请问有哪些生物不用氧气也可以存活.
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时间:2024-08-17 09:06:40
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请问有哪些生物不用氧气也可以存活.【专家解说】:一、厌氧微生物在生物地球化学循环中的作用 1、自然环境中的厌氧生物 自然环境中的厌氧微生物,在330亿年前就有发酵性厌氧微生物存在,
【专家解说】:一、厌氧微生物在生物地球化学循环中的作用
1、自然环境中的厌氧生物
自然环境中的厌氧微生物,在330亿年前就有发酵性厌氧微生物存在,而兼性微生物的出现在110亿年之后。厌氧微生物种类丰富,到目前为止,所发现的厌氧微生物都属于原核生物,而几乎所有的真核微生物都是好氧的。各种微生物在环境中具有不同的功能,不同程度地参与化合物(污染物)的分解转化--地球化学循环。
2、厌氧微生物在污染物(元素)生物地球化学转化中的作用。
自然界C素循环(如图1所示)是极为重要的,在厌氧环境下,自然界中的微生物为清洁地球发挥着极其重要的作用,这也是我们开发利用环境生物技术的基础。其中几类微生物在进入环境的有机物的分解转化中,在缺氧和厌氧条件下发挥不可取代的作用。如:纤维素分解菌,作用为:
图1 自然界中微生物作用下的C素循环
芳香化合物的分解菌,以苯甲酸盐为例:
4C7H5O2-+19H2O→3CH4+12CH3COO-+HCO3-+9H+G°′=-48.2kJ/reaction
其降解过程动力学曲线如图2所示。
图2 苯甲酸钠厌氧降解热动力学曲线
3、厌氧微生物的微生物生态系统-两相厌氧工艺的理论基础
厌氧环境下,对大分子有机物的分解转化分许多步骤,由多种微生物相互作用完成,其中三大菌群为水解(酸化)菌、产氢产乙酸菌和甲烷菌。Ghosh等人就是在考察有机有机物降解过程后发明了两相厌氧工艺。我们在对强碱性有机废水的治理中,设计和开发了适宜中国情况的兼厌氧生物污水处理设备及工艺。其微生物作用及污染物转化过程为:
二、厌氧生物技术的最新进展
近年来,厌氧生物处理技术,尽管在厌氧微生物的转基因、互营菌方面未有较大的突破,但在实用技术及工艺方面,特别是在厌氧微生物颗粒污泥的形成机理、工艺条件、动力学过程研究方面,已经取得极大的应用性成果。在厌氧污泥颗粒化理论中,多数学者研究支持的是二次成核学说,认为营养不足,衰弱的颗粒污泥,在水流剪切力作用下破裂成碎片,污泥碎片可作为新的核,重新形成颗粒污泥。图3显示厌氧颗粒污泥的二次成核过程。厌氧颗粒污泥化成果有着特殊意义,它能够很大程度地解决厌氧微生物处理工艺中的瓶颈问题,使得困扰多年的厌氧污泥流失、厌氧污泥的活性问题、厌氧处理启动问题,以及厌氧污泥产生的减量化等问题得以较好地解决。
图3 颗粒污泥碎片作为二次核的可能生长途径
a、b 颗粒中营养物充足;c 营养物在颗粒中心被用完;d 营养物被用完的区域扩大,颗粒强度减弱;e 颗粒在水的剪切力作用下破裂
在注重环境生物技术发展的今天,还应该注重传统优良处理方法的优化利用,如UASB在目前还是非常好的生物处理工艺,结合国青可以让它发挥更大的作用。现开发的圆筒式折流厌氧、高效厌氧反应器,为污水生物处理寻求到一种新的工艺,克服了现阶段厌氧处理中的许多缺点。
该工艺具有许多优点,它体现了厌氧生物处理中高浓度有机废水的优点,操作上充分考虑了可行性,不要求贵重的建材,基建方便可行,选址不受限制,可以建于地上也可建于地下,上面进行绿化,建羽毛球场等,产生的沼气可以回收利用。其优点体现在:
1、颗粒污泥形成方面 采用水流运动方向和污泥沉降方向形成一定夹角,动态过程中产生一定的剪力,有利于污泥破碎,形成新的内核。角度的大小由理论计算和实验获得;
2、颗粒污泥的保留方面 在厌氧反应器的适当部位采用一定孔径的网格,防止和阻止颗粒污泥的流失。
三、厌氧生物处理和好氧生物处理技术的综合比较
厌氧生物处理在环境保护中的作用如图4所示。厌氧生物处理技术具有许多优点,但不应该把厌氧处理和好氧处理对立起来,比较的目的是为了能发挥各自优势。达标处理或前处理工艺中都可以采用,要根据废水、废物的具体情况,选择更合适有效、维护方便、生产安全而稳定、基建成本和运行成本低的工艺技术。在处理工艺上,厌氧处理有其自身的优点,一定情况下可以发挥作用。
图4 厌氧处理为基础的环境保护、能源生产和综合利用体系
厌氧生物处理比好氧生物处理具有如下的优点。
厌氧工艺有机负荷是好氧工艺的5~10倍;合成生物量仅为好氧工艺的5%~20%;营养的需要量仅为好氧工艺的5%~20%;生物体的活性可保持数月甚至数年而无严重衰退;每去除1000kgCOD产生甲烷的能量为1260000KJ;无曝气能耗。好氧处理每去除1000kgCOD耗电500~1000kWh。
满足厌氧和好氧生物处理的情况下,成本核算或投资运行和管理费用等,厌氧生物处理也具有极大的优势。
厌氧生物技术的不断深入开发和研究,使厌氧生物处理有了更大的应用价值。
http://www.cepi.com.cn/experts/article/experts-thesis-water-xfy-0001.htm
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