1、,地下水污染抽出处理技术,小组成员：指导老师：,Groundwater Pump and Treat,目录,CONTENTS,PARTONE,研究背景,4,利用微生物处理废水改善废水水质、降低水中有机物含量成为一个新的研究方向。,光合细菌因自身无毒及降解有机物能力强等特点被认为是最有发展前景的生物菌剂之一,PART ONE,PART TWO,PART THREE,最早在19世纪60年代，就有学者将光合细菌应用于有机废水的处理。,研究背景,5,光合细菌作为一种最原始的具有光能合成体系的原核生物，不仅能在光源作为能源的条件下利用有机物进行光合作用，还能进行固氮固碳脱氢等作用,光和细菌的简介,光和细
2、菌的分类,在伯杰式细菌系统手册中，光合细菌划分为蓝色红菌门和红螺菌目两类，其中后者又可以划分为不同的菌科，包含有红假单胞菌属、红螺菌属和红微菌属。,沼泽红假单胞细菌,沼泽红假单胞菌是研究和应用较为广泛的一种光合细菌,属于外硫红螺菌科红假单胞菌属,细胞直径0. 60. 9m。革兰氏染色阴性。光合色素为叶绿素a、b和类胡萝卜素。最佳生长方式是利用各种有机化合物作碳源和电子供体进行光照厌氧培养。厌氧条件下以氢、硫代硫酸钠、硫化氢等作电子供体可光自养生长。,PARTTWO,作用机理,7,物理化学脱氮法成本高，且不利于管理，生物脱氮法是目前水处理中常用的一种比较经济有效的方法。,污水中的磷无论是氧化态还
3、是还原态都不能变成气态进入空气中，一般只能运用生物学或者化学的方法将其沉降后分离除去。,利用各种有机物作为电子供体，将硫酸盐作为最终电子受体把 硫酸盐还原为硫化物。,利用细菌胞内具有能光合作用的载色体来完成能量的代谢。,脱氮原理,除磷原理,含硫化合物代谢,能量代谢途径,25%,50%,75%,90%,作用机理,8,脱氮原理,光合细菌在厌氧条件下，通过水解胞外蛋白酶，将水中有机氮转为氨基酸，氨基酸通过脱氨基作用转变成氨氮，随后与水体中的氨氮一起进入菌体中，被光合细菌同化利用，供菌体生长繁殖。具有反硝化活性的光合细菌可以利用污水中的NO2-或NO3-作为最终电子受体，利用简单有机物作为供氢体，进行
4、反硝化作用。,脱氮过程,有机氮,ECP水解,氨基酸,脱氨基,氨氮,被psb同化,氨氮（同化作用）,氮气（异化作用）,污水中的氨氮,硝酸盐、亚硝酸盐,还原酶体系,作用机理,9,除磷原理,在好氧条件下，利用O2为电子受体进行有氧呼吸，并氧化胞内储存的聚羟基烷酸（PHAs）获得能量，同时氧化外界的乙酸和氨氮等有机底物获取能量。,除磷原理,在厌氧条件下，吸收并利用脂肪酸等易降解的有机物，在还原型辅酶参与下，经由三羧酸循环（TCA）或由糖原经糖酵解途径合成PHAs，光合细菌不断释放聚磷酸盐，使污水中的溶解性磷酸盐会不断增加,光合细菌,能量,氧化PHAs,乙酸、氨氮,超量吸磷,聚磷酸盐,光合细菌,易降解有
5、机物,还原型辅酶I,ATP+聚磷酸盐,溶解性磷酸盐,PHAs,作用机理,10,含硫化合物代谢,含硫化合物代谢,作用机理,11,能量代谢途径,沼泽红假单胞菌等光合细菌胞内具有能光合作用的载色体，这些载色体为球状或胞状，由细胞膜分化而成，直径约在60-100nm之间，包含着大量类胡萝卜素和叶绿素，能进行光合磷酸化反应和光氧化还原反应。在好氧光照条件下 起初菌体细胞内缺少这种载色体，但是它们能快速形成，为菌体提供物质、能量代谢条件。在好氧黑暗条件下 通过三羧酸循环进行有机酸代谢，在厌氧光照条件下，它能把有机酸异化反应、氧化还原同化反应和光氧化还原反应这三者进行结合，改变代谢途径，使菌体能够更加灵活的
6、对不同种类的有机物进行代谢吸收和讲解,PARTTHREE,实际应用,13,在生活污水处理中的应用,在水产养殖业水处理中的应用,在工业水处理中的应用,实际应用,14,01,在生活污水处理中的应用,针对光合细菌的优势菌种，对假单胞菌属的氮磷代谢生理特性进行了一定的研究。,实际应用,15,01,在生活污水处理中的应用,沼泽红假单胞菌在处理废水的优势改变目前常用的好氧生物法工艺中占地大、处理负荷低、能耗高和运行管理复杂等问题。克服厌氧法在处理高浓度废水中启动慢和温度要求较高的缺点处理制药废水以及养殖业废水和生活污水，可以显著降低TP、TN、CODcr、BOD、DO、氨氮的含量。,实际应用,16,01,
7、在生活污水处理中的应用,国内学者的相关研究成果刘影等的研究表明，固定化的沼泽红假单胞菌在适宜条件（25，pH=7.0）下对城市废水中氮、磷去除率分别达到61.9%、73%。毛雪慧等通过实验观察到，固定化的光合细菌（包括假单胞菌）对含油废水中的脂肪酸以及油脂去除率可高达74.95%,实际应用,17,02,在水产养殖业水处理中的应用,通过施加光合细菌（含假单胞菌）于水体后，能净化水质，提高溶氧，分解水中的残存饵料及有机物。沼泽红假单胞菌在养殖业中应用主要体现在净化水质和自身营养价值两个方面。,实际应用,18,02,在水产养殖业水处理中的应用,净化水质方面稳定水体pH、提高溶氧量。降低化学耗氧量和氨
8、氮的量。提高水域生态生产力水平。邓晓皋等人研究发现添加有沼泽红假单胞菌的混合菌对温室养鳖场水中氨氮（20%）、BOD（20%）、COD（15%）等有机物质有很好的去除作用。张信娣在三角帆蚌养殖水体中施用红假单胞菌，发现其可稳定养殖水体pH值，降低水体中营养物质量，降低COD，并且可以有效控制水体中有害细菌数量，防止水质恶化。,实际应用,19,02,在水产养殖业水处理中的应用,实际应用,20,02,在水产养殖业水处理中的应用,自身营养价值方面张新英和莫天砚分离测定虾苗养殖地的红假单胞菌粗蛋白含量为54.3，虾苗生长所必需的8种必需氨基酸齐全含量为42.35，B族维生素含量也十分丰富，说明它具有极
9、高的营养价值。在研究的最佳条件下，沼泽红假单胞菌菌体的生物产量为112mg/ml , 粗蛋白含量约为72-74%，硬脂酸和油酸的含量较酵母和绿藻中的含量高,实际应用,21,03,在工业水处理中的应用,根据周茂洪对几种重金属离子的研究，沼泽红假单胞菌对金属离子的抗性大小为Pb2+Cr（）Cd2+Cu2+Hg2+,实际应用,22,03,在工业水处理中的应用,利用沼泽红假单胞菌降解焦油中的苯酚，通过好氧、厌氧两步最终使苯酚产出氢气。,实际应用,23,03,在工业水处理中的应用,利用假单胞菌降解TNT废水，有研究发现在最佳外加氮源（KNO3）浓度为0.1g/L时，沼泽红假单胞菌降解TNT废水的最佳组合为：TNT浓=50mg/L，温度=30，pH=7，接种量为108个/mL。在不同条件下对活性大红的脱色效果研究表明在最佳条件下，光照厌氧条件下的脱色效率远高于光照好氧条件下的脱色效率，脱色率浓度。,PARTFOUR,前景展望,25,01,02,03,THANKS,
