第七章现代生物技术及环境污染治理.pptVIP

氧化塘内的生物学过程 藻类 细菌 衰亡细胞 CO2、NH3 H2O、PO43－ O2 流入污水 能沉淀的固体 处理出水 O2 风 阳光 （厌氧性） （兼性） 有机物 微生物 有机酸、醇等 微生物 CH4＋CO2＋NH3等 二、氧化塘内的生物组成 藻类：位于氧化塘的表层，常见的有：小球藻属、衣藻属、眼虫藻属等； 细菌：大量存在于氧化塘下层，在好气状态下，无色杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌等优势生长；在氧化塘底部的厌氧层还有硫酸还原菌和甲烷细菌。 微型动物：存在多种原生动物、轮虫、以及甲壳类等。 三、氧化塘的分类与功能 兼性塘（Facultative Pond） 塘深1.0～2.5m，上层DO充足，好氧微生物占优势；中层DO不足，兼性微生物占优势；下层厌氧微生物占优势。可应用于处理工业、农业废水和生活污水。 厌氧塘 塘深2m以上，厌氧微生物占主导，可接纳预处理各种高浓度有机工业废水。它后面通常还置有兼性塘和好氧塘。 曝气塘 塘深2～5m。机械曝气充氧。 精制塘 四、综合生物塘 综合生物塘是运用生态学原理，将各具体特点的生态单元，按照一定的比例和方式组合起来的具有污水净化和无污水资源化双重功能的新型稳定塘技术 综合生物塘净化生物学基础 水生维管束植物生态净化功能 藻-菌互生生态系统代谢活性 提高出水水质的生态学措施 综合生物塘工艺流程 进水 流程Ⅰ：处理BOD5150～200mg/L的污水，包括全部的生态单元，水力停留时间16.3d； 流程Ⅱ：处理BOD5100～150mg/L的污水，水力停留时间 11.5d ； 流程Ⅲ或Ⅳ ：处理BOD570～100mg/L的污水，水力停留时间4～5d； 沉砂 厌氧 植物 藻－菌 生态修饰 养殖 灌溉 出水 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 植物 藻菌 6.3 水生植物塘 一、以水生大型植物为基础的处理系统 污水 格栅 二级水生生物曝气塘 砂滤 反渗透 粒状炭柱 臭氧消毒 出水 二、全年运转途径 选择适宜的高等水生植物种类 营养膜技术 6.4 人工湿地处理系统 湿地 每年在足够长的时间内均具有浅的表面水层，能维持大型水生植物生长的生态系统 人工湿地 根据自然湿地模拟的人工生态系统，用于处理废水。 人工湿地处理系统优点 净化效率优于氧化塘；运转费用低；对废水处理厂难以去除的营养元素净化效果好。 应用实例 芦苇湿地处理系统：建有土壤处理和和水生生物处理 6.5 污水土地处理系统 污水土地处理系统（Land Treatment System） 利用土地及其中的微生物和植物根系对污染物的净化能力来处理已经经过预处理的污水或废水，同时利用其中的水分和肥分促进农作物、牧草或树木生长的工程设施。 一、污水土地处理系统的组成与类型 污水土地处理系统的组成 污水的预处理设施，污水的调节与储存设施，污水的输送、布水和控制系统，土地处理面积，排出水收集系统。 土地处理的净化机理 净化机理包括：土壤的过滤截留、物理和化学的吸附、化学分解、生物氧化以及植物和微生物的摄取等作用。 土地处理系统主要类型 地表漫流系统 慢速渗滤系统 快速渗滤系统 自然湿地系统 复合污水土地处理系统 二、土地处理系统与污灌的主要区别 1 土地处理系统要求对污水进行必要的预处理，去除污水中有害物质。 2 土地处理系统是按照全年连续运行的污水处理设施；污灌则是按照农作物的需要进行灌溉。 3 土地处理系统有完整的工程系统并可以调控，其底层防渗系统，有效的控制了污水对地下水可能造成的污染。 4 土地处理系统地面上种植的植物，以有利于污水处理的牧草、林木、青饲料等经济作物为主，不种植直接食用的农作物；污灌的土地常以粮食、蔬菜等农作物为主。 6.6 生态工程和生态农业 一、发展生态农业的必要性 长期以来农业的发展一只着眼于生产率存在很多问题 严重的水土流失和土壤侵蚀 化肥和农药用量越来越大 大量消耗石油能源 二、生态工程的能量平衡与物质循环分析基本方法 能量分析 物质循环分析 可制成酶布、酶片、酶柱等多种形式。 二、酶的分离提纯 动植物提取vs微生物提取 1 选育：根据需要筛选产酶量高并已于培养和分离提取的优良菌株。 2 发酵培养：按照微生物生长和生产的最适条件进行培养，即发酵过程。 3 分离提取：用盐析、等电电沉淀等方法对发酵液提纯。 4 菌种保存：将酶制品浓缩、结晶，并在低温下保存。 三、酶固定化方法 1 载体结合法 包括共价结合法、离子结合法、物理吸附法、生物特异结合法四种。 常用载体有：活性炭、多孔玻珠、高岭土、氧化铝等 2 交联法 利用戊二醛、等交联剂使酶与酶发生交联（多功能基团形成共价键）而进行固定。 3 包埋法 将酶包裹在凝胶格子或由半透明膜组成的胶囊中。A 格子型：硅胶、聚丙烯酰胺凝胶网格子中 B 微胶囊型：