微生物怎麼分解有機污染物

❶ 如何降解水中有機污染物

前採用的處理方法主要有：

1、氧化吸附法：

高濃度廢水稀釋後用煤粉進行初步混凝、吸附處理，然後用Fenton試劑催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。

2、焚燒法：

焚燒法適用於處理高濃度有機廢水。預處理後的廢水經加壓、過濾、計量後送至爐拱上方，由高壓空氣霧化專用噴嘴噴入爐膛蒸發焚燒。該法在保證鍋爐安全運行的條件下，能對高濃度有機廢水徹底處理，其優點是初投資省、運行費用低。

3、吸附法：

吸附法是用具有很強吸附能力的固體吸附劑，使廢水中的一種或數種組分富集於固體表面的方法。常用的吸附劑有活性炭和樹脂，活性炭再生和洗脫困難；樹脂吸附具有適用范圍廣，不受廢水中無機鹽的影響，吸附效果好，洗脫和再生容易，性能穩定等優點。

4、SBR處理：

SBR污水處理工藝是現代活性污泥法的一種類型，它是在一個設有曝氣及攪拌裝置的反應器內，按照預定的程序，進行充水、生化反應、沉澱、排水、閑置等過程的操作。這種方法是利用微生物降解有機物，但大部分高濃度的工業有機廢水可生化性很差，所以該方法在高濃度工業有機廢水處理方面應用前景有限。

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生化法降解原理：

有機污染物首先通過物理沉降，形成沉澱。然後會被水中的細菌等微生物分解，分解為無機物，也就是一些礦質元素，這些物質又會被水中的藻類等自養型生物所利用。

具體過程是靠微生物的代謝功能、醛等，轉化成簡單的有機物，例如有機酸，首先由產酸菌等細菌將復雜的大分子有機物進行水解，使有機底物得到降解、醇，產生甲烷和二氧化碳等，或者有機物被水解成無機物；然後產甲烷菌將這些有機物作為營養物質，進行厭氧發酵反應。

❷ 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

❸ 生物凈化法

生物凈化法是利用微生物處理被污染地下水的方法。生活在需氧或厭氧環境中的特殊微生物，能將有機污染物降解為CO₂和H₂O，而污染物充當了生物生長的重要碳源。微生物治理技術由於效果好、投資省、不產生二次污染、凈化徹底而受到人們的推崇。

在地下水污染暈中，微生物降解具有明顯的分帶性。在污染嚴重的區域，由於水中溶解氧含量很低，呈還原性質，因此稱為「還原帶」。反硝化細菌、貝氏菌屬、絲硫細菌等微生物通常活動於該帶中。在「還原帶」下游的一定區域，由於大部分有機污染物已被降解，生化降解作用明顯減弱，來自土壤空氣及地面入滲水所攜帶的氧氣不再被大量消耗，因此該帶已具有氧化性質，稱為「氧化帶」。在「氧化帶」及「還原帶」之間還存在一個「過渡帶」，其中可斷續地測到溶解氧。過渡帶中特有的細菌是鐵細菌、纖毛細菌與嘉氏鐵桿菌，它們可使二價鐵轉為三價鐵，從而使可溶的二價鐵產生淀析現象。

微生物靠降解污染物而獲得自身生長繁殖所必需的碳源和能源。當水中的養分供應由於污染而增加，微生物的數量也會迅速增加，從而加快了污染物的降解速度。在掌握了地下水污染帶的分布特徵、污染物質的性質、污染程度和污染范圍後，針對要凈化的污染物，可利用生物凈化井人工注入專門培養、馴化的細菌；也可通過地下曝氣或通入氧氣提高污染帶中溶解氧的含量，促進微生物的生長繁殖，強化生物活性，加快微生物對污染物的降解與轉化。需要注意的是，在投放菌種之前，要確保掌握治理區的環境條件、地質和水文地質條件、地下水動態及水體的物理和化學性質，以保證微生物治理的有效性和可靠性。

圖5-3-1 典型現場生物治理系統

圖5-3-1表示了一種典型的現場生物治理系統。利用抽水井將污染地下水抽至地表面，在地面與氧氣和營養劑（N，P）等混合後重新注入污染的含水層中，在人工流場的控制下，實現對污染含水層連續不斷地凈化。這一凈化系統在美國部分地區的汽油泄漏治理中已獲得了相當的成功，碳氫化合物的去除率達到70%～80%。該技術的關鍵在於：查清治理區的地質、水文地質條件；准確確定污染物類型和污染范圍、污染物含量；測定有關的水動力學和水化學參數；准確地確定抽、注水量及氧、營養劑的投加量。

❹ 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。

❺ 微生物是如何分解有機物的

微生物是通過調節產生酶，同時改變絕遊了孫沒細胞膜的通透性，是酶釋放到體外，把並凱銷有機物水解成基本單位，然後進入細胞膜，進行新陳代謝。

❻ 微生物怎樣分解有機物

土壤內含有鬆散的顆粒、各種有機物、水以及溶於水的各種無機物和空氣,有利於微生物的生存,因此是微生物適宜生長和繁殖的基地.土壤微生物主要聚集在表土層中,它們多以微菌落的形式分布在土壤顆粒和有機物表面及植物根際.土壤中存在許多不同功能的微生物類群.
例如,好氧性微生物多生活於土壤表層,並能適應較高濃度的有機養料；而在土壤底層則有較多的好氧、厭氧和兼性厭氧微生物.土壤細菌以異養型為主,這些細菌在1 g土中的總菌數一般可達10的6次方~10的9次方個,生物量超過全部土壤微生物總量的1/4.所以,細菌是土壤微生物中數量最大、功能最多樣的類群.真菌主要分布在土壤表面的枯枝落葉層和表土層中,在土壤形成和肥力提高過程中起重要作用.
微生物通過分泌細胞外酶,把底物分解為簡單的分子,然後再吸收.細菌通過細胞表面吸收營養物質.真菌可以長出菌絲,穿入難以處理的待分解資源.甚至用一般的酶難以分解的纖維素,真菌菌絲體也能分開其弱的氫鍵.大多數真菌具有分解木質素和纖維素的酶,它們能分解植物性有機物；而細菌中只有少數具有此能力,但在缺氧和一些極端環境中只有細菌起分解作用.所以細菌和真菌在一起,就能利用自然界絕大多數有機物和許多人工合成的有機物.,2,

❼ 微生物通過什麼方式分解有機物

微生物的呼吸作用

微生物通過生物氧化反應獲得能量的代謝過程。不同的微生物，能分別利用葡萄糖或其他小分子有機物或無機物為基質，以分子氧或無機物或小分子有機物為最終電子受體，通過生物氧化，獲得能量。根據最終電子受體不同，可將微生物的呼吸作用分為有氧呼吸、無氧呼吸和發酵三種類型。

有氧呼吸
以分子氧（O2）為最終電子受體，其中化能異養菌以有機物（主要是葡萄糖）為基質，經糖酵解、三羧酸循環，並經電子傳遞鏈將電子傳遞給O2，獲得能量；化能自養菌以無機物為基質，通過無機物的氧化獲得能量，例如硝化細菌以氨（NH3）、亞硝化細菌以亞硝酸（NO2-）為基質（見硝化作用）。進行有氧呼吸的微生物大多為好氧菌（需氧菌），部分為兼性厭氧菌。

無氧呼吸
以無機氧化物為最終電子受體。這類微生物生活在缺氧的環境中，以無機物作為有機質氧化的最終電子受體。如反硝化細菌以硝酸（NO3-），反硫化細菌以硫酸（SO4-）為電子受體（見反硝化作用、反硫化作用）。

發酵
以有機物為最終電子受體。亦稱無氧呼吸。作為最終電子受體的有機物，通常是基質不完全氧化的中間產物。微生物在無氧條件下，以葡萄糖為基質，通過糖酵解生成丙酮酸，是大多數微生物發酵的共同基礎。由於微生物不同，其代謝途徑和最終產物也不同，如乙醇發酵、乳酸發酵等。發酵是大多數厭氧菌（除進行無氧呼吸的厭氧菌）獲得能量的唯一方式。但這種氧化作用不徹底，只放出部分能量。兼性厭氧菌在缺氧環境中，也通過發酵獲得能量。

❽ 微生物對有機污染物有哪些降解作用

微生物對有機污染物降解的作用如下：

1. 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。

2. 原核微生物和真核微生物對多環芳烴的微生物降解都需要氧氣的參與，產生氧化酶，加氧酶把氧原子加到C-C鍵上形成C-O鍵，再經過加氫、脫水等作用而使C-C鍵斷裂，苯環數減少。多環芳烴苯環的降解取決於微生物產生加氧酶的能力，且由於酶對於多環芳烴的專一性，環境中的多環芳烴的多樣性，多環芳烴的降解需要多種微生物的參與。

3. 降解農葯的微生物有細菌、真菌、放線菌、藻類等。細菌由於其生化上的多種適用能力以及容易誘發突變菌株從而佔了主要的位置。

4. 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。

5. 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。

6. 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。

❾ 微生物處理污水的方法

微生物在有氧條件下，吸附環境中的有機物，並將其氧化分解成無機物，使污水得到凈化，同時合成細胞物質。微生物在污水凈化過程，以活性污泥和生物膜的主要成分等形式存在。
（1）活性污泥法
又稱曝氣法，是利用含有好氧微生物的活性污泥，在通氣條件下，使污水凈化的生物學方法。此法是現今處理有機廢水的最主要的方法。
所謂活性污泥是指由菌膠團形成菌、原生動物、有機和無機膠體及懸浮物組成的絮狀體。在污水處理過程中，它具有很強的吸附、氧化分解有機物或毒物的能力。在靜止狀態時，又具有良好沉降性能。活性污泥中的微生物主要是細菌，占微生物總數的90％～95％。,並多以菌膠團的形式存在，具有很強的去除有機物的能力，原生動物起間接凈化作用。
活性污泥法根據曝氣方式不同，分多種方法，目前最常用的是完全混合曝氣法。污水進入曝氣池後，活性污泥中的細菌等微生物大量繁殖，形成菌膠團絮狀體，構成活性污泥骨架，原生動物附著其上，絲狀細菌和真菌交織在一起，形成一個個顆粒狀的活躍的微生物群體。曝氣池內不斷充氣、攪拌，形成泥水混合液，當廢水與活性污泥接觸時，污水中的有機物在很短時間內被吸附到活性污泥上，可溶性物質直接進入細胞內。大分子有機物通過細胞產生的胞外酶將其降解成為小分子物質後再滲入細胞內。進入細胞內的營養物質在細胞內酶的作用下，經一系列生化反應，使有機物轉化為C02、H2O等簡單無機物，同時產生能量。微生物利用呼吸放出的能量和氧化過程中產生的中間產物合成細胞物質，使菌體大量繁殖。微生物不斷進行生物氧化，污水中有機物不斷減少，使污水得到凈化。當營養缺乏時，微生物氧化細胞內貯藏物質，並產生能量，這種現象叫自身氧化或內源呼吸。
曝氣池中混合物以低BOD值流入沉澱池。活性污泥通過靜止、凝集、沉澱和分離，上清液是處理好的水，排放到系統外。沉澱的活性污泥一部分迴流曝氣池與未處理的廢水混合，重復上述過程，迴流污泥可增加曝氣池內微生物含量，加速生化反應過程。剩餘污泥排放出去或進行其他處理後繼續應用。
（2）生物膜法
該法是以生物膜為凈化主體的生物處理法。生物膜是附著在載體表面，以菌膠團為主體所形成的粘膜狀物。生物膜的功能和活性污泥法中的活性污泥相同，其微生物的組成也類似。凈化污水的主要原理是附著在載體表面的生物膜對污水中有機物的吸附與氧化分解作用。生物膜法根據介質與水接觸方式不同，有生物轉盤法、塔式生物濾池法等。
2.厭氧處理系統
在缺氧條件下，利用厭氧菌(包括兼性厭氧菌)分解污水中有機污染物的方法，又稱厭氧消化或厭氧發酵法。因為發酵產物產生甲烷，又稱甲烷發酵。此法既能消除環境污染，又能開發生物能源，所以倍受人們重視。污水厭氧發酵是一個極為復雜的生態系統，它涉及多種交替作用的菌群，各要求不同的基質和條件，形成復雜的生態體系。甲烷發酵包括3個階段：液化階段、產氫產乙酸階段和產甲烷階段。
此法主要用於處理農業和生活廢棄物或污水廠的剩餘污泥，也可用於處理麵粉廠、食品廠、造紙廠、製革廠、酒精廠、糖廠、油脂廠、農葯廠或石油化工等工廠廢水。

❿ 為何微生物具有降解有機污染物的巨大潛力

1、微生物具有很多有機物的水解酶.（因為它們的酶一般是多種酶組合到一塊的符合體,而許多有機物已不是不能降解完成的,需要多種酶共同作用,細菌的多酶復合體很容易就能解決這個問題.
2、有化能自養細菌,腐生、寄生的微生物.
3、微生物的體積與表面積之比較大,與外界進行物質交換的能力很強.依靠蘆宏局微生陪讓物的代謝功能,使有機底物得到降解,首先由產酸菌等細菌將復雜的大分子有機物進行水解,轉化成簡單的有機物（有機酸、醇、醛等）；然後產甲絕轎烷菌將這些有機物作為營養物質,進行厭氧發酵反應,產生甲烷和二氧化碳等,或者有機物被水解成無機物.
比如以前說的白色污染,其實也是可以被微生物降解的,只是所需時間太長,大概要好幾十年.所以現在所說的「可降解」材料都是指可以在幾天內快速降解的材料.