7现代生物技术与环境污染治理.ppt

第七章 现代生物技术与环境污染治理 * 提纲 基因工程与环境污染生物治理 细胞工程与环境污染生物治理 酶工程与环境污染生物治理 发酵工程在环境污染生物治理中的应用 生态工程与污水处理系统 1 基因工程与环境污染生物治理 基因工程的基本过程 1 基因工程与环境污染生物治理 基因工程在环境污染的生物治理中的应用 降解卤代芳烃基因工程菌 分解尼龙寡聚物基因工程菌 分解多糖基因工程菌 抗金属基因工程菌 除草剂降解基因工程菌 2 细胞工程与环境污染生物治理 细胞工程的基本过程 2 细胞工程与环境污染生物治理 原生质体融合构建环境工程菌 苯环化合物降解菌 纤维素降解菌 3 酶工程与环境污染生物治理 固定化酶技术的基本方法 载体结合法（共价、离子、物理吸附、生物特异结合） 交联法 包埋法 逆胶束酶 复合法 3 酶工程与环境污染生物治理 固定化微生物的概念： 将酶活力强的微生物固定在载体上即成为固定化微生物，分死细胞固定和活细胞固定。 固定化微生物的特点： 稳定性好（耐冲击、耐毒、耐热、抗杂菌）； 降解有机物能力强（多酶体系，活力增强）； 适于管道化和连续化运行（酶不会丢失）。 3 酶工程与环境污染生物治理 固定化细胞技术的基本方法 自溶酶灭活法：使细胞中的自溶酶失活 絮凝吸附法：絮凝后细胞的机械性能得到加强 吸附法：依靠微生物细胞和载体表面的静电作用发生吸附 包埋法：将微生物包埋在琼脂等载体内 3 酶工程与环境污染生物治理 在污水处理中实际应用的固定化细胞技术 降解直链烷基苯磺酸钠（LAS） 固定化酵母细胞降解酚 固定化藻细胞在氧化塘中的应用 固定化产甲烷菌、固定化柠檬酸菌除重金属、固定化混合细菌对印染废水脱色等 3 酶工程与环境污染生物治理 废水净化生物强化技术 普遍存在理论：只要时间足够，就会自发产生最适合当地环境的菌群并成为优势种。 投菌法理论：自发产生的适应菌群未必能成为优势种，因此需要人工添加菌种（生物添加剂）。 4 发酵工程在环境污染生物治理中的应用 发酵基本过程 4 发酵工程在环境污染生物治理中的应用 发酵工程在环境污染治理中的应用 亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵 酵母循环系统 废纤维素的资源化 有机固体废弃物的快速堆肥 5 生态工程与污水处理系统 生态工程——定义——应用生态系统中物种共生与物质资源循环再生的原理，结合系统工程的最优化方法设计的分层多级利用物质的生产工艺系统 5 生态工程与污水处理系统 生态工程在环境污染生物治理中的应用 稳定塘 氧化塘、厌氧塘、曝气氧化塘等 综合生物塘 水生植物塘 格栅?生物曝气塘?砂滤?反渗透?活性碳?臭氧? 人工湿地处理系统 5 生态工程与污水处理系统 生态工程与生态农业 生态农业：一种能长期维持农业生产所依赖的环境质量和资源基础的农业生产体系。 面临的问题：水土流失、土壤侵蚀、化肥和农药用量增大、大量消耗石油能源 * * 现 代 生 物 技 术 微生物（发酵）工程(Micrology Engineering) 基因工程(Genetic Engineering) 细胞工程(Cell Engineering) 酶工程(Enzyme Engineering) 生化（蛋白质）工程(Protein E) 亲本选择 原生质体制备 原生质体融合 融合体再生与检出 化学诱导法 电融合法 种子扩大培养 培养基配制 空气除菌 培养基灭菌 发酵生产 下游处理 发酵设备 * *