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如何利用酶净化污废水

发布时间:2022-03-21 05:29:58

㈠ 怎样提高微生物对污废水的净化效果

自然界中的微生物对人工合成的有机物几乎不能降解,因为它们缺乏分解人工合成的有机化合物的酶系。但人们经过对自然微生物驯化和诱导,培育出了一些能降解人工会成的化合物的微生物,所以2,4-D、DDT等一些化学农药可以用这样的微生物降解,从而消除农药污染。

为提高污水的生物净化效率,生物学家应用生物技术,对现有微生物进行基因改造,培育出了具有新的特殊功能的“超级微生物”。比如在利用细菌治理石油污染方面,由于石油中的不同组成成分往往要不同的细菌分解,科学家就将不同细菌的基因分离出来,都集中转移到一种细菌体内,从而创造出了降解石油的“超级菌”。它不仅能降解石油中60%的烃,而且只在几小时内可达自然菌要用一年多时间的净化效果。因此“超级菌”降解石油的速度和效率大大提高。

㈡ 怎样利用微生物处理废水

废水生物处理法

随着工业的发展,污水成分已愈来愈复杂。某些难降解的有机物质和有毒物质,需要运用微生物的方法进行处理,污水具备微生物生长和繁殖的条件,因而微生物能从污水中获取养分,同时降解和利用有害物质,从而使污水得到净化。废水生物处理是利用微生物的生命活动,对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用,从而使废水得到净化的一种处理方法。废水生物处理技术以其消耗少、效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。

定义

利用微生物的代谢作用除去废水中有机污染物的一种方法,亦称废水生物化学处理法,简称废水生化法。由于传统治理方法有成本高、操作复杂、对于大流量低浓度的有害污染难处理等缺点,经过多年的探索和研究,生物治理技术日益受到人们的重视。随着耐重金属毒性微生物的研究进展,采用生物技术处理电镀重金属废水呈现蓬勃发展势头,根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。

特点

1、用生物方法去除有机物最经济;

2、90%废水处理工艺属于生物处理工艺;

3、水中氨氮用生物处理方法去除最有效;

4、绝大多数工业废水也是以生物处理方法为主

分类

生物化学法

生物化学法指通过微生物处理含重金属废水,将可溶性离子转化为不溶性化合物而去除。硫酸盐生物还原法是一种典型生物化学法。该法是在厌氧条件下硫酸盐还原菌通过异化的硫酸盐还原作用,将硫酸盐还原成H2S,废水中的重金属离子可以和所产生的H2S反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而被去除,同时H2SO4的还原作用可将SO42-转化为S2-而使废水的pH值升高。因许多重金属离子氢氧化物的离子积很小而沉淀。有关研究表明,生物化学法处理含Cr6+浓度为30—40mg/L的废水去除率可达99.67%—99.97%。有人还利用家畜粪便厌氧消化污泥进行矿山酸性废水重金属离子的处理,结果表明该方法能有效去除废水中的重金属。赵晓红等人用脱硫肠杆菌(SRV)去除电镀废水中的铜离子,在铜质量浓度为246.8 mg/L的溶液,当pH为4.0时,去除率达99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进行絮凝沉淀的一种除污方法。微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物。一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。至目前为止,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。应用微生物絮凝法处理废水安全方便无毒、不产生二次污染、絮凝效果好,且生长快、易于实现工业化等特点。此外,微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有广阔的应用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子,再通过固液两相分离去除水溶液中的金属离子的方法。利用胞外聚合物分离金属离子,有些细菌在生长过程中释放的蛋白质,能使溶液中可溶性的重金属离子转化为沉淀物而去除。生物吸附剂具有来源广、价格低、吸附能力强、易于分离回收重金属等特点,已经被广泛应用。[2]

需氧生物处理法

利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法。生活污水中的典型有机物是碳水化合物、合成洗涤剂、脂肪、蛋白质及其分解产物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。这些有机物可按生物体系中所含元素量的多寡顺序表示为 COHNS。

生物体系中这些反应有赖于生物体系中的酶来加速。酶按其催化反应分为:氧化还原酶:在细胞内催化有机物的氧化还原反应,促进电子转移,使其与氧化合或脱氢。可分为氧化酶和还原酶。氧化酶可活化分子氧,作为受氢体而形成水或过氧化氢。还原酶包括各种脱氢酶,可活化基质上的氢,并由辅酶将氢传给被还原的物质,使基质氧化,受氢体还原。水解酶:对有机物的加水分解反应起催化作用。水解反应是在细胞外产生的最基本的反应,能将复杂的高分子有机物分解为小分子,使之易于透过细胞壁。如将蛋白质分解为氨基酸,将脂肪分解为脂肪酸和甘油,将复杂的多糖分解为单糖等。此外还有脱氨基、脱羧基、磷酸化和脱磷酸等酶。

许多酶只有在一些称为辅酶和活化剂的特殊物质存在时才能进行催化反应,钾、钙、镁、锌、钴、锰、氯化物、磷酸盐离子在许多种酶的催化反应中是不可缺少的辅酶或活化剂。

在需氧生物处理过程中,污水中的有机物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三个阶段:第一阶段,大的有机物分子降解为构成单元──单糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二阶段中,第一阶段的产物部分地被氧化为下列物质中的一种或几种:二氧化碳、水、乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸(或称 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又称草酰乙酸)。第三阶段(即三羧酸循环,是有机物氧化的最终阶段)是乙酰基辅酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化为二氧化碳和水。有机物在氧化降解的各个阶段,都释放出一定的能量。

在有机物降解的同时,还发生微生物原生质的合成反应。在第一阶段中由被作用物分解成的构成单元可以合成碳水化合物、蛋白质和脂肪,再进一步合成细胞原生质。合成能量是微生物在有机物的氧化过程中获得的。

厌氧生物处理法

主要用于处理污水中的沉淀污泥,因而又称污泥消化,也用于处理高浓度的有机废水。这种方法是在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解,最后产生甲烷和二氧化碳等气体,这些气体是有经济价值的能源。中国大量建设的沼气池就是具体应用这种方法的典型实例。消化后的污泥比原生污泥容易脱水,所含致病菌大大减少,臭味显著减弱,肥分变成速效的,体积缩小,易于处置。城市污水沉淀污泥和高浓度有机废水的完全厌氧消化过程可分为三个阶段(见图)。在第一阶段,污泥中的固态有机化合物借助于从厌氧菌分泌出的细胞外水解酶得到溶解,并通过细胞壁进入细胞中进行代谢的生化反应。在水解酶的催化下,将复杂的多糖类水解为单糖类,将蛋白质水解为缩氨酸和氨基酸,并将脂肪水解为甘油和脂肪酸。第二阶段是在产酸菌的作用下将第一阶段的产物进一步降解为比较简单的挥发性有机酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等挥发性有机酸,以及醇类、醛类等;同时生成二氧化碳和新的微生物细胞。

反应原理

第一、二阶段又称为液化过程。第三阶段是在甲烷菌的作用下将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷和二氧化碳,因此又称为气化过程,其反应可用下式表示:

一些有机酸或醇的气化过程举例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

为了使厌氧消化过程正常进行,必须将温度、pH值、氧化还原电势等保持在一定的范围内,以维持甲烷菌的正常活动,保证及时地和完全地将第二阶段产生的挥发酸转化成甲烷。

生物化学反应的速度直接受温度的影响。进行厌氧消化的微生物有两类:中温消化菌和高温消化菌。前者的适应温度范围为17~43℃,最佳温度为32~35℃;后者则在50~55℃具有最佳反应速度。

近年来,厌氧消化处理法发展到应用于处理高浓度有机废水,如屠宰场废水、肉类加工废水、制糖工业废水、酒精工业废水、罐头工业废水、亚硫酸盐制浆废水等,比采用需氧生物处理法节省费用。

利用生物法处理废水的具体方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地处理系统和污泥消化等

㈢ 污染的水净化原理是什么

也许我的回答不能令你满意,但是我用心回答了希望能帮到你,起到作用,让你采纳满意……: 污水净化的原理。人们从自然界的水体自净过程中受到启发,认识到经过微生物、特别是细菌的作用,使水体中的污染物得到降解,然后通过水生生态系统中的食物链,有时细菌受到限制,进而使水达到净化。所以,废水中的生物处理实际上是水体的生物自净原理在水污染治理中的应用,也可以说是模拟天然水体自净作用的一种生物工程。
利用这一原理来净化污水,所要投加的人力、物力比其他方法要少得多。在废水生物处理的人工生态系统中,物质的迁移转化效率之高是任何天然的或农业生态系统所不能比拟的。例如,一个普通的活性污泥厂,每天每平米曝气池能转换1~2kg干有机物,他比一个高产的森林中所发生的矿化作用效率要高好几百倍,该森林要达到同样的数量,需要一年时间。所以废水生物处理工厂是一个效率极高的集中进行矿化作用的场所。
与天然水体自净过程类似,在废水生物处理系统中,同样主要是通过微生物代谢产生的酶,来降解、转化有机物,将有机物最终转化为无害的二氧化碳和水,从而使废水得到净化。目前最常用的生物处理方法是活性污泥法赫和生物膜法。因此,以这两种处理方法中微生物的作用为例,来说明废水生物处理的作用机理。
2.1.活性污泥的定义和特性
2.1.1.活性污泥的定义
生物处理中的活性污泥,就是由细菌、原生动物、等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有吸附分解有机物能力的絮状体。也可以说,活性污泥就是具有很强的吸附分解有机物能力的、充满微生物的污泥。生物膜则是附着在填料上呈薄膜状的活性污泥。
2.1.2.活性污泥的定义
活性污泥的絮体颗粒大小约为0.02~0.2mm,表面积为20~100cm2/ml,密度约为1.002~1.006。活性污泥与生物膜之所以能在净化污水中起重要作用,是因为他们具有以下特性:
1)具有很强的吸附能力
当废水与活性污泥一接触,首先发生的就是活性污泥对废水中污染物质的吸附作用。据研究,生活铅、镍、锌等金属离子,大约30%~90%能被活性污泥通过吸附去除。
2)具有很强的分解、氧化有机物的能力
被活性污泥吸附的大分子有机物质,在微生物细胞分泌的胞外酶作用下,变成小分子有机物,然后透过细胞膜进入微生物细胞,这些被吸收的营养物质,再由胞内酶的作用,经过一系列生化途径而氧化为无机物并放出能量,这就是微生物的异化作用;与此同时,微生物又利用呼吸作用释放的能量,把氧化过程的一些中间产物转变为细胞物质,这就是微生物的同化作用。在此过程中,微生物不断繁殖,有机物不断地被氧化分解。
当活性污泥对有机物的吸附达到饱和后,通过微生物对有机物的氧化分解,除去了活性污泥所吸附和吸收的大量有机物,是污泥又重新呈现活性,恢复了它的吸附能力。
3)具有较长的食物链
在活性污泥和生物膜中,一般都能看到存在着“有机物→细菌→原生动物→微型后生动物”这样的食物链。因为有机物虽然能通过细菌等腐生营养性的微生物的作用而去除,但仅有他们的作用还难以达到处理的目标。也就是说,要达到处理目标,原生动物等动物性营养的生物对细菌的捕食作用是必不可少的。

㈣ 微生物是怎样降解污染物的从酶的角度解释~

有些微生物可以利用这些有毒的有机物,通过酶的催化作用使其氧化为CO2和水,当然,也有些是将它变成无毒的就行了,如铬元素,不同的化合价毒性不同,有些微生物就可以分泌酶到细胞外,将其氧化,降低毒性。

㈤ 蛋白酶在污水处理中的应用

酶在污水处理中主要用于分解难降解有机物,或催化生化反应的进行,比如过氧化物酶在有机废水处理中的应用,其中包括辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶及从植物中提取的过氧化物酶在含酚废水及含难降解的芳香族化合物废水、造纸废水处理中的研究和应用。不仅可降低有毒有机污染物的含量,而且使用固定化酶技术,必然会降低处理废水的成本,提高酶的使用效果。又如芽孢杆菌培养物的胞外酶与真菌纤维素酶的结合可协同降解纤维素。该组合物也可降解碳水化合物、脂肪和蛋白质,因此使其可用于污水处理

㈥ 如何正确使用多酶清洗液

产品的包装上都有带着使用说明
一般的使用方法:
根据污染程度的不同将多酶清洗液稀释成1:100到1:300的稀释液,适宜水温在25℃—55℃之间,放入稀释后的清洗液中进行洗涤。带关节的器械完 全打开,管腔器械应用注射器将清洗液注入,污染严重的物品可用软质毛刷 在水面下刷洗。取出后用清水冲洗干净。
另外根据产品的不用,使用时,还需要注意不同比例的稀释。我们用的山东消博士的,有全效和无泡两种,我们一直用的挺好,希望可以帮到你。

㈦ 生物酶能去除屠宰污水中的氨氮吗

摘要 离子交换

㈧ 生物酶降解废水中的有机物,为什么可防止水体富营养化

水体富营养化的主要原因是由于水体中氮,磷含量过高导致,而生化处理工艺能很好的去除废水中的氮,磷。答案来自环保通

㈨ 如何利用植物净化污水

用人工湿地的方法可以有效的净化污水!

  1. 人工湿地中的植物版,可分为浮水植权物、沉水植物和挺水植物三类,

  2. 选择植物是要根据:耐污净化能力强,抗冻、抗热、抗病虫害等抗逆性强,根系发达适应性强,经济和观赏综合利用价值高,利于物种间的搭配,易于管理方面选择。

  3. 植物去污机理:第一,直接吸收利用污水中的N、P等营养物质,吸附和富集污水中的重金属铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)等有害物质;第二,输送氧气到植物根区,为微生物生长、繁殖和降解反应提供氧气;第三,增强和维持水体的水力传输能力。另外,人工湿地植物还具有其他作用:维持系统的稳定;释放促进生物化学反应的酶和影响酶的分布;湿地植物的抑澡作用;湿地植物的景观效应;经济和生态价值等。

㈩ 酶在环境保护方面有哪些应用

2.1
对废水净化的作用
在20世纪70年代,固定化酶已被用于空气和水的净化。在废水处理中,固定化酶占据主导地位。含酚废水属于工业废水,含有芳香族化合物,树脂加工业、塑料厂、染料厂都会产生含有芳香族化合物的废水,所以是重大污染物,需优先处理。辣根过氧化酶是处理这种污染物的主要酶制剂,它不仅可以高效去除废水中的含酚量,还可以利用磁响应性回收磁性酶,达到一举两得的效果。墨西哥科学家在萝卜中提取出一种萝卜素酶也可以去除废水中的含酚化学物质,它还可以达到在废水处理中使废水循环利用的效果。食品废水与重工业废水也是需要净化的较大废水污染源,现在也已有多种酶制剂可以净化这两种废水,废水净化已得到较大改善。今天,净水机几乎成为每家每户的必备产品,由此看来,酶的应用已经广泛应用各地各处。
2.2
对石油与废油净化作用
每年排入大海的石油量数百万吨,如果得不到及时的处理,海里的鱼虾等生物造成致命危害,并且石油中的有害物质可能通过海里的生物带入人体,威胁到人的生命。在开采与炼制石油的过程中产生的工业废油也是废油的一大污染源,它隶属石油的附属污染品,也应与是有采用相同的治理方法。现今社会的飞速发展是人类的生活品质大幅提高,人类所食用的食品含油量也大大增多,不良商家钻空子制作地沟油在市场上贩卖,人类食用地沟油对身体的危害是很大的,所以废油处置问题迫在眉睫。研究表明,酯酶技术对废油回收利用起关键作用。但现在我国由于技术限制,并未能将这种技术运用到废油处理中。
2.3
对白色污染治理的作用
科技的迅速发展对世界进步起到了强大的推动作用,但随之也带来了不少负面问题。当前我们大多数使用的高分子材料,大多是非生物降解或是不能降解的材料,例如塑料产品,已经成为白色污染的最大污染源。虽然现在有规定用其他材质物品代替塑料产品,但只是冰山一角,对于控制白色污染还远远不够。据统计,全球每年丢弃的白色垃圾高达数千万吨,对生态环境破坏尤为严重。酶技术在对白色污染治理起到了不可代替的作用。酶法合成可降解高分子材料,效果好于化学催化剂。化学催化剂太过强硬,效果不佳。酶作为生物催化剂可以代替化学催化剂,克服产物分离难,代谢复杂的缺点,同时在温和的催化条件下可以高效率的分解掉高分子材料。白色污染在酶技术的日益提高下完全治理指日可待。

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