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污水中的有机物怎么水解

发布时间:2025-01-10 21:17:09

『壹』 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。

『贰』 在工业污水处理中采用的水解酸化工艺是怎么一回事

工业污水处理中,微氧水解酸化工艺作为一种预处理技术,其核心原理是通过在厌氧条件下,利用水解菌将大分子有机物如淀粉和蛋白质分解为小分子如葡萄糖和氨基酸,同时通过产酸菌进行酸化和发酵,将不溶性和难生物降解的物质转化为溶解性和易生物降解的物质,提高废水的可生化性。


然而,微氧水解酸化工艺并非完美无缺,其效率较低、运行稳定性差且可能产生有毒气体。研究发现,通过在水解酸化阶段通入适量氧气,可以显著提高效率。这是因为氧气能促进有水解作用的微生物如杆菌的繁殖,加速代谢,使得大分子有机物分解更加高效。在微氧环境中,氧气的作用包括:



  1. 通过搅拌作用,保持污泥与废水的混合,防止污泥腐败,优化水力条件,增强有机底物的水解和吸附过程。

  2. 促进酶反应,促使细菌产生胞外酶,处理难降解的有毒物质。

  3. 作为电子受体参与微生物的生理代谢,强化其功能。

  4. 防止微生物中毒,通过抑制硫化物转化为抑制好氧菌的硫酸盐,同时有助于有毒气体的排放,减少对微生物的毒害。


尽管微氧水解酸化对有机污染物的去除效果可能不如传统工艺显著,其COD去除率较低,甚至可能导致出水COD升高,但其对复杂工业废水如制药废水、石化废水的预处理能力强大,能有效处理有机物浓度高、有毒及难降解的污水。因此,微氧水解酸化工艺在工业污水处理中扮演着重要的预处理角色。

『叁』 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

『肆』 工业污水中的有机物怎么除

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。

『伍』 有机污染物,如碳水化合物在水中分解的过程

需氧有机污染物天然水中的有机物一般指天然的腐殖物质及水生生物的生命活动产物。生活废水、食品加工和造纸等工业废水中,含有大量的有机物,如碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素、纤维素等。有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后,通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质——二氧化碳和水,在分解过程中需要消耗水中的溶解氧,而在缺氧条件下污染物就会发生腐败分解、恶化水质,因此常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多,耗氧也越多,水质也越差,说明水体污染越严重。在一给定的水体中,大量有机物质能导致氧的近似完全的消耗,很明显对于那些需氧的生物来说,要生存是不可能的,鱼类和浮游动物在这种环境下就会死亡。需氧有机物常出现在生活废水及部分工业废水中,如有机合成原料、有机酸碱、油脂类、高分子化合物、表面活性剂、生活废水等。它的来源多,排放量大,所以污染范围广。

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