环境生物技术

PS。还有一个有机固体废弃物生物转化沼气和有机固体发酵设备没整理出来PPT主题概念，请告知小蓉，好一起整理。还有仅供参考，不知道教师怎么考~~~~第一章绪论生物技术：以现代生命科学为根底，结合先进的工程技术手段及其他根底学科的科学原理，依据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到达某种目的。境生物技术。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〔如氧化塘、人工湿地、土地处理系统、农业生态工程等。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其次章有机污染物生物降解与转化原理生物氧化的方式与代谢的根本过程生物氧化的方式生物氧化过程依据末端电子受体不同，可分为：有氧呼吸：以分子氧作为末端电子受体的生物氧化过程。无氧呼吸：在无氧条件下进展的以无机氧化物作为末端电子受体的生物氧化过程。发酵：在无氧条件下进展的以有机物作为末端电子受体的生物氧化过程。有机污染物代谢的根本过程有机污染物代谢的根本过程包括：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。自然界中生物的有机物分解的代谢途径与产能〔略〕2.2.22.2.3多糖类的转化有机污染物生物降解的动力学通过争论基质浓度与降解速率之间的关系，提出两类常用的阅历模式：幂指数定律——不考虑微生物生长的基质降解模式；双曲线定律——考虑微生物生长的基质降解模式。幂指数定律dS依据幂指数定律，降解速率与基质的浓度ndt

kn式中，S为基质浓度；k为生物降解速率常数；n为反响级数。生成物的条件下转变为单一的生成物的条件n1，即一级反响，反响速率与基质的浓度成正比。反响速率与基质浓度的二次方成正比，为二级反响。双曲线定律 S m axK SS式中，µ-；µmax为微生物的最大比增长速率。单位为[时间]-1；Ks是饱和常数。是µ=µmax/2浓度，单位为浓度单位。时，比增长速率接近最大值，微生物的的比增长速率与基质浓度无关。共代谢的原理量、碳源或其他的任何养分物质。共代谢的原理：一种污染物可以被微生物转化为另一种有机物1〕、缺少进展反响是酶、中间产物的抑制作用、供给其他基质微生物对污染物的去毒与激活作用〔举例〕去毒作用是指污染物的分子构造发生转变，从而降低或去除其对敏感物种的有害性。激活作用是指无害的前体物质形成有毒产物的过程染。微生物对污染物的去毒作用促使活性分子转化为无毒产物的酶反响太长在细胞内进展。形成的产物通常有3种转二氧化碳的形式释放出来。常见污染物毒性的去除的形式：水解作用、羟基化作用、脱卤作用、去甲基与去烷基作用、甲基化、硝基复原、去氨基、醚键断裂、轭和作用。微生物的激活作用形式：脱卤作用、亚硝胺的形成、环化作用、硫代磷酸酯转化为磷酸酯、笨氧羧酸的代谢、硫醚的氧化、酯的水解、甲基化、去甲基化。激活类型：、典型的激活：毒性、迁移性、长久性增加2〕缓解：一种化合物A可以转化为更有毒的化合物B即激活；也可以转化为无毒化合C.第三章有机污染物的的生物降解途径1、不同链烃的降解途径的特点：短链烷烃比长链烷烃难降解；长链脂肪烃在好氧条件下易被多种微生物降解具有支链的烷烃很难降解2、脂肪烃化合物生物降解的特点：链烃比环烃易降解。直链烃比支链烃易降解，不饱和烃比饱和烃易降解当有机物主要分子链上的碳原子被其他元素取代时，对生物降解的阻抗性就会加强。氯环烷烃，其侧链简洁β氧化；有奇数碳原子正烷烃基侧链的环烷烃，其侧链甲基易羟化，然后被氧化为对应的算，在进展β氧化。一般来说，具有易失去电子的取代基〔如-OH、-COOH、-NH2〕的芳香族化合物要比具有易坏的电子的取代基〔如-NO2、-SO3H、卤代烃的芳香〕更易氧化代谢。>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生物处理危害：1．毒性效应转化为毒性更强的金属化合物。在介质间转移，对其他介质中的生物造成损害。从不同器官进入生物，发生选择性和非选择性积存，造成相应的损害。经过食物链的逐级放大，在较高的生物体内富集。生物处理原理与机制：1〕转化机制——降低其在环境中的转移性和生物利用性吸附机制——取决生物吸附剂本身的特性；金属对生物体的亲和性絮凝机制——〔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复原〔四〕微生物对重金属-有机络合物的生物降解第四章 微生物固定化技术固定化生物技术1、细胞固定化技术方法：吸附法、包埋法、交联法、载体截留法固定化酶的优点：1〕易于提纯 2)可重复利用 3)可以提高产物的产量4)有肯定的机械强度，便与机械化和自动化 5)廉价缺点：1〕酶的活力难免损失 2〕底物要求是水溶性3〕要有关心因子耐环境冲击。物浓度。固定化技术在水处理中的应用：有毒有害物质的降解；2〕避开生物量流失，延长生物在反响器中的停留时间3〕制造微环境，提高脱氮效果；4)削减剩余污泥产量。固定化生物膜技术的物质交换，降解废水中有机污染物的方法。1、载体选择的根本原则：1〕无毒性或抑制性2〕足够的机械强度3〕优良的稳定性4〕良好的外表带电特性5〕优越的物理性状2、方法：生物滤池、生物转盘、接触氧化法、生物流化床和微孔膜反响器五大类。3、生物膜形成的机理：废水中的有机分子向生物膜附着生长的载体外表运输废水中浮游微生物细胞在载体外表的不行逆吸附生长在生物膜内部的微生物对废水中养分物质的利用与氧化分解4、优点：1〕微生物多样性高 2〕生物膜各段的微生物类群不同3〕生物膜中的食物链较长 4〕具有较高的脱氮力量5)单位处理力量大 6〕系统维护便利 7〕系统运行稳定5、应用〔典型生物膜工艺举例〕第五章 好氧活性污泥法处理废水活性污泥：是由细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂在一起形成的具有很强吸附分解有机物力量的絮状体颗粒。特点：强的吸附力量；强的降解和氧化有机物力量；食物链长；沉降性能好活性污泥吸附作用的大小与哪些因素有关：微生物的活性程度；废水的性质、特征；反响器的类型。活性污泥的根本流程〔书P112〕第六章厌氧活性污泥法处理厌氧生物处理过程的生化反响动力学：优点：1〕厌氧废水处理技术本钱低、经济性好。2〕厌氧处理耗能少，产能大产泥量少剩余污泥脱水性能好 4)厌氧废水处理负荷高占地少反响体积小5)可以处理高浓度有机废水 6)对养分物的需求量少7〕厌氧方法的菌种沉降性能好，生物活性保存期长 8)设备简洁、易于操作影响因素：〕温度：嗜冷微生物5~2℃；嗜温微生物20~4℃；嗜热微生物42~7℃〕2〕PH：适宜PH范围为6.5~7.8 3〕氧化—复原电位养分物质与微量元素〔BOD:N:P=100:6:1〕 5)有毒物质厌氧处理过程的四个阶段：1〕水解阶段：简单的非溶解性聚合物转化为建大的溶解性单体或二聚体的过程。如淀粉在水体中被水解为葡萄糖，蛋白质被水解为二肽或氨基酸等。2〕〔即酸化菌的细胞内质。主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。产乙酸阶段：酸化产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及的细胞物质。产甲烷阶段：乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和的细胞物质。第七章生物脱氮除磷技术水中氮和磷的危害：中富含氮、磷等植物养分物质，造成水体富养分化，藻类及其他浮游生物快速生殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。〔P18〕4种：有机氮、氨氮、亚硝酸氮盐、硝酸氮盐①氨化作用：作用微生物很多，除细菌外还有各种霉菌，作用包括蛋白质分解、硝酸分解、其他含氮物质分解。②硝化作用第一步：NH4+NO2-，主要的亚硝化菌有亚硝化单胞菌；其次步：NO2-转化成NO3-，主要有硝化杆菌。NO2-或NO3-转化为N2或N2O，异养的兼性厌氧细菌以有机物作为电子供体，进展厌氧呼吸。生物除磷原理〔P193〕聚磷菌的作用机理：厌氧放磷，好氧聚磷形成PHBATP水解形成ADP.②好氧条件下，进展有氧呼吸。菌从外部摄取有机物，产生能量，与ADP结合形成ATP。聚磷菌的超量累计，集聚废水中的磷，聚磷菌与剩余污泥一起排解废水体系。第八章固体废物处理生物处理技术堆肥化与卫生填埋〔P215〕好氧堆肥的作用原理〔三个阶段：好氧堆肥过程应伴随着两次升温，将其分成三个阶段：起始阶段、高温阶段和熟化阶段。①起始阶段〔,1-3等，同时放出热量使温度上升，温度可达15~40℃。②高温阶段〔主发酵、一次发酵，3-8：耐高温细菌快速生殖，在有氧条件下，大局部较难降解的蛋白质、纤维等连续被氧化分解，同时放出大量热能，使温度上升至60~70℃。当有机物根本降解完，嗜热菌因缺乏养料而停顿生长，产热随之停顿。堆肥的温度渐渐下降，40℃，堆肥根本到达稳定，形成腐植质。③熟化阶段〔后发酵、二次发酵，需时20-30有机物〔包括死后的细菌残体〕而生长，将堆肥过程最终完成。第九章有机废气生物处理技术生物过滤塔〔附着生长系统〕生物滴滤塔生物洗涤塔〔悬浮生长系统〕比较生物过滤、生物滴滤、生物洗涤废气处理的特点：①废气或尾气〔挥发性或有毒有害气体在生物反响器中进展；②去除效率高；③投资少、运费低；④污染少；⑤能耗低第十章环境污染生物修复技术生物修复：也称生物整治、生物补救，是指利用微生物、植物或动物，吸取、转化受污染场地〔水体、土壤〕中的有机污染物或其他污染物，去除其毒性，使受污染场地恢复生态功能的一种生物处理过程。生物修复技术影响因素：〔的微生物生态构造；③受污染场地〔水体、土壤〕的环境因子生物修复的根本措施：①接种微生物或引种超级累植物；②添加养分物；③供给电子受体；④供给共代谢底物