现代生物技术与环境污染治理.ppt

四、可逆可溶性固定化酶酶在可溶状态下反应，反应后经简单操作可沉淀，回收利用。通过改变pH、温度等理化参数，或由金属离子的添加、去除等方法可获得可溶、不溶两种状态的天然及合成高分子物质，将酶共价键合于这些物质中即可产生可逆可溶性固定化酶。第31页,共59页，星期六，2024年，5月二、细胞的固定化方法自溶酶灭菌法：使细胞自溶酶失活，细胞及可重复使用。往往使细胞中其它酶系和自溶酶一起失活而不能广泛应用。絮凝吸附法：加入絮凝剂，被絮凝后的细胞再经冷冻或干燥处理后，可提高酶活性的稳定性和改善细胞壁的机械性能，是固定化细胞可以反复使用。第32页,共59页，星期六，2024年，5月固定化技术处理废水的优点处理效能高，成本低，稳定性高；可通过再培养恢复酶的相对活力。固定化技术处理废水目前存在的问题载体成本较高；固定化材料对传质过程有阻碍，使酶活性大多低于游离细胞。三、固定化技术处理废水第33页,共59页，星期六，2024年，5月工程实例用海藻酸钙包埋固定热带假丝酵母菌处理含酚废水运用多孔陶珠固定具脱色功能的混合菌细胞处理印染废水固定化藻细胞第34页,共59页，星期六，2024年，5月3.4废水进化生物强化技术一、废水净化生物强化技术概述生物强化技术（Bioaugmentation）或生物增强技术就是为了提高处理系统的处理能力，而向该系统中投加从自然界中筛选的优势种群并通过基因组合技术产生的高效菌种，以去除某一种或某一类有害物质，促进系统内生物处理效率的方法。普遍存在理论投菌法理论第35页,共59页，星期六，2024年，5月二、生物活液（LivingLiquorMicroorganism）生物活液：含有经过筛选的天然菌种或人工培植的变异菌种的生物制剂。生物活液的组成：芽孢杆菌、假单胞菌、亚硝化单胞菌、硝化杆菌、纤维单胞菌、气杆菌、红色假单胞菌。（以美国GES公司的LLMO为例）使用方法：将生物活液投在进厂的截流干管或进水井内。投加量根据进水水质并经过试验来确定。第36页,共59页，星期六，2024年，5月三、使用生物添加剂工程实例对生活污水的生物处理对印染废水的生物处理第37页,共59页，星期六，2024年，5月第五节发酵工程在环境污染治理中的应用第38页,共59页，星期六，2024年，5月5.1发酵的基本概念一、发酵（Fermentation）在微生物的产能代谢中，发酵指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。在发酵条件下，有机物只是部分被氧化，故发酵的结果只是积累某些有机物，产生多种多样的发酵产品。第39页,共59页，星期六，2024年，5月可发酵的底物有糖类、有机酸等，其中以微生物发酵葡萄糖（即乙醇发酵）最为重要。在微生物工业中，发酵术语指的是任何大规模过程，不管微生物代谢有或没有外源最终电子受体的情况下发生的氧化作用，可在有氧或无氧的条件下进行。微生物的工业发酵就是利用各种微生物不同的发酵特性，发酵生产众多有价值的发酵产品。第40页,共59页，星期六，2024年，5月二、发酵过程的四个阶段第一阶段：发酵原料的预处理发酵原料可以是薯类、谷类、有机废弃物等，预处理包括粗选、除杂、粉碎、蒸煮、水解等过程。第二阶段：发酵过程的准备发酵前必须进行微生物菌种种子的制备和发酵原料的无菌消毒。第三阶段：发酵过程包括厌氧发酵（如乙醇发酵和乳酸发酵等）和好氧发酵（如氨基酸发酵和抗生素发酵等）两种方法。第41页,共59页，星期六，2024年，5月第四阶段：产品的分离与纯化指从发酵液中制取符合质量指标的制品，可采用过滤、离心除杂、吸附、沉淀、蒸馏等方法对发酵液中的产品做进一步的提炼。第42页,共59页，星期六，2024年，5月5.2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物的快速堆肥第43页,共59页，星期六，2024年，5月第六节生态工程与污水处理系统第44页,共59页，星期六，2024年，5月6.1生态工程简介一、生态工程的定义及其应用生态工程（EcologicalEngineering）指由人工设计的、以生物种群为主要结构组分、具有一定功能的、宏观的、人为参与调控的工程系统。它可以是人工设计的一个群落、生态系统或更宏观的地域性生态空间。生态工程构建和运行的主要理论依据是生态学原理，同时在设计时还必须遵循社会规律和经济规律。第45页,共59页，星期六，2024年，5月环境生态工程的主要目的是为了保护生态环境，也有可能在保护环境的同时，通过良好的物质循环和能