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如何利用酶凈化污廢水

發布時間:2022-03-21 05:29:58

㈠ 怎樣提高微生物對污廢水的凈化效果

自然界中的微生物對人工合成的有機物幾乎不能降解,因為它們缺乏分解人工合成的有機化合物的酶系。但人們經過對自然微生物馴化和誘導,培育出了一些能降解人工會成的化合物的微生物,所以2,4-D、DDT等一些化學農葯可以用這樣的微生物降解,從而消除農葯污染。

為提高污水的生物凈化效率,生物學家應用生物技術,對現有微生物進行基因改造,培育出了具有新的特殊功能的「超級微生物」。比如在利用細菌治理石油污染方面,由於石油中的不同組成成分往往要不同的細菌分解,科學家就將不同細菌的基因分離出來,都集中轉移到一種細菌體內,從而創造出了降解石油的「超級菌」。它不僅能降解石油中60%的烴,而且只在幾小時內可達自然菌要用一年多時間的凈化效果。因此「超級菌」降解石油的速度和效率大大提高。

㈡ 怎樣利用微生物處理廢水

廢水生物處理法

隨著工業的發展,污水成分已愈來愈復雜。某些難降解的有機物質和有毒物質,需要運用微生物的方法進行處理,污水具備微生物生長和繁殖的條件,因而微生物能從污水中獲取養分,同時降解和利用有害物質,從而使污水得到凈化。廢水生物處理是利用微生物的生命活動,對廢水中呈溶解態或膠體狀態的有機污染物降解作用,從而使廢水得到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術以其消耗少、效率高、成本低、工藝操作管理方便可靠和無二次污染等顯著優點而備受人們的青睞。

定義

利用微生物的代謝作用除去廢水中有機污染物的一種方法,亦稱廢水生物化學處理法,簡稱廢水生化法。由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視。隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。

特點

1、用生物方法去除有機物最經濟;

2、90%廢水處理工藝屬於生物處理工藝;

3、水中氨氮用生物處理方法去除最有效;

4、絕大多數工業廢水也是以生物處理方法為主

分類

生物化學法

生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高。因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%。有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。[2]

生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、 Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株。因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。[2]

生物吸附法

生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用。[2]

需氧生物處理法

利用需氧微生物在有氧條件下將廢水中復雜的有機物分解的方法。生活污水中的典型有機物是碳水化合物、合成洗滌劑、脂肪、蛋白質及其分解產物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。這些有機物可按生物體系中所含元素量的多寡順序表示為 COHNS。

生物體系中這些反應有賴於生物體系中的酶來加速。酶按其催化反應分為:氧化還原酶:在細胞內催化有機物的氧化還原反應,促進電子轉移,使其與氧化合或脫氫。可分為氧化酶和還原酶。氧化酶可活化分子氧,作為受氫體而形成水或過氧化氫。還原酶包括各種脫氫酶,可活化基質上的氫,並由輔酶將氫傳給被還原的物質,使基質氧化,受氫體還原。水解酶:對有機物的加水分解反應起催化作用。水解反應是在細胞外產生的最基本的反應,能將復雜的高分子有機物分解為小分子,使之易於透過細胞壁。如將蛋白質分解為氨基酸,將脂肪分解為脂肪酸和甘油,將復雜的多糖分解為單糖等。此外還有脫氨基、脫羧基、磷酸化和脫磷酸等酶。

許多酶只有在一些稱為輔酶和活化劑的特殊物質存在時才能進行催化反應,鉀、鈣、鎂、鋅、鈷、錳、氯化物、磷酸鹽離子在許多種酶的催化反應中是不可缺少的輔酶或活化劑。

在需氧生物處理過程中,污水中的有機物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三個階段:第一階段,大的有機物分子降解為構成單元──單糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。在第二階段中,第一階段的產物部分地被氧化為下列物質中的一種或幾種:二氧化碳、水、乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸(或稱 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又稱草醯乙酸)。第三階段(即三羧酸循環,是有機物氧化的最終階段)是乙醯基輔酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化為二氧化碳和水。有機物在氧化降解的各個階段,都釋放出一定的能量。

在有機物降解的同時,還發生微生物原生質的合成反應。在第一階段中由被作用物分解成的構成單元可以合成碳水化合物、蛋白質和脂肪,再進一步合成細胞原生質。合成能量是微生物在有機物的氧化過程中獲得的。

厭氧生物處理法

主要用於處理污水中的沉澱污泥,因而又稱污泥消化,也用於處理高濃度的有機廢水。這種方法是在厭氧細菌或兼性細菌的作用下將污泥中的有機物分解,最後產生甲烷和二氧化碳等氣體,這些氣體是有經濟價值的能源。中國大量建設的沼氣池就是具體應用這種方法的典型實例。消化後的污泥比原生污泥容易脫水,所含致病菌大大減少,臭味顯著減弱,肥分變成速效的,體積縮小,易於處置。城市污水沉澱污泥和高濃度有機廢水的完全厭氧消化過程可分為三個階段(見圖)。在第一階段,污泥中的固態有機化合物藉助於從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解,並通過細胞壁進入細胞中進行代謝的生化反應。在水解酶的催化下,將復雜的多糖類水解為單糖類,將蛋白質水解為縮氨酸和氨基酸,並將脂肪水解為甘油和脂肪酸。第二階段是在產酸菌的作用下將第一階段的產物進一步降解為比較簡單的揮發性有機酸等,如乙酸、丙酸、丁酸等揮發性有機酸,以及醇類、醛類等;同時生成二氧化碳和新的微生物細胞。

反應原理

第一、二階段又稱為液化過程。第三階段是在甲烷菌的作用下將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷和二氧化碳,因此又稱為氣化過程,其反應可用下式表示:

一些有機酸或醇的氣化過程舉例如下:

乙酸:

CH3COOH─→CO2+CH4

丙酸:

4CH3CH2COOH+2H2O─→5CO2+7CH4

甲醇:

4CH3OH─→CO2+3CH4+2H2O

乙醇:

2CH3CH2OH+CO2─→2CH3COOH+CH4

為了使厭氧消化過程正常進行,必須將溫度、pH值、氧化還原電勢等保持在一定的范圍內,以維持甲烷菌的正常活動,保證及時地和完全地將第二階段產生的揮發酸轉化成甲烷。

生物化學反應的速度直接受溫度的影響。進行厭氧消化的微生物有兩類:中溫消化菌和高溫消化菌。前者的適應溫度范圍為17~43℃,最佳溫度為32~35℃;後者則在50~55℃具有最佳反應速度。

近年來,厭氧消化處理法發展到應用於處理高濃度有機廢水,如屠宰場廢水、肉類加工廢水、製糖工業廢水、酒精工業廢水、罐頭工業廢水、亞硫酸鹽制漿廢水等,比採用需氧生物處理法節省費用。

利用生物法處理廢水的具體方法有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、土地處理系統和污泥消化等

㈢ 污染的水凈化原理是什麼

也許我的回答不能令你滿意,但是我用心回答了希望能幫到你,起到作用,讓你採納滿意……: 污水凈化的原理。人們從自然界的水體自凈過程中受到啟發,認識到經過微生物、特別是細菌的作用,使水體中的污染物得到降解,然後通過水生生態系統中的食物鏈,有時細菌受到限制,進而使水達到凈化。所以,廢水中的生物處理實際上是水體的生物自凈原理在水污染治理中的應用,也可以說是模擬天然水體自凈作用的一種生物工程。
利用這一原理來凈化污水,所要投加的人力、物力比其他方法要少得多。在廢水生物處理的人工生態系統中,物質的遷移轉化效率之高是任何天然的或農業生態系統所不能比擬的。例如,一個普通的活性污泥廠,每天每平米曝氣池能轉換1~2kg干有機物,他比一個高產的森林中所發生的礦化作用效率要高好幾百倍,該森林要達到同樣的數量,需要一年時間。所以廢水生物處理工廠是一個效率極高的集中進行礦化作用的場所。
與天然水體自凈過程類似,在廢水生物處理系統中,同樣主要是通過微生物代謝產生的酶,來降解、轉化有機物,將有機物最終轉化為無害的二氧化碳和水,從而使廢水得到凈化。目前最常用的生物處理方法是活性污泥法赫和生物膜法。因此,以這兩種處理方法中微生物的作用為例,來說明廢水生物處理的作用機理。
2.1.活性污泥的定義和特性
2.1.1.活性污泥的定義
生物處理中的活性污泥,就是由細菌、原生動物、等微生物與懸浮物質、膠體物質混雜在一起形成的具有吸附分解有機物能力的絮狀體。也可以說,活性污泥就是具有很強的吸附分解有機物能力的、充滿微生物的污泥。生物膜則是附著在填料上呈薄膜狀的活性污泥。
2.1.2.活性污泥的定義
活性污泥的絮體顆粒大小約為0.02~0.2mm,表面積為20~100cm2/ml,密度約為1.002~1.006。活性污泥與生物膜之所以能在凈化污水中起重要作用,是因為他們具有以下特性:
1)具有很強的吸附能力
當廢水與活性污泥一接觸,首先發生的就是活性污泥對廢水中污染物質的吸附作用。據研究,生活鉛、鎳、鋅等金屬離子,大約30%~90%能被活性污泥通過吸附去除。
2)具有很強的分解、氧化有機物的能力
被活性污泥吸附的大分子有機物質,在微生物細胞分泌的胞外酶作用下,變成小分子有機物,然後透過細胞膜進入微生物細胞,這些被吸收的營養物質,再由胞內酶的作用,經過一系列生化途徑而氧化為無機物並放出能量,這就是微生物的異化作用;與此同時,微生物又利用呼吸作用釋放的能量,把氧化過程的一些中間產物轉變為細胞物質,這就是微生物的同化作用。在此過程中,微生物不斷繁殖,有機物不斷地被氧化分解。
當活性污泥對有機物的吸附達到飽和後,通過微生物對有機物的氧化分解,除去了活性污泥所吸附和吸收的大量有機物,是污泥又重新呈現活性,恢復了它的吸附能力。
3)具有較長的食物鏈
在活性污泥和生物膜中,一般都能看到存在著「有機物→細菌→原生動物→微型後生動物」這樣的食物鏈。因為有機物雖然能通過細菌等腐生營養性的微生物的作用而去除,但僅有他們的作用還難以達到處理的目標。也就是說,要達到處理目標,原生動物等動物性營養的生物對細菌的捕食作用是必不可少的。

㈣ 微生物是怎樣降解污染物的從酶的角度解釋~

有些微生物可以利用這些有毒的有機物,通過酶的催化作用使其氧化為CO2和水,當然,也有些是將它變成無毒的就行了,如鉻元素,不同的化合價毒性不同,有些微生物就可以分泌酶到細胞外,將其氧化,降低毒性。

㈤ 蛋白酶在污水處理中的應用

酶在污水處理中主要用於分解難降解有機物,或催化生化反應的進行,比如過氧化物酶在有機廢水處理中的應用,其中包括辣根過氧化物酶、木質素過氧化物酶及從植物中提取的過氧化物酶在含酚廢水及含難降解的芳香族化合物廢水、造紙廢水處理中的研究和應用。不僅可降低有毒有機污染物的含量,而且使用固定化酶技術,必然會降低處理廢水的成本,提高酶的使用效果。又如芽孢桿菌培養物的胞外酶與真菌纖維素酶的結合可協同降解纖維素。該組合物也可降解碳水化合物、脂肪和蛋白質,因此使其可用於污水處理

㈥ 如何正確使用多酶清洗液

產品的包裝上都有帶著使用說明
一般的使用方法:
根據污染程度的不同將多酶清洗液稀釋成1:100到1:300的稀釋液,適宜水溫在25℃—55℃之間,放入稀釋後的清洗液中進行洗滌。帶關節的器械完 全打開,管腔器械應用注射器將清洗液注入,污染嚴重的物品可用軟質毛刷 在水面下刷洗。取出後用清水沖洗干凈。
另外根據產品的不用,使用時,還需要注意不同比例的稀釋。我們用的山東消博士的,有全效和無泡兩種,我們一直用的挺好,希望可以幫到你。

㈦ 生物酶能去除屠宰污水中的氨氮嗎

摘要 離子交換

㈧ 生物酶降解廢水中的有機物,為什麼可防止水體富營養化

水體富營養化的主要原因是由於水體中氮,磷含量過高導致,而生化處理工藝能很好的去除廢水中的氮,磷。答案來自環保通

㈨ 如何利用植物凈化污水

用人工濕地的方法可以有效的凈化污水!

  1. 人工濕地中的植物版,可分為浮水植權物、沉水植物和挺水植物三類,

  2. 選擇植物是要根據:耐污凈化能力強,抗凍、抗熱、抗病蟲害等抗逆性強,根系發達適應性強,經濟和觀賞綜合利用價值高,利於物種間的搭配,易於管理方面選擇。

  3. 植物去污機理:第一,直接吸收利用污水中的N、P等營養物質,吸附和富集污水中的重金屬鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)等有害物質;第二,輸送氧氣到植物根區,為微生物生長、繁殖和降解反應提供氧氣;第三,增強和維持水體的水力傳輸能力。另外,人工濕地植物還具有其他作用:維持系統的穩定;釋放促進生物化學反應的酶和影響酶的分布;濕地植物的抑澡作用;濕地植物的景觀效應;經濟和生態價值等。

㈩ 酶在環境保護方面有哪些應用

2.1
對廢水凈化的作用
在20世紀70年代,固定化酶已被用於空氣和水的凈化。在廢水處理中,固定化酶占據主導地位。含酚廢水屬於工業廢水,含有芳香族化合物,樹脂加工業、塑料廠、染料廠都會產生含有芳香族化合物的廢水,所以是重大污染物,需優先處理。辣根過氧化酶是處理這種污染物的主要酶制劑,它不僅可以高效去除廢水中的含酚量,還可以利用磁響應性回收磁性酶,達到一舉兩得的效果。墨西哥科學家在蘿卜中提取出一種蘿卜素酶也可以去除廢水中的含酚化學物質,它還可以達到在廢水處理中使廢水循環利用的效果。食品廢水與重工業廢水也是需要凈化的較大廢水污染源,現在也已有多種酶制劑可以凈化這兩種廢水,廢水凈化已得到較大改善。今天,凈水機幾乎成為每家每戶的必備產品,由此看來,酶的應用已經廣泛應用各地各處。
2.2
對石油與廢油凈化作用
每年排入大海的石油量數百萬噸,如果得不到及時的處理,海里的魚蝦等生物造成致命危害,並且石油中的有害物質可能通過海里的生物帶入人體,威脅到人的生命。在開采與煉制石油的過程中產生的工業廢油也是廢油的一大污染源,它隸屬石油的附屬污染品,也應與是有採用相同的治理方法。現今社會的飛速發展是人類的生活品質大幅提高,人類所食用的食品含油量也大大增多,不良商家鑽空子製作地溝油在市場上販賣,人類食用地溝油對身體的危害是很大的,所以廢油處置問題迫在眉睫。研究表明,酯酶技術對廢油回收利用起關鍵作用。但現在我國由於技術限制,並未能將這種技術運用到廢油處理中。
2.3
對白色污染治理的作用
科技的迅速發展對世界進步起到了強大的推動作用,但隨之也帶來了不少負面問題。當前我們大多數使用的高分子材料,大多是非生物降解或是不能降解的材料,例如塑料產品,已經成為白色污染的最大污染源。雖然現在有規定用其他材質物品代替塑料產品,但只是冰山一角,對於控制白色污染還遠遠不夠。據統計,全球每年丟棄的白色垃圾高達數千萬噸,對生態環境破壞尤為嚴重。酶技術在對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,效果好於化學催化劑。化學催化劑太過強硬,效果不佳。酶作為生物催化劑可以代替化學催化劑,克服產物分離難,代謝復雜的缺點,同時在溫和的催化條件下可以高效率的分解掉高分子材料。白色污染在酶技術的日益提高下完全治理指日可待。

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