有機(jī)物(污染物)的生物轉(zhuǎn)化和分解課件

2.5.1有機(jī)物（污染物）的生物轉(zhuǎn)化和分解第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解第四節(jié)含氮有機(jī)物的生物分解第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用12.5.1有機(jī)物（污染物）的生物轉(zhuǎn)化和分解第一節(jié)微生第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用基本概念：有機(jī)物的生物分解：通過一系列的生化反應(yīng)，最終將有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物或簡單無機(jī)物的過程根據(jù)是否有氧氣存在的條件下進(jìn)行，生物分解分為好氧分解和厭氧分解兩種。好氧分解最終產(chǎn)物是穩(wěn)定而無臭的物質(zhì)，包括二氧化碳、水、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等。厭氧分解最終產(chǎn)物主要是甲烷、二氧化碳、氨、硫化氫等。生活污水中的有機(jī)物主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪。工業(yè)廢水中有機(jī)物成分復(fù)雜，除具有和生活污水相似的有機(jī)組分外，還可能有有機(jī)酸、醇、醛、酮、酚、胺、腈等。2第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用基本概念：2第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用有機(jī)物的好氧生物分解分為兩部分：一部分以用于細(xì)胞合成，另一部分用于呼吸產(chǎn)能。內(nèi)源呼吸：微生物生長過程中，細(xì)胞物質(zhì)的氧化正常情況下，各類微生物細(xì)胞物質(zhì)成分相當(dāng)穩(wěn)定，因此，常用C5H7NO2表示細(xì)菌。好氧生物分解基本理論3第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用有機(jī)物的好氧生物分解分為兩第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用3階段：1）發(fā)酵細(xì)菌作用階段（水解發(fā)酵階段）2）產(chǎn)醋酸細(xì)菌作用階段（產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段）3）產(chǎn)甲烷階段4類群：1）發(fā)酵細(xì)菌2）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌3）同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌群4）產(chǎn)甲烷細(xì)菌厭氧生物分解基本理論：3階段4類群理論4第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用3階段：厭氧生物分解基本理三階段4類群理論1發(fā)酵細(xì)菌作用階段碳水化合物蛋白質(zhì)類脂（1）原理：胞外酶單糖氨基酸脂肪酸發(fā)酵醇低級脂肪酸（2）參加的微生物：發(fā)酵細(xì)菌群梭菌屬（Clostridium)丁酸弧菌屬（Butyrivibrio）擬桿菌屬（Bacteroides)大多專性厭氧；適宜pH4.5～8（3）特性第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用5三階段4類群理論1發(fā)酵細(xì)菌作用階段碳水化合物（1）原理2產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用階段

上階段產(chǎn)物（丙酸、丁酸、醇等）醋酸、甲胺CO2、H2（1）原理（2）參加的微生物產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌群互營單胞菌屬互營桿菌屬梭菌屬暗桿菌屬絕對厭氧菌或兼性厭氧菌；適宜pH4.5～8三階段4類群理論（3）特性：第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用62產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用階段上階段產(chǎn)物醋酸、甲胺3產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用階段（1）原理H2、CO2、CH3COO

CH3NH2、CH3OH

CH4（2）參加的微生物產(chǎn)甲烷細(xì)菌群產(chǎn)甲烷桿菌屬產(chǎn)甲烷短桿菌屬產(chǎn)甲烷球菌屬▲嚴(yán)格厭氧菌▲中溫菌對溫度敏感▲pH適宜6.8~7.2▲增殖速率慢三階段4類群理論（3）特性：第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用73產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用階段（1）原理H2、CO2、CH3COO厭氧消化三階段四類群廢水中有機(jī)物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇類乙酸H2+CO2發(fā)酵性細(xì)菌Ⅰ產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌Ⅱ同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌CH4Ⅲ第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用三階段4類群理論8厭氧消化三階段四類群廢水中有機(jī)物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇類乙第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性試驗(yàn)方法（1）易生物分解試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物是否很容易被生物完全分解。（2）本質(zhì)性生物分解試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物是否具有被生物分解的性質(zhì)。（3）生物分解模擬試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物在特定環(huán)境下的生物分解性。9第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性試驗(yàn)方法9第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性評價(jià)步驟10第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性評價(jià)步驟10第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性影響因素有機(jī)物生物降解性與有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)有關(guān)系，受有機(jī)物濃度、共代謝、有機(jī)物相互作用、微生物相互作用等的影響。污水中有機(jī)物生物分解性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)最常采用BOD/COD比值BOD/COD

>0.4-0.6 可生物處理性良好0.2<BOD/COD

<0.4較難生物處理BOD/COD<0.1難以生物處理11第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性影響因素11第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解基本概念：不含氮有機(jī)物：

碳水化合物、脂肪、酚、醛、酮、某些有機(jī)酸、

烴和合成洗滌劑等。碳水化合物是由碳、氫和氧3種元素組成。占到生活污水中有機(jī)物的40－50%。單糖：葡萄糖二糖：蔗糖、乳糖、麥芽糖多糖：淀粉、纖維素、半纖維素碳水化合物12第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解基本概念：單糖：葡萄糖碳水化第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解一碳水化合物的分解葡萄糖糖酵解作用丙酮酸發(fā)酵有氧無氧各種發(fā)酵產(chǎn)物三羧酸循環(huán)被徹底氧化生成CO2和水，釋放大量能量。碳水化合物水解13第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解一碳水化合物的分脂肪由碳、氫和氧幾種元素組成。比較穩(wěn)定，也能被熒光桿菌、綠濃桿菌、靈桿菌等微生物分解。脂肪脂肪酶甘油脂肪酸簡單的酸+CO2+CH4CO2+H2O二

脂肪的轉(zhuǎn)化厭氧好氧水解好氧14脂肪由碳、氫和氧幾種元素組成。比較穩(wěn)定，也能被第四節(jié)含氮有機(jī)物的分解基本概念：污水中的含氮有機(jī)物：蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類、

硝基化合物等。生活污水中所含氮主要是以銨離子或尿素形式存在。氮是當(dāng)今污水處理的主要去除對象15第四節(jié)含氮有機(jī)物的分解基本概念：15一氮的循環(huán)自然界中除植物利用無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮外，其它各轉(zhuǎn)變過程均由微生物作用氨化作用硝化作用反硝化作用生物體有機(jī)酸NO3-NH4+NO2-NON2O大氣N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用還原作用16一氮的循環(huán)自然界中除植物利用無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮外，其它各轉(zhuǎn)二蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化（一）氨化作用蛋白質(zhì)是由很多氨基酸（RCHNH2COOH）分子組成。蛋白質(zhì)生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的第一步是水解。即轉(zhuǎn)變?yōu)榘被帷Ｈ缓蟀被岚l(fā)生脫氨基作用產(chǎn)生氨和不含氮的化合物。脫氨基作用可在有氧或無氧條件下進(jìn)行。這種有機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡^程稱為氨化作用。參與氨化的細(xì)菌叫做氨化菌。好氧性有：熒光假單胞菌、靈桿菌；厭氧性有：腐敗梭菌；兼性菌有變形桿菌。17二蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化（一）氨化作用蛋白質(zhì)是由很多氨基酸（RCHN（二）硝化作用氨在好氧硝化細(xì)菌的呼吸過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛?，然后轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛岬倪^程稱為硝化作用。硝化作用由兩類細(xì)菌共同完成。分別是氨氧化菌和亞硝酸氧化菌。兩類細(xì)菌總稱硝化菌。硝化菌是G－菌、自養(yǎng)菌、好氧菌、偏好中性或偏堿性。對毒物敏感。18（二）硝化作用氨在好氧硝化細(xì)菌的呼吸過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛?，然后?）亞硝酸形成階段2NH3+3O2亞硝酸細(xì)菌2HNO2+2H2O+ATP（二）硝化作用2HNO2+O2硝酸細(xì)菌2HNO3+ATP（2）硝酸形成階段HNO2毒性很強(qiáng)，累積起來對植物有毒害。HNO3是植物吸收利用的有效氮素養(yǎng)料。19（1）亞硝酸形成階段2NH3+3O2亞硝酸細(xì)菌2HNO2硝化作用進(jìn)行的條件O2NH3堿性物質(zhì)（中和產(chǎn)生的亞硝酸和硝酸）不需有機(jī)物存在蛋白質(zhì)最終被氧化成：CO2、H2O、HNO3、H2SO4（二）硝化作用20硝化作用進(jìn)行的條件O2蛋白質(zhì)最終被氧化成：（二）硝化作用（三）反硝化作用概念：硝酸鹽在通氣不良環(huán)境中（缺氧），被反硝化細(xì)菌還原成NO2或N2的過程。

1反硝化過程C6H12O6+4NO3-6H20+6CO2+2N2+ATP缺氧N2NO3-NO2-NON2O反硝化細(xì)菌21（三）反硝化作用概念：硝酸鹽在通氣不良環(huán)境中（缺氧），被1參與反硝化作用的細(xì)菌稱作反硝化細(xì)菌。多數(shù)為異樣、兼性菌（三）反硝化作用

反硝化作用發(fā)生的條件NO3-有機(jī)物質(zhì)存在氧氣＜0.5mg/L22參與反硝化作用的細(xì)菌稱作反硝化細(xì)菌。多數(shù)為異樣、兼性（四）生物脫氮基本原理含氮有機(jī)物異養(yǎng)型微生物NH4+-N氨化作用亞硝酸細(xì)菌

NO2--N硝酸細(xì)菌

NO3--N硝化作用有O2反硝化細(xì)菌反硝化作用無O2N2、NO2最終完成生物脫氮

污水中的含氮有機(jī)物，在生物處理過程中被異養(yǎng)型微生物氧化分解，轉(zhuǎn)化為氨氮，然后由自養(yǎng)型硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為NO3-，最后再由反硝化細(xì)菌將NO3-還原為N2。

23（四）生物脫氮基本原理含氮有機(jī)物異養(yǎng)型NH4+-N氨化亞活性污泥法傳統(tǒng)脫氮工藝（3級）流程示意圖24活性污泥法傳統(tǒng)脫氮工藝（3級）流程示意圖24缺氧－好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)25缺氧－好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)25

磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。

Ca3（PO4）2

CaHPO4（1）

Ca3（PO4）2+2CO2+2H2O2CaHPO4+Ca（HCO3）2（2）

Ca3（PO4）2+2HNO32CaHPO4+Ca（NO3）2

（3）

Ca3（PO4）2+H2SO42CaHPO4+CaSO42有機(jī)磷化物

磷酸鹽

解磷大芽孢桿菌蠟質(zhì)芽孢桿菌霉?fàn)钛挎邨U菌第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用26磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。（1）

磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。

Ca3（PO4）2

CaHPO4（1）

Ca3（PO4）2+2CO2+2H2O2CaHPO4+Ca（HCO3）2（2）

Ca3（PO4）2+2HNO32CaHPO4+Ca（NO3）2

（3）

Ca3（PO4）2+H2SO42CaHPO4+CaSO42有機(jī)磷化物

磷酸鹽

解磷大芽孢桿菌蠟質(zhì)芽孢桿菌霉?fàn)钛挎邨U菌第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用27磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。（1）生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用聚磷菌一類的細(xì)菌，可以過量地、超出其生理需要地從外部攝取磷，并將其以聚合形態(tài)儲存在體內(nèi)，形成高磷污泥。將高磷污泥排出系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)污水除磷。生物除磷分兩步進(jìn)行：

聚磷菌的放磷（厭氧條件）聚磷菌的磷過量攝?。ê醚鯒l件）28生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用

聚磷菌的放磷（厭氧）ATP聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽分解PO43-廢水中脂肪酸PHB、糖原儲存在細(xì)胞內(nèi)PHB(聚β羥基丁酸)生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用29聚磷菌的放磷（厭氧）ATP聚磷菌細(xì)胞內(nèi)的PO43-廢水中

聚磷菌的磷過量攝?。ê醚酰┘?xì)胞內(nèi)的PHB分解ATP廢水磷聚磷菌聚磷酸鹽以異染顆粒的形式儲存在細(xì)胞內(nèi)好氧時(shí)攝取的磷多于厭氧時(shí)釋放的磷生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用30聚磷菌的磷過量攝取（好氧）細(xì)胞內(nèi)的PHB分解ATP廢水磷聚生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用厭氧－好氧系統(tǒng)生物除磷過程圖131生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用厭氧－好氧系聚磷菌的典型特征是細(xì)胞內(nèi)含有異染顆粒。一般只能利用低級脂肪酸等小分子有機(jī)物。，不能直接利用和分解大分子有機(jī)質(zhì)。主要有：不動桿菌、假單胞菌、氣單胞菌等。除聚磷菌外，還有發(fā)酵產(chǎn)酸菌和異樣好氧菌參與生物除磷過程。參與生物除磷的微生物生物除磷原理第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用32聚磷菌的典型特征是細(xì)胞內(nèi)含有異染顆粒。一般只2.5.1有機(jī)物（污染物）的生物轉(zhuǎn)化和分解第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解第四節(jié)含氮有機(jī)物的生物分解第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用332.5.1有機(jī)物（污染物）的生物轉(zhuǎn)化和分解第一節(jié)微生第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用基本概念：有機(jī)物的生物分解：通過一系列的生化反應(yīng)，最終將有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物或簡單無機(jī)物的過程根據(jù)是否有氧氣存在的條件下進(jìn)行，生物分解分為好氧分解和厭氧分解兩種。好氧分解最終產(chǎn)物是穩(wěn)定而無臭的物質(zhì)，包括二氧化碳、水、硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽等。厭氧分解最終產(chǎn)物主要是甲烷、二氧化碳、氨、硫化氫等。生活污水中的有機(jī)物主要是碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪。工業(yè)廢水中有機(jī)物成分復(fù)雜，除具有和生活污水相似的有機(jī)組分外，還可能有有機(jī)酸、醇、醛、酮、酚、胺、腈等。34第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用基本概念：2第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用有機(jī)物的好氧生物分解分為兩部分：一部分以用于細(xì)胞合成，另一部分用于呼吸產(chǎn)能。內(nèi)源呼吸：微生物生長過程中，細(xì)胞物質(zhì)的氧化正常情況下，各類微生物細(xì)胞物質(zhì)成分相當(dāng)穩(wěn)定，因此，常用C5H7NO2表示細(xì)菌。好氧生物分解基本理論35第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用有機(jī)物的好氧生物分解分為兩第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用3階段：1）發(fā)酵細(xì)菌作用階段（水解發(fā)酵階段）2）產(chǎn)醋酸細(xì)菌作用階段（產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸階段）3）產(chǎn)甲烷階段4類群：1）發(fā)酵細(xì)菌2）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌3）同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌群4）產(chǎn)甲烷細(xì)菌厭氧生物分解基本理論：3階段4類群理論36第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用3階段：厭氧生物分解基本理三階段4類群理論1發(fā)酵細(xì)菌作用階段碳水化合物蛋白質(zhì)類脂（1）原理：胞外酶單糖氨基酸脂肪酸發(fā)酵醇低級脂肪酸（2）參加的微生物：發(fā)酵細(xì)菌群梭菌屬（Clostridium)丁酸弧菌屬（Butyrivibrio）擬桿菌屬（Bacteroides)大多專性厭氧；適宜pH4.5～8（3）特性第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用37三階段4類群理論1發(fā)酵細(xì)菌作用階段碳水化合物（1）原理2產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用階段

上階段產(chǎn)物（丙酸、丁酸、醇等）醋酸、甲胺CO2、H2（1）原理（2）參加的微生物產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌群互營單胞菌屬互營桿菌屬梭菌屬暗桿菌屬絕對厭氧菌或兼性厭氧菌；適宜pH4.5～8三階段4類群理論（3）特性：第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用382產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用階段上階段產(chǎn)物醋酸、甲胺3產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用階段（1）原理H2、CO2、CH3COO

CH3NH2、CH3OH

CH4（2）參加的微生物產(chǎn)甲烷細(xì)菌群產(chǎn)甲烷桿菌屬產(chǎn)甲烷短桿菌屬產(chǎn)甲烷球菌屬▲嚴(yán)格厭氧菌▲中溫菌對溫度敏感▲pH適宜6.8~7.2▲增殖速率慢三階段4類群理論（3）特性：第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用393產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用階段（1）原理H2、CO2、CH3COO厭氧消化三階段四類群廢水中有機(jī)物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇類乙酸H2+CO2發(fā)酵性細(xì)菌Ⅰ產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌Ⅱ同型產(chǎn)乙酸細(xì)菌產(chǎn)甲烷細(xì)菌CH4Ⅲ第一節(jié)微生物對有機(jī)物的分解作用三階段4類群理論40厭氧消化三階段四類群廢水中有機(jī)物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇類乙第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性試驗(yàn)方法（1）易生物分解試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物是否很容易被生物完全分解。（2）本質(zhì)性生物分解試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物是否具有被生物分解的性質(zhì)。（3）生物分解模擬試驗(yàn)

評價(jià)有機(jī)物在特定環(huán)境下的生物分解性。41第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性試驗(yàn)方法9第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性評價(jià)步驟42第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性有機(jī)物的生物分解性評價(jià)步驟10第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性影響因素有機(jī)物生物降解性與有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)有關(guān)系，受有機(jī)物濃度、共代謝、有機(jī)物相互作用、微生物相互作用等的影響。污水中有機(jī)物生物分解性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)最常采用BOD/COD比值BOD/COD

>0.4-0.6 可生物處理性良好0.2<BOD/COD

<0.4較難生物處理BOD/COD<0.1難以生物處理43第二節(jié)有機(jī)物的生物分解性影響因素11第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解基本概念：不含氮有機(jī)物：

碳水化合物、脂肪、酚、醛、酮、某些有機(jī)酸、

烴和合成洗滌劑等。碳水化合物是由碳、氫和氧3種元素組成。占到生活污水中有機(jī)物的40－50%。單糖：葡萄糖二糖：蔗糖、乳糖、麥芽糖多糖：淀粉、纖維素、半纖維素碳水化合物44第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解基本概念：單糖：葡萄糖碳水化第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解一碳水化合物的分解葡萄糖糖酵解作用丙酮酸發(fā)酵有氧無氧各種發(fā)酵產(chǎn)物三羧酸循環(huán)被徹底氧化生成CO2和水，釋放大量能量。碳水化合物水解45第三節(jié)不含氮有機(jī)物的生物分解一碳水化合物的分脂肪由碳、氫和氧幾種元素組成。比較穩(wěn)定，也能被熒光桿菌、綠濃桿菌、靈桿菌等微生物分解。脂肪脂肪酶甘油脂肪酸簡單的酸+CO2+CH4CO2+H2O二

脂肪的轉(zhuǎn)化厭氧好氧水解好氧46脂肪由碳、氫和氧幾種元素組成。比較穩(wěn)定，也能被第四節(jié)含氮有機(jī)物的分解基本概念：污水中的含氮有機(jī)物：蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類、

硝基化合物等。生活污水中所含氮主要是以銨離子或尿素形式存在。氮是當(dāng)今污水處理的主要去除對象47第四節(jié)含氮有機(jī)物的分解基本概念：15一氮的循環(huán)自然界中除植物利用無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮外，其它各轉(zhuǎn)變過程均由微生物作用氨化作用硝化作用反硝化作用生物體有機(jī)酸NO3-NH4+NO2-NON2O大氣N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用還原作用48一氮的循環(huán)自然界中除植物利用無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)氮外，其它各轉(zhuǎn)二蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化（一）氨化作用蛋白質(zhì)是由很多氨基酸（RCHNH2COOH）分子組成。蛋白質(zhì)生物化學(xué)轉(zhuǎn)化的第一步是水解。即轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。然后氨基酸發(fā)生脫氨基作用產(chǎn)生氨和不含氮的化合物。脫氨基作用可在有氧或無氧條件下進(jìn)行。這種有機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡^程稱為氨化作用。參與氨化的細(xì)菌叫做氨化菌。好氧性有：熒光假單胞菌、靈桿菌；厭氧性有：腐敗梭菌；兼性菌有變形桿菌。49二蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化（一）氨化作用蛋白質(zhì)是由很多氨基酸（RCHN（二）硝化作用氨在好氧硝化細(xì)菌的呼吸過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛?，然后轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛岬倪^程稱為硝化作用。硝化作用由兩類細(xì)菌共同完成。分別是氨氧化菌和亞硝酸氧化菌。兩類細(xì)菌總稱硝化菌。硝化菌是G－菌、自養(yǎng)菌、好氧菌、偏好中性或偏堿性。對毒物敏感。50（二）硝化作用氨在好氧硝化細(xì)菌的呼吸過程中轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛?，然后?）亞硝酸形成階段2NH3+3O2亞硝酸細(xì)菌2HNO2+2H2O+ATP（二）硝化作用2HNO2+O2硝酸細(xì)菌2HNO3+ATP（2）硝酸形成階段HNO2毒性很強(qiáng)，累積起來對植物有毒害。HNO3是植物吸收利用的有效氮素養(yǎng)料。51（1）亞硝酸形成階段2NH3+3O2亞硝酸細(xì)菌2HNO2硝化作用進(jìn)行的條件O2NH3堿性物質(zhì)（中和產(chǎn)生的亞硝酸和硝酸）不需有機(jī)物存在蛋白質(zhì)最終被氧化成：CO2、H2O、HNO3、H2SO4（二）硝化作用52硝化作用進(jìn)行的條件O2蛋白質(zhì)最終被氧化成：（二）硝化作用（三）反硝化作用概念：硝酸鹽在通氣不良環(huán)境中（缺氧），被反硝化細(xì)菌還原成NO2或N2的過程。

1反硝化過程C6H12O6+4NO3-6H20+6CO2+2N2+ATP缺氧N2NO3-NO2-NON2O反硝化細(xì)菌53（三）反硝化作用概念：硝酸鹽在通氣不良環(huán)境中（缺氧），被1參與反硝化作用的細(xì)菌稱作反硝化細(xì)菌。多數(shù)為異樣、兼性菌（三）反硝化作用

反硝化作用發(fā)生的條件NO3-有機(jī)物質(zhì)存在氧氣＜0.5mg/L54參與反硝化作用的細(xì)菌稱作反硝化細(xì)菌。多數(shù)為異樣、兼性（四）生物脫氮基本原理含氮有機(jī)物異養(yǎng)型微生物NH4+-N氨化作用亞硝酸細(xì)菌

NO2--N硝酸細(xì)菌

NO3--N硝化作用有O2反硝化細(xì)菌反硝化作用無O2N2、NO2最終完成生物脫氮

污水中的含氮有機(jī)物，在生物處理過程中被異養(yǎng)型微生物氧化分解，轉(zhuǎn)化為氨氮，然后由自養(yǎng)型硝化細(xì)菌將其轉(zhuǎn)化為NO3-，最后再由反硝化細(xì)菌將NO3-還原為N2。

55（四）生物脫氮基本原理含氮有機(jī)物異養(yǎng)型NH4+-N氨化亞活性污泥法傳統(tǒng)脫氮工藝（3級）流程示意圖56活性污泥法傳統(tǒng)脫氮工藝（3級）流程示意圖24缺氧－好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)57缺氧－好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)25

磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。

Ca3（PO4）2

CaHPO4（1）

Ca3（PO4）2+2CO2+2H2O2CaHPO4+Ca（HCO3）2（2）

Ca3（PO4）2+2HNO32CaHPO4+Ca（NO3）2

（3）

Ca3（PO4）2+H2SO42CaHPO4+CaSO42有機(jī)磷化物

磷酸鹽

解磷大芽孢桿菌蠟質(zhì)芽孢桿菌霉?fàn)钛挎邨U菌第五節(jié)微生物對無機(jī)元素的轉(zhuǎn)化作用58磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無機(jī)磷酸鹽轉(zhuǎn)化成可溶性磷酸鹽。（1）

磷的轉(zhuǎn)化1不溶性無