6发酵工程与环保new
《发酵工程》课件
产物分离纯化的优化
分离纯化方法
常见的分离纯化方法包括过滤、离心、萃取、蒸馏、膜分离等。
优化策略
根据产物的性质和发酵液的特点，选择合适的分离纯化方法，并优化工艺参数，以提高产物的纯度和收率。
06
未来发酵工程的发展趋势
新技术应用与设备改进
生物信息学
利用生物信息学技术，对微生物基因组学、转录组学和蛋白质组学 进行深入研究，为发酵工程提供更精确的微生物代谢调控手段。
为防止发酵污染，应定期对菌种进行 纯化、复壮，严格控制培养基和设备 的灭菌温度和时间，加强发酵过程中 的监控和检测。
发酵效率的提高
影响因素
影响发酵效率的因素包括菌种特性、培养基成分、发酵温度、pH值、溶解氧浓度等。
优化方法
通过调整培养基成分、控制发酵温度、调节pH值、提高溶解氧浓度等方法，可以有效提高发酵效率。
合成生物学
利用合成生物学技术，设计和构建具有特定功能的微生物细胞工厂， 实现高效、定向的物质转化。
基因编辑技术
通过基因编辑技术，改造和优化微生物的代谢途径，提高发酵产物 的产量和品质。
可持续性与环保
1 2
节能减排
通过优化发酵工艺和设备，降低能源消耗和减少 废弃物排放，实现发酵工程的绿色可持续发展。
抗菌素
抗菌素是一类具有抗菌活性的物质，通过抑制或杀死病原微生物，达到防治病害 的目的。抗菌素在医疗、农业、食品工业等领域广泛应用。
其他发酵产物及其应用
柠檬酸
柠檬酸是发酵工程中重要的有机酸之一，主要用于食品、 化工、医药等领域。柠檬酸具有抗氧化、抗菌、提高口感 等作用。
氨基酸
氨基酸是蛋白质的基本组成单位，通过发酵工程生产出的 各种氨基酸，如谷氨酸、赖氨酸等，在食品、饲料、医药 等领域广泛应用。
发酵工程课件
05
发酵工程的未来发展
新技术应用
生物信息学
应用生物信息学技术，解析微生物基因组，发现新的代谢 途径和基因，提高发酵过程的效率和产物的质量。
01
代谢工程
通过代谢工程，改造微生物的代谢途径 ，提高目标产物的产量和纯度，降低副 产品的生成，优化发酵过程。
02
03
过程优化
利用先进的过程控制和优化技术，提 高发酵过程的稳定性和效率，减少能 源消耗和环境污染。
02
发酵工程的基本原理
微生物的代谢与生长
微生物的能量代谢
微生物通过分解底物获取能量，并合成细胞成 分。
微生物的生长
微生物在适宜的环境下生长繁殖，影响发酵过 程。
微生物的代谢产物
微生物在代谢过程中产生的有用物质。
微生物的生长环境与控制
要点一
微生物对环境条件的需求
如温度、湿度、pH值、氧气等。
要点二
发酵工程课件
目录
• 发酵工程概述 • 发酵工程的基本原理 • 发酵工程的应用领域 • 发酵工程的研究方法 • 发酵工程的未来发展 • 发酵工程实例分析
01
发酵工程概述
发酵工程的定义与特点
发酵工程定义
发酵工程是通过利用微生物的生长和 代谢活动生产各种有用物质的过程。
发酵工程特点
发酵工程具有高效、节能、环保等优 点，可生产出许多传统化学方法无法 合成的生物活性物质，如抗生素、氨 基酸、有机酸等。
微生物生长环境的控制
通过调节环境条件，促进有益微生物的生长和抑制有害微 生物的生长。
微生物的遗传与育种
微生物遗传学基础
DNA和RNA的结构与功能，基因组与基 因表达等。
VS
微生物育种技术
论述发酵工程在环境净化中的应用
论述发酵工程在环境净化中的应用
发酵工程是以发酵工艺及过程管理方式，将原料加工成有机社会生产中有价值的产品的工程。
环境净化技术中，发酵工程可以用来处理废水、废油、污水等有机废物。
一方面，发酵工程可以将复杂的有机物质分解，加快有机物的自然恢复，进而减少空气污染，改善环境质量。
另一方面，可以采用好氧发酵处理废水，将废水中的有机物有效分解，从而大大减少水污染。
此外，通过发酵处理，可以将废油及其他有机废物分解成有机酸和其他有用物质，减少空气中的有毒物质和其他污染物，改善环境质量。
总之，发酵工程在环境净化中起到了重要作用，不仅可以降低污染排放，而且可以有效地回收有用物质，发挥着绿色环保、节能减排的作用。
发酵工程在环境科学的应用
发酵工程在环境科学的应用
一、发酵工程的概念及内容
发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。
二、发酵工程的应用领域
发酵工程目前已经在很多领域得到了广泛应用，主要体现现在以下几个方面
1、在医药工业上的应用：基于发酵工程技术，开发了种类繁多的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素－
2、抗血友病因子等。
2、在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。
3、在环境科学领域的应用：污水处理中微生物的强化。
三、发酵工程在环境科学的应用
随着社会的不断发展和科学技术的不断创新,发酵工程在环境保护中的应用逐渐引起了人们的关注。
同时由于其在环境保护为人们营造了一个更为健康的生活环境,因而在我国经济不断发展的背景下,我国相关部门应采取相应的过程中大力推动发酵工程在环境保护中的进一步应用。
近年来，利用现代发酵及分离技术对大量的农作物麸皮、壳和秸杆以及各种果渣等有机废渣资源进行深层次的研究开发，从而获得高活性、高附加值的天然功能产品，引起了各国学者的广泛重视，其中以有机废渣为基本培养基，选择合适的微生物菌株(酵母、真菌或细菌)进行固态发酵，以获得高附加值的微生物代谢物。
发酵工程在环境保护中的应用探讨
发酵工程在环境保护中的应用探讨发布时间：2021-07-27T14:56:18.257Z 来源：《基层建设》2021年第13期作者：朱娟[导读] 摘要：随着我国经济建设的持续发展，环境保护也逐步提上日程，得到了众多专家学者的重视。
湖南鑫恒环境科技有限公司摘要：随着我国经济建设的持续发展，环境保护也逐步提上日程，得到了众多专家学者的重视。
在环境保护工作中，发酵工程无疑是其中的重点内容，其在环境保护当中的应用已受到了较多的关注。
我国政府相关部门也采取了一定的措施来推动发酵工程在环境保护中的运用。
本文主要对其在环境保护中的应用做阐述。
关键词：发酵工程；环境保护；应用一、引言在自然界中，存在一系列的微生物种群，它们在整个生物圈的循环当中，能起到一定的分解作用，有利于生物圈的循环与稳定。
微生物借助发酵能够降解物质，从而实现能量的转化。
现阶段，业界对微生物发酵已经做了大量的研讨，并基本形成一定的结论：微生物在发酵过程中所生成的物质，如果采用一定的程序对其进行有效的处理，可以切实提高整个发酵工程的生产效益，而且还能在此基础上实现废物资源的合理化利用，使整个工程的运行成本能够稳步降低，从而达到环境保护的最终目的。
图1为发酵器械。
图1：发酵器械二、发酵工程概念微生物在进行有机物分解的整个环节会生成乙醇、二氧化碳以及乳酸，这个环节其实就是发酵。
发酵必须与微生物酶共同作用方能够发挥出其作用，而微生物酶则可以为微生物输送维持生命的能量。
一般来讲，在工业生产的环节当中的发酵主要是指借助生物的生命活动来推动工业生产的顺利进行。
发酵工程主要是通过运用合理的方式，结合活性离体酶所发挥出来的功能，以此生成出一定的产品，或者通过借助微生物的独特作用来控制工业生产当中的某一特定环节。
大多数环境下，市场中国人比较了解的发酵工程，主要是通过借助酵母菌的作用来生产酒精、啤酒等产品，还有便是借助真菌的作用来制造医药用品。
在现阶段我国科学技术持续深化发展的背景下，发酵技术也获得了长足的进步，生物领域的专家已经逐步能够实现对微生物的控制，发酵工程在当下生物技术的发展中拥有十分广阔的未来。
发酵工程在环境保护中的应用探讨
发酵工程在环境保护中的应用探讨随着社会的不断发展和科学技术的不断创新，发酵工程在环境保护中的应用逐渐引起了人们的关注。
同时由于其在环境保护为人们营造了一个更为健康的生活环境，因而在我国经济不断发展的背景下，我国相关部门应采取相应的过程中大力推动发酵工程在环境保护中的进一步应用。
本文从发酵工程的应用的分析入手，并详细的阐述了发酵工程在环境中的应用前景及展望，旨在其能推动我国环境保护措施的进一步创新与发展。
标签：发酵工程；环境保护；应用前言：近年来人们提高了对微生物发酵的研究，微生物在发酵的过程中可以产生新的产物，因此在现代化的环境保护中人们开始利用生物发酵的特点来改善传统的环境保护的方法及措施，最终促使我国环境保护工作的实效性能得到显著的提高。
以下就是对发酵工程在环境保护中的应用的详细阐述，望其能为我国环境保护工程的实施提供有利的文字参考的同时，有效提高人们的生活环境质量。
一、发酵工程的应用（一）亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵就目前的现状来看，发酵工程在环境保护中的应用面积越来越高，而亚硫酸盐纸浆废液乙醇发酵在现代环境保护中的应用最为广泛。
糖类在亚硫酸盐纸浆废液中占着较高的比例，因而由于亚硫酸盐纸浆废液自身固有的特点导致其在发酵的过程中会产生一定的乙醇。
通过将亚硫酸盐纸浆废液应用于环境保護中可以较好的达到空气净化的目的。
但是在对其进行应用的过程中，要求操控人员要对其进行预处理，以便达到最佳的空气净化的效果[1]。
（二）酵母循环系统发酵工程在现代环境保护的应用中还包括对酵母循环系统的应用，在对酵母循环系统的应用中可以大大提高废水处理的实效性。
同时酵母循环系统的有效应用不仅改善了现代生态环境，同时也解决了传统水污染处理中存在的无法对活性污泥进行彻底清除的问题。
其次，酵母循环系统与其他的系统相比废水处理效果要更为明显，同时其在有效保证废水处理质量时，也可有效缩短废水处理所需消耗的时间。
再次，由于酵母循环系统在对废水进行处理的过程中不需再添加任何的药剂，因此大大降低了环境保护工程中的资金投入量。
《微生物与发酵工程》第11章 发酵工程在新型能源及环境保护方面的应用(43P)
流化床 (Fluidized Bed, FB)和膨胀床(Expanded Bed, EB) 内部亦有惰性填充物增加比表面积，参见图11-10.
图11-10 流化床和膨胀床
三、厌氧消化器的类别
5. 其它沼气发酵工艺
如两段式沼气发酵工艺等参见教材P308. 此部分内容另参见教材P314厌氧处理法
– 化学需氧量(COD)是用强氧化剂(K2Cr2O7或 KMnO4)使污染物氧化所需要的氧量，能被氧 化的有机物无机物均包括在内。测定结果分 别标记CODCr或CODMn。
一、污水处理的基本原理和概念
– 生化需氧量(BOD)是指微生物在有足够溶解氧 存在条件下分解有机质过程所消耗的氧量。 常用为BOD5，即5日生化需氧量，表示在 20℃下培养5日，1升水中溶解氧之减少量。
图11-8 内循环(IC)厌氧反应器器
不完善的二类厌氧消化器
4. 附着膜型消化器
1. 厌氧滤器(AF)
厌氧滤器(Anerobic Filter, AF)是一种内部安装了惰性 介质的厌氧消化器，参见图11-9.
图11-9 厌氧滤器(AF)示意图
三、厌氧消化器的类别
膨胀颗粒污泥床 (Expanded Granular Sludge Bed，EGSB) 是 20世纪90年代荷兰人 Lettinga在UASB基础 上改进研发的高效厌 氧消化反应器，参见 图11-7.
图11-7 膨胀颗粒污泥床
三、厌氧消化器的类别
4. 内循环(IC)厌氧反应器
内循环(Internal Circulation)厌氧反应器是当代水处理 技术中使用的新型高效厌氧消化反应器，参见图11-8.
三、厌氧消化器的类别
3. 塞流式消化器
发酵工程重要知识点的教学体会
发酵工程重要知识点的教学体会1. 引言1.1 发酵工程的重要性发酵工程是生物技术领域中至关重要的一门学科，它利用微生物进行生物转化，产生各种有用的化合物和能量。
发酵工程的重要性体现在多个方面：发酵工程在食品、医药、环保等领域都有着广泛的应用，可以生产出大量的酶、抗生素、酒精等产品，对人类的生活和健康起到了至关重要的作用。
发酵工程还在能源生产、生物资源利用等领域有着重要的贡献，可以为人类提供新的能源来源和资源利用途径。
发酵工程还可以帮助解决环境问题，如生物除污、废弃物处理等，对保护环境起到积极的作用。
发酵工程的重要性不仅体现在产品的生产和能源的利用上，更体现在对人类生活、环境及资源的可持续发展方面。
开展发酵工程相关的教学对培养学生的专业能力和创新意识至关重要，有助于提高学生的综合素质和就业竞争力。
1.2 开展相关教学的意义1. 提高学生的专业素养和技能水平。
通过开展发酵工程相关教学，可以帮助学生深入了解发酵工程的基本原理和应用领域，掌握发酵工程的实践操作技能，从而提升其在这一领域的专业素养和技能水平。
2. 培养学生的创新思维和动手能力。
发酵工程是一个涉及多学科知识和技能的领域，开展相关教学可以激发学生的探索欲望和创新意识，培养其动手能力和解决问题的能力。
3. 增强学生的就业竞争力。
随着发酵工程在生物工程、食品工业、医药行业等领域的广泛应用，具备发酵工程知识和技能的毕业生将会具有更大的就业竞争力，有更多的就业机会和发展空间。
4. 推动发酵工程的发展和技术创新。
通过开展相关教学，可以培养更多具有发酵工程专业知识和技能的人才，推动发酵工程的技术创新和发展，为社会和经济的发展做出贡献。
2. 正文2.1 发酵工程的基本原理发酵工程的基本原理是指在一定条件下，利用微生物或酶的作用将有机物质转化为需要的产物的过程。
发酵工程的基本原理主要包括以下几个方面：1. 微生物的生长与代谢：微生物是发酵工程中不可或缺的参与者，其生长与代谢过程对发酵过程起着至关重要的作用。
发酵工程在环境保护中的应用探讨_李晓楼
科技信息自然界存在着丰富的微生物种群，在生物圈物质循环中着重充当分解者的角色。
微生物通过发酵作用，可以对物质进行降解与转化，一方面合成自身细胞成分，另一方面，产生新的有用的产品。
因此，利用微生物发酵工程的原理与技术，净化和处理环境污染物，可以实现废物资源化，提高整体工艺的效益，降低运行成本，同时达到减轻环境污染，保护环境的目的。
本文阐述了发酵的概念和特点，分析了发酵工程的基本原理和过程，探讨了发酵工程在环境保护中的应用，展望了其在环境保护中的应用前景，为环保工作者提供思考。
1、发酵的概念发酵是微生物分解有机物，产生乳酸或乙醇和二氧化碳的过程，发酵必须依靠微生物酶的参与，并为微生物提供细胞生命活动所需的能量和各种细胞结构物质。
广义上的发酵是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式；狭义上的发酵是微生物呼吸作用的一种类型，是指微生物在厌氧条件下，以体内的某些有机物作为最终氢（电子）受体的产能过程；工业上的发酵是泛指一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产过程。
2、发酵的特点2.1发酵条件温和发酵过程一般来说都是微生物及其酶作用下的生物化学反应，通常在常温常压下进行，其反应条件也比较简单温和，而发酵工程的三大过程要素是温度、pH值和氧气，因此发酵的过程要素条件一般比较容易控制。
2.2发酵原料广泛发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，还可以用许多环境中的废弃物，因此发酵原料来源广泛。
同时原料中只要加入少量的有机和无机氮源就可进行微生物发酵反应，加之微生物种类多，代谢旺盛，代谢途径多样，具有共代谢作用等。
正是由于微生物的这些特性，可以充分利用废水和废物中的有机物作为发酵的原料进行污染物的降解利用和资源化，达到废物资源化和环境保护的目的。
2.3发酵专一性强发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的，更确切地讲，是通过微生物的酶来调节的，由于微生物的遗传特性及其酶的专一性，因此，发酵反应的专一性强，因而可以得到较为单—的发酵代谢产物。
发酵技术在环境修复与资源回收中的应用潜力
发酵技术在环境修复与资源回收中的应用潜力发酵技术是一种利用微生物的代谢作用来完成物质转化的方法，广泛应用于食品加工和制药工业中。
然而，近年来，人们逐渐认识到发酵技术在环境修复和资源回收领域中的潜力。
本文将重点探讨发酵技术在环境修复和资源回收中的应用潜力，并探索未来的发展方向。
首先，发酵技术在环境修复中具有广泛应用的潜力。
发酵过程中产生的各类酶可以有效降解各类有机废弃物，如工业废水、农田污染和城市垃圾等。
例如，在工业废水处理中，通过微生物的发酵作用，可以有效地将废水中的有机物分解为无机物，降低其对水环境的污染。
此外，发酵技术还可以用来处理大规模的有机固体废弃物，如城市垃圾和农田秸秆等。
通过将这些废弃物送入发酵系统，可以有效地将其转化为有机肥料或生物质燃料，从而实现资源的回收和再利用。
其次，发酵技术在资源回收方面也有很大的潜力。
随着人口的增长和经济的快速发展，资源的需求呈现出不断增加的趋势。
然而，许多资源的开采和利用过程会对环境造成严重的污染，如石油的开采和化石燃料的燃烧等。
发酵技术可以用来回收和利用这些资源，从而减少对自然资源的依赖。
例如，通过发酵技术可以将有机废物转化为生物质燃料，替代传统的石油和煤炭燃料。
此外，发酵技术还可以用来回收和利用废弃物中的有机物质，如废旧纸张和废弃农产品等。
通过将这些废弃物送入发酵系统，可以将其转化为有机肥料或生物质燃料，实现资源的循环利用。
然而，发酵技术在环境修复和资源回收领域的应用还面临一些挑战和限制。
首先，发酵过程中会产生大量的废水和废气，其中含有有毒物质和有害物质。
这些废水和废气的处理和排放需要额外的成本和技术支持。
其次，发酵技术的应用还受到微生物菌种的限制。
不同的废弃物和资源需要不同的菌种来完成降解和转化过程。
因此，寻找适合的菌种和优化发酵条件是一个具有挑战性的任务。
最后，发酵技术的规模化应用还需要建立完善的产业链和配套设施，这需要政府、企业和科研机构的共同努力。
发酵工业与环境保护
（一）好氧生物处理
1、土地处理法：将污水注入透水性好的土地 2、生物膜法：
生物滤池法：连续喷淋通过较大滤材组成的滤层
和滤材表面的生物膜接触进行生化作用。
接触氧化法：将生长有生物膜的填充物质固定在装置内，
通过底部曝气方法使间歇中的水向上流动，达到处理的目 的。
生物转盘法：将生物固定在装有水平轴的垂直圆盘上生长，
1）厌氧生物滤池：淹没式固定滤床，废水由底部
流入，在上升通过滤床过程中有机物被降解， 产生的沼气由顶部排出，处理后的出水从装置 上部排出，多余生物膜自行脱落排出。 2）厌氧流化床：当通过附有厌氧颗粒截体或颗粒 污泥床的废水水流速度增大到一定程度时，使 颗粒成流化状态，有利于有机物降解。
（三）特殊处理
• 特别适合于溶解的、胶体的有机物（因为不可直 接沉淀去除）。
1）活性污泥法机制：
活性污泥法：
分为三个阶段： 吸附阶段
氧化阶段
絮状体形成与凝集沉淀阶段
影响因素：
1、温度：参与活性污泥处理的微生物，多属嗜温菌，其适宜温度
在10～45摄氏度，为安全计，一般将活性污泥处理的温度控制在15～35摄氏度 ，低于5摄氏度微生物生长缓慢。
治污意义
变废为宝 • 从发酵工艺废液中可以提出蛋白饲料，制 取沼气能源 • 厌氧消化的污泥可以用作优利用生物（即细菌、霉以及原生动 物）的代谢作用处理各种废水、污水和粪尿的方法 。生物处理法可大致分为利用好氧微生物的好氧处 理法与利用厌氧微生物的厌氧处理法两类。
2、“有毒物质”：是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些
无机质及有机质，主要有重金属离子（如锌，铜，镍，铅，铬等）和一些非金
属化合物（如酚，醛，氰化物，硫化物等）。 有毒物质对微生物毒害作用。
发酵工程在环境保护中的应用探讨
Construction &DesignForProject工程建设与设计【作者简介】王晓（1983~），男，山东乳山人，工程师，从事生物化工及发酵工程研究。
1引言在大自然中有许多微生物种群，这些微生物种群在生物圈的循环中发挥着分解者的重要作用。
在发酵的作用下，微生物可以进行物质的降解，进行能量转化，随着人们对微生物发酵研究力度的加大，微生物在发酵过程中产生的物质经过处理和净化，不仅能提升发酵工程的整体效益，还能实现废物资源的有效转化，降低工程运行成本，起到保护环境、提高生活质量的作用。
2发酵工程概念微生物在分解有机物的过程中，会产生乙醇、二氧化碳或者乳酸，即发酵过程。
发酵离不开微生物酶，微生物酶能够给微生物提供细胞生命需要的各种物质和能量。
而在工业领域提到的发酵指的是所有依赖于生物的生命活动来进行的工业生产过程[1]。
发酵工程，指的是利用一定的技术和方法，在生物活性离体酶的功能作用下，生产出生物产品，也可以利用微生物对工业生产的某些环节进行控制。
通常情况下，人们熟悉的发酵工程中利用酵母菌制造的产品有酒精、啤酒，由乳酸菌发酵生产的有酸奶；利用真菌进行生产的包括青霉素等产品。
随着当前技术的不断发展，发酵技术也有了很大的提高，人们已经开始能够改造和控制微生物。
可以说，发酵工程在现代生物技术中占有重要的地位，有着广阔的发展前景，在各行各业都得到了广泛的应用，如胰岛素、生长激素等都是利用微生物发酵制造的药品。
3发酵原理及特点3.1发酵原理发酵的原理是在培养基中对单一菌种进行培养，在优良菌种开始发酵过程中，需要对一些有杂质的菌进行防治，这是十分重要的环节。
优良菌种是发酵能否创造良好效益的根本条件，因此，要选择合理的培养菌种的方法，才能使菌种的性能稳定。
此外，防治杂菌的工作更不能忽视，除了要对设备进行必要的过滤和消毒，还要在选择在无菌条件下开展，整个发酵过程中要始终贯穿无菌的概念和操作[2]。
3.2发酵的特点发酵主要以可再生资源为原料，具有反应条件温和、发酵原料广泛、发酵专一性强等特点，能通过化学方法生产性能优异的产品，且投资较少。
发酵技术在环境保护与修复中的应用前景展望
发酵技术在环境保护与修复中的应用前景展望发酵技术是一种将微生物应用于生产过程中的技术，它广泛应用于食品、饮料、化妆品等各个领域。
然而，随着人们对环境问题的关注日益增加，发酵技术继续发展并在环境保护和修复中发挥重要作用的前景也变得越来越明显。
首先，发酵技术可以应用于废水处理和污染物降解。
废水处理是当前环境保护领域面临的重要问题之一。
传统的废水处理方法不仅成本高昂，而且处理效果不理想。
而利用微生物的发酵技术可以高效地分解有机废水中的有害物质，使其得到有效处理和降解。
此外，发酵技术还可以应用于污染土壤的修复。
通过利用微生物对土壤中有害污染物的降解能力，可以迅速恢复土壤的健康状况。
其次，发酵技术在固体废物处理和资源回收方面也具有广阔的应用前景。
当前，世界各地都面临固体废物处理难题。
传统的处理方法往往会产生大量的二氧化碳排放，对环境造成进一步的伤害。
而利用发酵技术可以将废物转化为有机肥料和其他有价值的产品。
例如，利用厨余垃圾进行发酵处理可以得到高质量的有机肥料，这样不仅可以减少养分的浪费，还可以解决农业生产中的土壤肥力问题。
此外，发酵技术还可以应用于能源生产领域。
目前，全球正在积极推动新能源的开发和利用。
而发酵技术可以利用微生物对有机废物的发酵产生生物气体，可以提供可再生的清洁能源。
同时，利用发酵技术生产生物燃料也可以减少对化石燃料的依赖，减少温室气体的排放，从而更具环境友好性。
另外，发酵技术还可以应用于生物多样性保护和生态系统修复。
由于人类的活动，许多生物物种面临灭绝的威胁。
而通过发酵技术，可以研发出针对特定生物物种的生物肥料和生物防治产品，以增强生物物种的生存能力。
此外，发酵技术还可以用于恢复破坏的生态系统，通过改变土壤微生物的组成和功能恢复生态系统的稳定性。
总的来说，发酵技术在环境保护和修复中有广泛的应用前景。
它不仅可以高效地处理废水和固体废物，还可以生产可再生能源和有机肥料，保护生物多样性和修复生态系统。
6发酵工程与环保new
第六讲发酵工程与环保色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、佛罗里达湾的赤潮日本湾的赤潮③环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。
发生赤潮的生物类型主要为藻类，目前已发现有63种浮游生赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，而且对人类健康甚至生命都有影响。
主要包括两个方面：①引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海；②有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则会导致中毒甚至死亡。
太湖赤潮的遥感图像2007年厦门海域赤潮深圳海域的赤潮多发区和多发地段2000年9-10月发生于大鹏湾的赤潮2000～2001年深圳海域共发生赤潮16起。
微生物活菌剂的用法：①液体活菌剂直接加入到待处理污染物中；②活化后使用世界上已从自然界中筛选的菌种有：①降解有毒、有害有机污染物的微生物，如食酚菌、分解氰化物、苯系化合物、萘、菲、蒽、沥青等的微生物；②适应极端环境的微生物，如嗜热菌、嗜冷菌，嗜酸菌、嗜碱菌、嗜盐菌和耐压菌；③降解农药，如2，4—D、对硫磷、乐果等的微生物；④分解难降解污染物，如废塑料、尼龙的微生物；⑤除臭菌。
一、被污染环境的生物修复生物修复（Bioremediation），也称生物整治、生物恢复、生态修复或生态恢复，是指利用处理系统中的生物，主要是微生物的代谢活动来减少污染现场污染物的浓度或使其无害化的过程。
这种技术的最大特点是可以对大面积的污染环境进行治理，目前所处理的对象主要是石油污染及农田农药污染。
生物修复最成功的例子是对阿拉斯加海岸线的石油污染的生物修复，经处理后，使得近百公里海岸的环境得到改善。
二、失调后生态系统的平衡生态系统是由各类生物共同组成的生物群落（bioflora）或生物系统（livingthings’system）与环境系统构成的具有一定结构和功能的一个不断更新和变化的开放系统。
这个系统需要不断从外界获取物质和能量，经生理代谢过程又向环境放出物质和能量，处于相对的动态平衡之中。
发酵工程与环境保护的综述
发酵工程与环境保护的综述[摘要]： 20世纪中叶以来，环境问题已经成为整个地球的一大危机，人类赖以生存和发展的环境受到了严峻挑战，资源的迅猛开发与滥采滥用，使其日益枯竭，生态环境遭到了严重破坏，造成了各种污染事故频频发生。
本文阐述了发酵的概念、特点，分析了发酵工程的基本原理和过程，探讨了发酵工程在环境保护中的应用，展望了其在环境保护中的应用前景，为环保工作者提供思考。
[关键词]：发酵工程发酵环境保护微生物自然界存在着丰富的微生物种群，在生物圈物质循环中着重充当分解者的角色。
微生物通过发酵作用，可以对物质进行降解与转化，一方面合成自身细胞成分，另一方面，产生新的有用的产品。
因此，利用微生物发酵工程的原理与技术，净化和处理环境污染物，可以实现废物资源化，提高整体工艺的效益，降低运行成本，同时达到减轻环境污染，保护环境的目的。
本文阐述了发酵的概念和特点，分析了发酵工程的基本原理和过程，探讨了发酵工程在环境保护中的应用，展望了其在环境保护中的应用前景，为环保工作者提供思考。
一、发酵的概念发酵是微生物分解有机物，产生乳酸或乙醇和二氧化碳的过程，发酵必须依靠微生物酶的参与，并为微生物提供细胞生命活动所需的能量和各种细胞结构物质。
广义上的发酵是指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产方式；狭义上的发酵是微生物呼吸作用的一种类型，是指微生物在厌氧条件下，以体内的某些有机物作为最终氢（电子）受体的产能过程；工业上的发酵是泛指一切依靠微生物的生命活动而实现的工业生产过程。
二、发酵的特点发酵条件温和、发酵原料广泛、发酵专一性强第四、发酵的高效性、发酵的创新性、三、发酵工程的原理发酵的基本原理是单一菌种在培养基中的纯培养，因此优良菌种的选育和发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。
优良菌种的选育是发酵取得良好效益的关键，因此必须采取合理的菌种选育方法，获得性能优良稳定的菌种。
此外，发酵过程杂菌防治是生产成败的关键，除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外，反应必须在无菌条件下进行。
发酵工程在环境污染治理中的应用幻灯片PPT
Founded in 1895
发酵工业回忆
• 几千年前，人类开场酿酒、制酱、制奶酪等 • 1675年，列文虎克创造了显微镜，观察到了微生物 • 巴斯德证明酒精发酵是由于酵母菌引起的，发酵现象是由微
生物所进展的化学反响 • 柯赫建立了单种微生物的别离和纯培养技术，新的发酵产品
不断出现，以固态发酵和浅层液态发酵为主 • 上世纪40年代，抗生素大规模深层发酵工艺建立 • 随着新型发酵设备、发酵工艺和育种技术的开展，现代发酵
1 发酵工程概述
• 发酵工程是现代生物技术的重要组成局部，是生物技 术产业化的重要环节
• 发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学的根 本原理有机地结合起来，利用微生物的生长和代谢活 动来生产各种有用物质的工程技术，又称微生物工程
• 发酵是指利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动 来制备微生物菌体或其他代谢产物的过程，目前也扩 展为培养生物细胞〔动植物细胞和微生物细胞〕来制 得产物的所有过程
连续发酵的优点
• 操作条件的稳定有利于微生物的生长代谢，从而使产 率和产品质量也相应保持稳定
• 机械化和自动化能降低劳动强度 • 减少非生产占用时间，提高设备利用率 • 细胞生长状态一致，产物生产的持续性好 • 生产同样量产物所需生物反响器比分批发酵的小 • 测量仪器探头寿命延长 • 过程优化容易，有效提高发酵效率
酵与性能测定等
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菌 种 别 离 纯 化 及 筛 选 步 骤
Founded in 1895
自然选育
• 不经过人工诱变，利用微生物的自然突变进展菌种选 育的过程称为自然选育
• 变异的实质是DNA序列的变化 • 自然突变的原因 • 宇宙射线、短波辐射、诱变物质等 • 碱基的互变异构作用，造成配对错误 • 自然突变的几率大约是10-9～10-8 • 自然突变可能导致菌种退化或对生产有益的转化 • 效率较低，容易退化
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第六讲发酵工程与环保
色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、
佛罗里达湾的赤潮
日本湾的赤潮
③环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。
发生赤潮的生物类型主要为藻类，目前已发现有63种浮游生
赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，而且对人类健康甚至生命都有影响。
主要包括两个方面：①引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海；
②有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则会导致中毒甚至死亡。
太湖赤潮的遥感图像
2007年厦门海域赤潮
深圳海域的赤潮多发区和多发地段
2000年9-10月发生于大鹏湾的赤潮
2000～2001年深圳海域共发生赤潮16起。
微生物活菌剂的用法：
①液体活菌剂直接加入到待处理污染物中；
②活化后使用
世界上已从自然界中筛选的菌种有：
①降解有毒、有害有机污染物的微生物，如食酚菌、分解氰化
物、苯系化合物、萘、菲、蒽、沥青等的微生物；
②适应极端环境的微生物，如嗜热菌、嗜冷菌，嗜酸菌、嗜碱
菌、嗜盐菌和耐压菌；
③降解农药，如2，4—D、对硫磷、乐果等的微生物；
④分解难降解污染物，如废塑料、尼龙的微生物；
⑤除臭菌。
一、被污染环境的生物修复
生物修复（Bioremediation），也称生物整治、生物恢
复、生态修复或生态恢复，是指利用处理系统中的生物，主
要是微生物的代谢活动来减少污染现场污染物的浓度或使其
无害化的过程。
这种技术的最大特点是可以对大面积的污染环境进行治
理，目前所处理的对象主要是石油污染及农田农药污染。
生
物修复最成功的例子是对阿拉斯加海岸线的石油污染的生物
修复，经处理后，使得近百公里海岸的环境得到改善。
二、失调后生态系统的平衡
生态系统是由各类生物共同组成的生物群落（bioflora）或生物系统（livingthings’system）与环境系统构成的具有一定结构和功能的一个不断更新和变化的开放系统。
这个系统需要不断从外界获取物质和能量，经生理代谢过程又向环境放出物质和能量，处于相对的动态平衡之中。
这个过程与具体的时间和空间相关联，并能在一定程度和范围内进行自我调节和控制。
生态系统中各组分之间及其与环境之间不断进行着的物质、能量和信息的交换，通常以“流”（Current）的形式（物质流、能量流、信息流）来定量表述强度。
任一组分状态变化如果超出了生态系统本身的调节能力范围，将造成生态系统平衡的失调，甚至造成整个系统功能的丧失。
例如现在频繁发生的“赤潮”和“水华”两种现象，就是生态系统平衡失调而引起的结果。
•垃圾焚烧同样也存在火灾的隐患，同时焚烧
时还会产生大量废气，造成对环境的再次污
染，我们称这种污染为二次污染。
•较好的物理方法是利用垃圾发电。
这在发达
国家是一种比较普遍采用的处理城市垃圾的
方法，我国也建立了几座垃圾发电厂，但目
前在我国还不能普遍推广，因为成本很高。
•引入具有特定功能的微生物，进行好氧处理
或厌氧发酵，加速发酵过程，同时还可以收
集所产生的沼气。
经过充分发酵后的垃圾是
一种很好的农业肥料。
（2）活性污泥的组成
①具有代谢功能的活性微生物群体；
②微生物内源代谢、自身氧化的残留物；
③由原污水挟入的难降解的惰性有机物；
④由污水挟入的无机物
（3）净化过程与作用机制
①初期吸附去除
②微生物的代谢作用
③活性污泥的沉淀分离（4）好氧活性污泥处理系统AB法污水处理流程：
2、好氧生物膜法
（1）生物膜及形成
（2）作用机制
3、废水厌氧消化机制
1979年，Bryant提出厌氧消化三段理论。
（三）废水微生物脱氮1、消化作用与反消化作用
2、污水生物脱氮工艺流程
（四）废水微生物降磷1、降磷的微生物聚磷菌2、除磷的生物化学机制
（1）厌氧放磷过程
3、污水生物除磷工艺
A/O系统包括活性污泥反应池和标准二次沉淀池
反应池分为厌氧区和好氧区，厌氧区占20％
厌氧区停留0.5~1.0h，好氧区停留1.5~2.5h
（五）水产养殖水质微生物净化处理
北京大观园治理前后对比
武汉北湖治理前后。