环境生物技术复习..doc

生物技术：以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段及其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。 环境生物技术：应用于环境领域的生物技术 生物技术基本特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能 环境生物技术三个层次(应用)高层次是指以基因工程为主导的近现代污染防治生物技术；中层次是指传统的废物生物处理技术（如废水处理中的活性污泥法、生物膜法等）；低层次是指利用天然处理系统进行废物处理的技术（如氧化塘、人工湿地、土地处理系统、农业生态工程等）。3个层次均是污染治理不可或缺的生物技术手段，没有重要和不重要之分，有时难以确定界限。治理时需要3者组合。 环境生物技术的技术组成：环境污染治理基因工程技术；环境污染生物治理技术；环境污染生物修复技术；环境污染预防生物技术；环境生物监测技术；环境生物资源化技术 环境生物技术在环境中的应用： 环境生物技术研究内容可分为三个部分：一，以基因工程为主导的近代防治污染生物技术；二，以废物的生物处理为注意内容；三，主要包括氧化塘、人工湿地和农药生态工程等。 生物氧化的方式:1.有氧氧化：在有氧条件下，好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体，可将有机物基质完全氧化分解。2.无氧氧化：在无氧条件下，兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体，将燃料分子氧化分解。3.无氧呼吸：以无机物分子作为氢受体。4.厌氧发酵：以有机物作为最终氢受体。有机污染物代谢的基本过程包括：向基质接近、吸附在固体基质上、胞外酶的分泌、基质的跨膜运输、细胞内代谢。 自然界中生物有机物分解的代谢途径 好氧降解： 多糖类-单糖类 | 脂肪类-甘油+脂肪酸类 |--丙酮酸-氧化脱羧--乙酰-CoA-三羧酸循环-CO2+H20 蛋白质类-氨基酸类 | 木质素-芳香族单体 | 2.厌氧降解 第一阶段：水解发酵阶段： 多糖-（水解）-单糖-（糖酵解）-乙醇和脂肪酸 蛋白质-（水解）氨基酸-(脱氨基）-脂肪酸和氨 第二阶段：产氢、产乙酸阶段，由产氢产乙酸细菌将丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等转化为乙酸、H2和CO2。 第三阶段：产甲烷阶段，由产甲烷细菌利用乙酸、H2和CO2，产生甲烷。 共代谢只有在初级能源物质存在时才能进行的有机化合物的生物降解过程在搞清微生物降解环境污染物的能力和途径的基础上 ,应用现代基因工程技术 ,扩展微生物酶对基质的专一性和代谢途径 ,更有效地处理和降解各种污染物 ,更好地保护环境外生物质或异生物质有机磷酸盐长链苯氧基脂肪酸短链苯氧基脂肪酸单基取代苯氧基脂肪酸三基取代苯氧基脂肪酸硝基苯氯代烃类 重金属污染危害：1．毒性效应2．转化为毒性更强的金属化合物。3．在介质间转移，对其他介质中的生物造成伤害。4．从不同器官进入生物，发生选择性和非选择性积累，造成相应的损害。5．经过食物链的逐级放大，在较高的生物体内富集。 （一）微生物菌体对重金属的吸附（二）微生物对重金属的溶解（三）微生物对重金属的氧化还原四）微生物对重金属-有机络合物的生物降解运行正常的污水处理设施的活性污泥生物相 絮粒以菌胶团细菌为骨架，穿插生长一些丝状菌，但丝状菌数量远少于菌胶团细菌，未见游离细菌、微型动物以固着类纤毛虫为主，如钟虫、盖纤虫、累枝虫等；还可见到木盾纤虫在絮粒上爬动，偶尔还可看到少量的游动纤毛虫等，轮虫生长活跃。活性污泥法反应动力学可以定量或半定量地揭示系统内有机物降解、污泥增长、耗氧等作用与各项设计参数、运行参数以及环境因素之间的关系。主要包括： 基质降解的动力学，涉及基质降解与基质浓度、生物量等因素的关系； 微生物增长动力学，涉及微生物增长与基质浓度、生物量、增长常数等因素的关系； 还研究底物降解与生物量增长、底物降解与需氧、营养要求等的关系。 活性污泥性能和数量评价指标：1.废水中含有足够的营养物质，有适当的CNP比例。2.混合液中含有足够的溶解氧。3.活性污泥在反应器内呈悬浮状态，能够充分与废水接触4.避免对微生物有毒害作用的物质进入。5.活性污泥浓度保持适当。6.适当的ph7.适当水温8.有机负荷率 污泥膨胀的原因及对策 丝状菌污泥膨胀的原因1 进水1）原水中营养物质含量不足。2）原水中碳水化合物和可溶性物质含量高。3）硫化物含量高）进水波动2 反应器环境（1）温度。（2）溶解氧。（3）pH值。（4）BOD－污泥负荷。控制方法1 投加药剂法投加氧化剂Cl2或漂白粉投加H2O2O3 。2投加凝聚剂2 改善环境法控制污泥膨胀1 增设生物选择器我们可在曝气池之前设一个小池，局部地提高F/M值，或把曝气池前端设置成高负荷接触区，选择性地培养菌胶团细菌，使其成为优势菌种。2 采用SBR工艺3 回流污泥再生法非丝