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污水中的有機物怎麼水解

發布時間:2025-01-10 21:17:09

『壹』 活性污泥降解污水中有機物的過程是怎樣的

活性抄污泥法是以活性污泥為主體的廢水生物處理的主要方法。活性污泥法是向廢水中連續通入空氣,經一定時間後因好氧性微生物繁殖而形成的污泥狀絮凝物。其上棲息著以菌膠團為主的微生物群,具有很強的吸附與氧化有機物的能力。其作用原理是:
第一階段,污水中的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上,這是由於其巨大的比表面積和多糖類黏 性物質。同時一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。
第二階段,微生物在氧氣充足的條件下,吸收這些有機物,並氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供給自身的增殖繁衍。活性污泥反應進行的結果,污水中有機污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以繁衍增長,污水則得以凈化處理。

『貳』 在工業污水處理中採用的水解酸化工藝是怎麼一回事

工業污水處理中,微氧水解酸化工藝作為一種預處理技術,其核心原理是通過在厭氧條件下,利用水解菌將大分子有機物如澱粉和蛋白質分解為小分子如葡萄糖和氨基酸,同時通過產酸菌進行酸化和發酵,將不溶性和難生物降解的物質轉化為溶解性和易生物降解的物質,提高廢水的可生化性。


然而,微氧水解酸化工藝並非完美無缺,其效率較低、運行穩定性差且可能產生有毒氣體。研究發現,通過在水解酸化階段通入適量氧氣,可以顯著提高效率。這是因為氧氣能促進有水解作用的微生物如桿菌的繁殖,加速代謝,使得大分子有機物分解更加高效。在微氧環境中,氧氣的作用包括:



  1. 通過攪拌作用,保持污泥與廢水的混合,防止污泥腐敗,優化水力條件,增強有機底物的水解和吸附過程。

  2. 促進酶反應,促使細菌產生胞外酶,處理難降解的有毒物質。

  3. 作為電子受體參與微生物的生理代謝,強化其功能。

  4. 防止微生物中毒,通過抑制硫化物轉化為抑制好氧菌的硫酸鹽,同時有助於有毒氣體的排放,減少對微生物的毒害。


盡管微氧水解酸化對有機污染物的去除效果可能不如傳統工藝顯著,其COD去除率較低,甚至可能導致出水COD升高,但其對復雜工業廢水如制葯廢水、石化廢水的預處理能力強大,能有效處理有機物濃度高、有毒及難降解的污水。因此,微氧水解酸化工藝在工業污水處理中扮演著重要的預處理角色。

『叄』 污水中有機物通過生物降解產物為什麼

1.耗氧污染物的微生物降解

耗氧污染物包括糖類、蛋白質、脂肪及其他有機物質(或其降解產物)。在細菌的作用下,耗氧有機物可以在細胞外分解成較簡單的化合物。耗氧有機物質通過生物氧化以及其他的生物轉化,變成更小、更簡單的分子的過程稱為耗氧有機物質的生物降解。如果有機物質最終被降解成為二氧化碳、水等無機物質,就稱有機物質被完全降解,否則稱之為不徹底降解。

(1)糖類的微生物降解 糖類包括單糖、二糖、多糖。單糖如己糖(C6H12O6)——葡萄糖、果糖等和戊糖(C5H10O5)——木糖、阿拉伯糖等,二糖如蔗糖(C12H22O1l)、乳糖及麥芽糖,多糖如澱粉、纖維素[(C6H10O5)n]等。糖類是由C、H、O三種元素構成。

糖是生物活動的能量供應物質。細菌可以利用它作為能量的來源。糖類降解過程如下。

①多糖水解成單糖 多糖在生物酶的催化下,水解成二糖或單糖,而後才能被微生物攝取進入細胞內。其中的二糖在細胞內繼續在生物酶的作用下降解成為單糖。降解產物中最重要的單糖是葡萄糖。

②單糖酵解生成丙酮酸 細胞內的單糖無論是有氧氧化還是無氧氧化,都可經過一系列酶促反應生成丙酮酸,這是糖類化合物降解的中心環節,又稱糖降過程。其反應如下:

③丙酮酸的轉化在有氧氧化的條件下了丙酮酸在乙醯輔酶A作用下轉變為乳酸和乙酸等,最終氧化成二氧化碳和水:

在無氧氧化條件下丙酮酸往往不能氧化到底,只氧化成各種酸、醇、酮等,這一過程稱為發酵。糖類發酵生成大量有機酸,使pH下降,從而抑制細菌的生命活動,屬於酸性發酵,發酵具體產物決定於產酸菌種類和外界條件。

在無氧氧化條件下,丙酮酸通過酶促反應往往以其本身作受氫體而被還原為乳酸:

或以其轉化的中間產物作受氫體,發生不完全氧化生成低級的有機酸、醇及二氧化碳等:

從能量角度來看,糖在有氧條件下分解所釋放的能量大大超過無氧條件下發酵分解所產生的能量。由此可見,氧對生物體有效地利用能源是十分重要的。

(2)脂肪和油類的微生物降解 脂肪和油類是由脂肪酸和甘油合成的醋,由C、H、O三種元素組成。脂肪多來自動物,常溫下皇固態;而油多來自植物,常溫下呈液態。脂肪和油類比糖類難降解,其降解途徑如下。

①脂肪和油類水解成脂肪酸和甘油 脂肪和油類首先在細胞外經水解酶催化水解成脂肪酸和甘油:

②甘油和脂肪酸轉化 甘油的降解與單糖降解類似,在有氧或無氧氧化條件下,均能被一系列的酶促反應轉變成丙酮酸。丙酮酸經乙醯輔酶A的酶促反應,在有氧的條件終生成二氧化碳和水,而在無氧的條件下則轉變為簡單的有機酸、醇和二氧化碳等。

脂肪酸在有氧氧化條件下,經R-氧化途徑(淡酸被氧化,使末端第二個碳鍵斷裂)及乙醯輔酶A的酶促作用最後完全氧化成二氧化碳和水。在無氧的條件下,脂肪酸通過酶促反應,其中間產物不被完全氧化,形成低級的有機酸、醇和二氧化碳。

(3)蛋白質的微生物降解 蛋白質的主要組成元素是C、H、O和N,有些還含有S、P等元素。微生物降解蛋白質的途徑如下。

①蛋白質水解成氨基酸 蛋白質相對分子質量很大,不能直接進入細胞內。所以,蛋白質由胞外水解酶催化水解成氨基酸,隨後再進入細胞內部:

②氨基酸轉化成脂肪酸 各種氨基酸在細胞內經酶的作用,通過不同的途徑轉化成相、應的脂肪酸,隨後脂肪酸經前面所講述的過程轉化成二氧化碳和水:

總而言之,蛋白質通過微生物的作用,在有氧的條件下可徹底降解成為二氧化碳、水和氨,而在無氧氧化條件下通常是酸性發酵,生成簡單有機酸、醇和二氧化碳等,降解不徹底。

在無氧氧化條件下,糖類、脂肪和蛋白質都可藉助產酸菌的作用降解成簡單的有機酸、醇等化合物。如果條件允許,這些有機化合物在產氫菌和產乙酸菌的作用下,可被轉化成乙酸、甲酸、氫氣和二氧化碳,進而經產甲烷菌的作用產生甲烷。復雜的有機物質這一降解過程,稱為甲烷發酵或沼氣發醉。一在甲烷發酵中一般以糖類的降解率和降解速率最高,其次是脂肪,最低的是蛋白質。

2.有毒有機物的生物轉化與微生物降解

(1)石油的微生物降解 石油的微生物降解在消除烴環境污染方面,尤其是從水體和土壤中消除石油污染物方面具有重要的作用。

石油的微生物降解較難,且速率較慢,但比化學氧化作用快10倍左右。其基本規律—直鏈烴易於降解,支鏈烴稍難一些,芳烴更難,環烷烴的生物降解最困難。微生物降解石油污染物的化學過程以甲烷為例,反應如下:

碳原子數大於1的正烷烴,其最常見降解途徑是:通過烷烴的末端氧化,或次末端氧化,或

『肆』 工業污水中的有機物怎麼除

主要靠微生物分解進行處理. 污水中的有機物可以通過厭氧生物處理+好氧生物處理很好的去除。
厭氧生物處理就是在厭氧條件下微生物降解廢水中的有機物; 好氧生物處理就是在有氧條件下微生物降解廢水中的有機物. 厭氧生物處理處理大分子量的有機物。主要是將大分子量的有機物分解成較小分子量的有機物並將其中一部分的有機物轉化成甲烷等可利用的能源. 好氧生物處理處理經厭氧生物處理後的廢水中分子量較小的有機物並將其分解成無機物, 分解的無機物在二沉池加入一定量的混凝劑和/或絮凝劑將其沉降與水分離從而達到廢水凈化的

目的:
厭氧處理是利用厭氧菌的作用,去除廢水中的有機物,通常需要時間較長。厭氧過程可分為水解階段、酸化階段和甲烷化階段。
水解酸化的產物主要是小分子有機物,使廢水中溶解性有機物顯著提高,而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質才可直接進入細胞內,而不溶性大分子物質首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內代謝。例如天然膠聯劑(主要為澱粉類),首先被轉化為多糖,再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。

水解過程較緩慢,同時受多種因素的影響,是厭氧降解的限速階段。在酸化這一階段,上述第一階段形成的小分子化合物在發酵細菌即酸化菌的細胞內轉化為更簡單的化合物並分泌到細菌體外,主要包括揮發性有機酸(VFA)、乳醇、醇類等,接著進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸等。酸化過程是由大量發酵細菌和產乙酸菌完成的,他們絕大多數是嚴格厭氧菌,可分解糖、氨基酸和有機酸。
好氧池的作用是讓活性污泥進行有氧呼吸,進一步把有機物分解成無機物。去除污染物的功能。運行好是要控制好含氧量及微生物的其他各需條件的最佳,這樣才能是微生物具有最大效益的進行有氧呼吸 厭氧生物處理主。

『伍』 有機污染物,如碳水化合物在水中分解的過程

需氧有機污染物天然水中的有機物一般指天然的腐殖物質及水生生物的生命活動產物。生活廢水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有大量的有機物,如碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素、纖維素等。有機物的共同特點是這些物質直接進入水體後,通過微生物的生物化學作用而分解為簡單的無機物質——二氧化碳和水,在分解過程中需要消耗水中的溶解氧,而在缺氧條件下污染物就會發生腐敗分解、惡化水質,因此常稱這些有機物為需氧有機物。水體中需氧有機物越多,耗氧也越多,水質也越差,說明水體污染越嚴重。在一給定的水體中,大量有機物質能導致氧的近似完全的消耗,很明顯對於那些需氧的生物來說,要生存是不可能的,魚類和浮游動物在這種環境下就會死亡。需氧有機物常出現在生活廢水及部分工業廢水中,如有機合成原料、有機酸鹼、油脂類、高分子化合物、表面活性劑、生活廢水等。它的來源多,排放量大,所以污染范圍廣。

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