代谢和腐败,氮肥的流失,以及工业废水和生活污水的排放。

水体中氮过量时会造成富营养化,使水质恶化,影响水生生物的生长及繁殖。土壤中的固氮菌和植物的根瘤菌等可将空气中的单质氮转化为氨、硝酸盐等化合态氮,供植物作养分,但氨或铵盐存在过量时,反而会使土壤的土质变坏,影响植物生长。

此外,土壤中的硝酸盐可经反硝化作用生成N2O,N2O进入平流层大气时会与臭氧发生化学反应而消耗臭氧层中的臭氧。所以,土壤也是产生臭氧层破坏的痕量气体发生源之一。

参考资料来源:网络-氮污染

参考资料来源:网络-城市污水



⑤ 举例说明有机污染物在水中生物降解的一般规律。

有机污染物首先通过物理沉降,形成沉淀。然后会被水中的细菌等微生物分解,分解为无机物,也就是一些矿质元素,这些物质又会被水中的藻类等自养型生物所利用。这样有机物就被生物所降解了。

⑥ 什么是COD,如何降解

化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中,能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中,它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数,常以符号COD表示。

测定方法:重铬酸盐法、高锰酸钾法、分光光度法、快速消解法、快速消解分光光度法。
水样在一定条件下,以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标,折算成每升水样全部被氧化后,需要的氧的毫克数,以mg/L表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。
一般测量化学需氧量所用的氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾,使用不同的氧化剂得出的数值也不同,因此需要注明检测方法。为了统一具有可比性,各国都有一定的监测标准。根据所加强氧化剂的不同,分别成为重铬酸钾耗氧量(习惯上称为化学需氧量,chemical oxygen demand,简称cod )和高锰酸钾耗氧量(习惯上称为耗氧量,chemical oxygen,简称oc,也称为高锰酸盐指数)。
化学需氧量还可与生化需氧量(BOD)比较,BOD/COD的比率反映出了污水的生物降解能力。生化需氧量分析花费时间较长,一般在20天以上水中生物方能基本消耗完全,为便捷一般取五天时已耗氧约95%为环境监测数据,标志为BOD5。
详解
化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。
所谓化学需氧量(COD),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量(COD)的测定,随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾(KMnO4)法,氧化率较低,但比较简便,在测定水样中有机物含量的相对比较值时,可以采用。重铬酸钾(K2Cr2O7)法,氧化率高,再现性好,适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。严格的来说,化学需氧量也包括了水中存在的无机性还原物质。通常,因废水中有机物的数量大大多于无机物质的量,因此,一般用化学需氧量来代表废水中有机物质的总量。在测定条件下水中不含氮的有机物质易被高锰酸钾氧化,而含氮的有机物质就比较难分解。因此,耗氧量适用于测定天然水或含容易被氧化的有机物的一般废水,而成分较复杂的有机工业废水则常测定化学需氧量。
含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂,特别容易污染阴离子交换树脂,使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时(混凝、澄清和过滤),约可减少50%,但在除盐系统中无法除去,故常通过补给水带入锅炉,使炉水pH值降低。有时有机物还可能带入蒸汽系统和凝结水中,使pH降低,造成系统腐蚀。在循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。因此,不管对除盐、炉水或循环水系统,COD都是越低越好,但并没有统一的限制指标。在循环冷却水系统中COD(KMnO4法)>5mg/L时,水质已开始变差。
在饮用水的标准中Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15mg/L、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20mg/L、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30mg/L、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40mg/L。COD的数值越大表明水体的污染情况越严重。

⑦ 污水中有机物怎么去除

主要靠微生物分解进行处理.
污水中的有机物可以通过厌氧生物处理+好氧生物处理很好的去除.
厌氧生物处理就是在厌氧条件下微生物降解废水中的有机物;
好氧生物处理就是在有氧条件下微生物降解废水中的有机物.
厌氧生物处理处理大分子量的有机物.
主要是将大分子量的有机物分
解成较小分子量的有机物并将其中一部分的有机物转化成甲烷等可利用的能源.
好氧生物处理处理经厌氧生物处理后的废水中分子量较小的有机物并将其分解成无机物,
分解的无机物在二沉池加入一定量的混凝剂和/或絮凝剂将其沉降与水分离从而达到废水净化的目的
厌氧处理是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,通常需要时间较长。厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段。
水解酸化的产物主要是小分子有机物,使废水中溶解性有机物显著提高,而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内,而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂(主要为淀粉类),首先被转化为多糖,再水解为单糖。纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。
水解过程较缓慢,同时受多种因素的影响,是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段,上述第一阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外,主要包括挥发性有机酸(VFA)、乳醇、醇类等,接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的,他们绝大多数是严格厌氧菌,可分解糖、氨基酸和有机酸。
好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物。去除污染物的功能。运行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的最佳,这样才能是微生物具有最大效益的进行有氧呼吸
厌氧生物处理主

⑧ 活性污泥降解污水中有机物的过程是怎样的

活性污来泥在曝气过程中,对有机物源的降解(去除)过程可分为三个阶段。在第一阶段,污水主要通过活性污泥的吸附作用而得到净化。在吸附阶段,主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去,这是由于活性污泥具有巨大的表面积,而表面积上有多糖类的粘性物质所致。吸附作用一般30min,BOD5的去除率可达70%。第二阶段,也称氧化阶段,主要是转移到活性污泥表面的有机物为微生物所利用。在好氧微生物的活动下,有机物先被氧化成中间产物,接着有些中间产物合成为细胞质,另一些中间产物被氧化为无机的最终产物。在此过程中,微生物消耗水中的溶解氧,溶解氧的消耗就是化学需氧量。第三阶段是 泥水分离阶段,在这一阶段中,活性污泥在二沉池中进行沉淀分离。

⑨ 废水中有机物降解用什么办法

厌氧消化反应,厌氧可以去除大部分有机物,厌氧分为三个阶段:水解酸化阶段,产氢产乙酸阶段,产甲烷阶段

⑩ 工业污水中的有机物怎么除

主要靠微生来物分解进行源处理.
污水中的有机物可以通过厌氧生物处理+好氧生物处理很好的去除.
厌氧生物处理就是在厌氧条件下微生物降解废水中的有机物;
好氧生物处理就是在有氧条件下微生物降解废水中的有机物.
厌氧生物处理处理大分子量的有机物.
主要是将大分子量的有机物分
解成较小分子量的有机物并将其中一部分的有机物转化成甲烷等可利用的能源.
好氧生物处理处理经厌氧生物处理后的废水中分子量较小的有机物并将其分解成无机物,
分解的无机物在二沉池加入一定量的混凝剂和/或絮凝剂将其沉降与水分离从而达到废水净化的目的

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