或者在冰冻条件下土壤中无液态水,石油难以降解。
7、酸碱度和盐度
案例三 厌氧微生物的处理技术
厌氧处理的基本原理:
厌氧消化过程中的主要微生物:
发酵细菌(产酸细菌)、产氢产乙酸菌、产甲烷菌。 其主要功能简介如下:
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1、发酵细菌(产酸细菌):
主要功能:水解:在胞外酶的作用下,将不溶性有机物水解成可溶性有机物; 主要细菌: 梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等; 2、产氢产乙酸菌
主要功能:将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2; 主要细菌:互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等 3、产甲烷菌
主要功能:将产氢产乙酸菌的产物乙酸和H2/CO2转化为 CH4和CO2,使厌氧消化过程得以顺利进行;
主要类型:乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌 基本工艺:
调节池 厌氧反应器 甲烷收集系统 污泥处理系统 影响有机污染物厌氧处理效果的因素:
一类是基础因素:包括微生物量 (污泥浓度)、营养比、混合接触状况、有机负荷等;
另一类是环境因素:如温度、pH值、氧化还原电位、有毒物质等。产甲烷细菌是决定厌氧消化效率和成败的主要微生物,产甲烷阶段是厌氧过程速率的限制步骤。
1、温度条件
产甲烷菌的温度范围为5-60℃。在35℃和53℃上下可以分别获得较高的消化效率,温度为40-45℃时,厌氧消化效率较低。据产甲烷菌适宜温度条件的不同,厌氧法可分为常温消化、中温消化和高温消化三种类型。 2、PH值
在厌氧法处理废水的应用中,由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行,故为了维持平衡,避免过多的酸积累,常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围内。 3、氧化还原电位
无氧环境是严格厌氧的产甲烷菌繁殖的最基本条件之一。产甲烷菌对氧和氧化剂非常敏感,这是因为它不象好氧菌那样具有过氧化氢酶、
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4、有机负荷
在通常的情况下,常规厌氧消化工艺中温处理高浓度工业废水的有机负荷为2-3 kgCOD/(m3·d),在高温下为4-6 kgCOD /(m3·d)。 5、废水的营养比
厌氧微生物的生长繁殖需按一定的比例摄取碳、氮、磷以及其他微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例,因为其他营养元素不足的情况较少见。 厌氧法中碳:氮:磷控制为200-300:5:1为宜。
在碳、氮、磷比例中,碳氮比例对厌氧消化的影响更为重要。研究表明,合适的C/N为10-18:1。
微生物处理有机污染物除上述几种方法外还有很多新型的技术:
1、运用基因工程,构建基因工程菌,降解有机污染物从而达到处理的目的。 2、作为环境友好型微生物可以用于微生物絮凝剂处理高浓度有机废水。 3、还可以用有机废弃物来产乙醇。
人类在微生物降解有机污染物方面有着更光明的前途!
3.污染土壤的微生物修复 3.1.概述
土壤是人类不可缺少、不可再生的自然资源。随着世界人口的快速增长,土壤这一人类赖以生存的必需资源正承受着越来越大的压力。近年来,由于工业生产规模和乡镇城市化的快速发展,土壤受到工业三废和农用化学品的污染日趋严重,污染土壤修复工作的开展迫在眉睫。
污染土壤修复是指利用物理、化学和生物的方法转移、吸收、降解和转化土壤中的污染物,使其浓度降低到可接受水平,或将有毒有害的污染物转化为无害的物质。以阻断污染物进入食物链 , 防止对人体健康造成危害, 促进土地资源的保护与可持续发展。
土壤修复技术按照修复场地分为原位修复和异位修复,即对污染土壤就地处置或进行异地处理。按照技术类别可以将污染土壤修复方法分为物理修复、化学修复、生物修复等。
生物修复技术是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物的浓度或使其完全无害化,从而使污染了的土壤环境能够部分地或完全地恢复到原初
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状态的过程。
微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群,在适宜环境条件下,促进或强化微生物代谢功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。
3.2.微生物修复机理
微生物修复的实质是生物降解,即微生物对物质(特别是环境污染物)的分解作用。
由于微生物个体小、繁殖快、适应性强、易变异,所以 可随环境变化产生新的自发突变株,也可能通过形成诱导酶产生新的酶系,具备新的代谢功能以适应新的环境,从而降解和转化那些“陌生”的化合物。
微生物对土壤中的有毒污染物的降解主要包括氧化反应、还原反应、水解反应和聚合反应等。 3.2.1 机理概述
1.污染物的微生物分解与固定
微生物可以利用污染物进行生长于繁殖,转移或降解有机污染物是微生物正常的活动或行为。有机污染物对微生物生长有两个基本用途:为微生物提供碳源及电子(能量)。
微生物除了将污染物降解转化为毒性小的产物以及彻底氧化为二氧化碳和水之外,还可以改变污染物的移动性,其方法是将这些污染物固定下来。
图2-1 微生物在降解污染物过程中获得它们自身生长和繁殖的能量
2.微生物基础代谢活动的变异
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