第十三章微生物学新技术在环境工程中的应用..
微生物处理技术在环境工程中的运用
微生物处理技术在环境工程中的运用摘要:当前,人们对环境变化引起的效应重视程度越来越高,这种观念的变化在很大程度上推动了我国环境保护工作的发展。
在环境工程中,充分应用现代技术可以在很大程度上提升治理的效率,从而提升环境保护的综合效益。
当前的环保问题主要体现在资源消耗过大、化学污染、土地沙漠化严重、酸雨破坏和臭氧层破坏等方面。
因此加强环境治理已经成为一项重要的社会工作。
基于此,本文将重点阐述微生物处理技术在环境工程中的运用。
关键词:微生物处理;环境工程;技术运用1环境工程和微生物处理技术概述1.1环境工程环境工程作为一项综合性较强的学科,具体内容包括环境污染防治技术的原理以及治理方法,研究内容有废气、废水和固体废弃物的研究。
由于相关技术的发展,人们对环境工程的研究范围进一步扩大,逐渐形成了针对大气、水体、固体废弃物、环境污染以及环境系统等几大分支。
对于环境工程中涉及到的污染问题,比如针对水体污染,通常会使用物理、化学、生物以及综合处理法等手段进行净化处理,同时还要充分发挥环境自身的生态功能,并结合相应的标准对环境治理工作进行评估。
其中,对于固体废物而言,主要产生于资源开发、产品制造以及环境改进的过程中,产品加工过程中由于企业或者人为的浪费也会造成固体废物的堆积。
当前由于人们生活水平的提升,固体废物的种类和数量都在增加,因此对于固体废物的处理和利用需要合理应用现代技术做好无害化处理,在保护环境的过程中,提升资源的利用率。
1.2微生物处理技术生物技术指的是使用微生物或者生物体物质对产品或者动植物特性进行改良,或者出于某些特殊用途对微生物进行针对性培养的技术的统称。
生物技术又称为生物工程学,主要通过将生化工程与微生物学、分子生物学、生物化学、遗传学等内容的有机结合,实现对生物遗传物质的改造,从而培育出新的品种。
也就是将活的生物体、生命体系或者生命过程产业化的过程。
基因工程作为现代生物工程的核心,通过将不同生物的基因在外剪切组合之后,发挥特定的功能。
微生物处理技术在环境工程中的运用
微生物处理技术在环境工程中的运用摘要:随着社会经济的快速发展环境污染问题越来越严重。
因此,环境保护引起了社会各界的广泛关注。
目前,由于环境污染已经成为制约社会发展和进步的问题之一,中国已经采取了许多环保措施来控制污染问题。
随着科学技术的进步,新的治理技术不断发展,微生物技术作为一种先进的净化技术,已经应用到环境工程中,在环境工程的治理和管理中发挥着重要的作用。
以微生物技术为研究对象,分析了微生物技术在环境工程中的具体应用。
关键词:微生物;处理技术;环境工程;利用1微生物处理技术的原理在应用微生物处理技术的过程中,生物除臭模拟了有机物的降解过程。
它以填料为载体,附着培养微生物,使臭气通过用过的填料分解臭气成分,从而达到去除臭气的目的。
生物除臭是将处理后的臭气微生物固定在过滤层上,使待处理的芳香气体到达填料表面。
挥发性有机污染物被填料吸收,微生物代谢分解成无机物和细胞成分,从而释放出二氧化碳。
总的来说,微生物处理技术是在传统吸附双膜理论的基础上,由生物膜理论提出的。
在微生物处理技术的应用中,需要根据经验实地调查分析污染源。
根据净化的运行原理,可以利用密封结构进行处理,然后利用生物氧化系统进行气体净化。
由于氧化系统一次性投资较大,在实际应用中应适当选择。
但经过长期分析,其经济效益明显,社会效益良好。
并且在异味处理上,考虑到对操作者身体的影响,必须在环境中投放除臭剂,去除周围的异味。
同时要对设备进行检查,防止泄漏。
新型生物氧化法是一种相对成熟的生物氧化改良技术。
其设备先进,是一种综合处理方法,也是一种经济的处理方法,处理中基本没有二次污染。
在处理的过程中,异味是通过细菌氧化消除的,异味会被细菌成功吸收。
细菌的数量也可以根据治疗情况来控制,比较实用。
处理后的环境和生态可以满足相应的标准要求,但整个材料必须耐腐蚀,管道要根据处理能力来选择。
管道的直径应尽可能小,以便于集中清洗气量。
而且由于管径小,在寒冷天气下无需蓄热,节省了成本和清洗投入。
微生物处理技术在环境工程中的运用与实践
微生物处理技术在环境工程中的运用与实践微生物处理技术是现代环境工程的一种重要手段,它通过利用微生物的特性将污染物转化为无害的物质,从而达到净化环境的目的。
下面将从技术原理、应用场景及实践效果三个方面阐述微生物处理技术在环境工程中的运用及实践。
一、技术原理微生物处理技术主要通过微生物的代谢作用来降解有机物质,同时也可以通过微生物的吸附、氧化还原等作用来去除污染物。
常见的微生物处理技术包括活性污泥法、生物膜法、固定化微生物法等。
其中,活性污泥法是将含有污染物的废水引入一个反应槽,加入适当的微生物菌群和氧气,让污染物发生生物分解反应,从而达到净化水质的目的。
生物膜法是将微生物生长在固体或半固体支撑体表面的一层厚度约为0.5~5毫米的生物膜上,通过活性膜上微生物的代谢活动来去除有机质和氮磷等污染物。
固定化微生物法则是将微生物菌株固定在一种载体上,形成一种微生物固定床,通过代谢作用来去除废水中的有机物质。
二、应用场景微生物处理技术在环境工程中的应用场景非常广泛,主要包括以下方面:1、城市污水处理:微生物处理技术被广泛应用于城市污水处理中,可以使水质达到国家标准,从而保障居民生活用水的质量。
2、工业废水处理:工业部门通常排放的废水含有各种污染物,采用微生物处理技术可以有效地降解这些有机质和重金属等污染物。
3、土壤修复:微生物处理技术可以用于污染土壤的修复,通过加入特定的微生物群来修复土壤中的重金属、有机物等污染物。
4、生活垃圾处理:生活垃圾中含有大量的有机物质,采用微生物处理技术可以使其降解,减少对环境的污染。
三、实践效果微生物处理技术在环境工程中的实践效果非常显著,已经在许多实际应用中得到了证明。
例如,北京奥林匹克公园的污水处理设施采用微生物法,处理后的水质可以用于灌溉园林绿化。
上海的红枫湖生态修复工程中,采用微生物处理技术进行污染物的处理,最终实现了生态湖泊的恢复。
此外,微生物处理技术还在许多工业领域中取得了显著的效果,例如石油污水处理、染料废水处理等。
微生物处理技术在环境工程中的应用
微生物处理技术在环境工程中的应用摘要:在当前环境工程的发展和建设当中,利用微生物处理技术可以有效提升处理效率和质量,同时这项技术应用环保性较强,不会对自然环境造成二次伤害,且成本较低,因此可以广泛推广应用。
基于此,本篇文章对微生物处理技术在环境工程中的应用进行研究,以供参考。
关键词:微生物处理技术;环境工程;应用分析引言目前,我国人均水资源占有量甚至不及世界平均水准的25%。
我国水源分配状况并不均衡,因地域及季节因素存在明显差异,而工业废水及农业污水无节制、未处理排放造成了更严重的水源污染问题,目前国内七大水系中被污染的水源已经超过了60%,国内地表水系也面临着严重的污染,水环境持续恶化,且其造成的环境、社会问题也日趋严重。
1环境工程1.1可以有效控制工程建设成本在环境工程建设中,环境监测工作可以保障工程建设的质量和安全,贯彻和落实环境工程技术的管理,可以进一步提高材料的利用率,合理控制环境工程建设的时间,降低环境工程建设的成本。
在现代化经济的大潮中,市场经济的结构发生了很大的变化,很多企业的经济利益逐渐降低,原材料的成本、人工成本逐渐升高,在这样的情况下,很多企业为了提高工程建设效率,减少不必要的技术和材料浪费,通过合理的环境监测,提高施工的效率,能够减低环境工作建设的成本。
1.2实现预防环境污染的目标环境工程建设主要是为了治理环境污染,保护人类赖以生存的环境。
治理污染源是长期任务,因此,也要对环境进行长期监测,才能为预防和保护环境提供依据。
在环境监测工作中,借助信息技术,通过大数据统计和分析,可以监测已存在的污染源和可能存在的污染源,通过分析污染的原因,按照环境控制标准,采取有效措施预防环境污染问题,在这个过程中,要确保环境监测的实时性,避免因环境污染问题给社会带来的负面影响,进一步提高环境工程建设的质量,从而实现环境保护的目标。
此外,对于已存在的环境污染问题,相关部门可以结合监测的数据,采取针对性的治理措施,可以实现预防污染的目标。
微生物学在环境工程中的应用与发展
微生物学在环境工程中的应用与发展随着生态环境污染加剧,环境工程得到了越来越广泛的应用。
其中,微生物学在环境工程中的应用日渐重要,成为一个新的研究方向。
微生物学在环境工程中的应用与发展,涉及到微生物在环境修复、环境监测、水处理、土壤处理等方面的作用与方法。
一、微生物在环保的修复中的应用微生物是地球上最简单、最小的生命体,但其生命活动的作用却是巨大而重要的。
在环境修复过程中,微生物起到了至关重要的作用。
微生物的修复原理是利用其代谢活性酶及生命活动,将有害或有毒的有机物或无机物转化为无害或难以生物降解的物质。
例如,利用微生物将有机废水中的污染物逐步降解为CO2和水,应用微生物将重金属污染土壤中的填埋垃圾进行复合处理等等。
二、微生物在环保的监测中的应用微生物可以在自然界中表现出丰富的生命力,它们能够反映环境系统的健康状况。
因此,微生物在环保监测中使用越来越广泛,具体包括水、土壤、大气等不同环境中的微生物群落分析。
微生物的生存受环境因素的影响,微生物群落分析能够找到污染源、评价污染程度,确定各种污染因素对环境系统的影响,为环境保护提供依据。
三、微生物在水处理中的应用与发展水是人类赖以生存的重要资源,由于过度开采和劣质排放,已经造成很多水资源的短缺和水污染以及环境问题。
微生物在水处理中发挥出重要的作用,水中细菌、霉菌、藻类等微生物组成了水生态系统。
人们可以利用这些微生物的去除能力,针对不同类型的水污染利用不同的微生物去除措施,如生物吸附,微生物滤床等。
四、微生物在土壤修复中的应用与发展土壤污染对农业生产和人类健康的威胁越来越大,而微生物在土壤修复上的应用已被证明是一种高效、经济、可行、环保且具有良好前景的技术。
利用微生物降解土壤中的污染物质,是一种可持续发展的绿色环保方案。
比如,通过利用微生物降解和修复有机废弃物等,可以大大减少土地污染,减少土地的破坏,还原失去的生态环境。
总之,微生物学在环境工程领域中是必不可少的技术,随着越来越多的科学家将其研究学习,未来其应用将有着广泛的发展前景。
微生物处理技术在环境工程中的应用
微生物处理技术在环境工程中的应用微生物处理技术在环境工程中的应用何富彪摘要:在社会经济快速发展的新形势下,不仅自然资源大量消耗,而且生物多样性不断减少,生态环境污染越来越严重,这对人类的生存和发展带来了较大折影响。
因此需要加大环境治理力度,以此来实现对生态环境的有效保护。
关键词:微生物处理技术;环境工程;微生物;应用随着生物工程应用领域的不断扩展,在当前环境工程中微生物处理技术发挥着越来越重要的作用。
利用微生物处理技术进行环境治理,不仅可以保证环境污染治理的效果,而且能够有效的降低治理成本,不会在治理过程中出现二次污染情况,因此当前微生物处理技术在环境工程中应用十分广泛。
一、微生物的主要构成(一)光合菌群微生物中的光合菌群为独立营养微生物,其能源主要来自于土壤接受的太阳红外线和紫外线辐射,分离出土壤中的硫化氢和碳氢化合物中的氢,将有害物质转变为无害物质,通过将植物根部分泌物、有机物、有害气体、二氧化碳及氮等作为基质,进一步合成糖类、氨工酸、维生素类、氮素化合物和生理活性物质等,增强土壤肥力,为动植物生长提供重要的支持。
光合菌的代谢物质可以被植物直接吸收,也可以为其他微生物繁殖提供养分,当光合细菌增殖时,其他有益微生物量也会随之增加。
(二)乳酸菌群乳酸菌以光合细菌和酵母菌作产生的糖类作为主要的物质基础,并通过不断摄取形成乳酸。
乳酸具有较强的杀菌能力,而且对有害微生物活动具有一定的抑制作用。
在对木质素和纤维素分解过程中也需要利用到乳酸菌。
通过科学使用乳酸菌,可以实现对有机物的发酵分解。
对于未腐熟的有机物在使用乳酸后,可以加快转化为有效的养分。
(三)放线菌群对于微生物中的放线菌,其通过从光合细菌中来获取氨基酸和氮素等作为基质,并产生各种抗生物质、维生素及酶,实现对病原菌的有效抑制。
同时放线菌还能够提前获取到有害霉菌和细菌增殖所需要的基质,并对其增殖起到一定的抑制作用,为其他有益微生物增殖创造良好的生存环境。
微生物处理技术在环境工程中的应用
微生物处理技术在环境工程中的应用摘要:随着经济社会的发展和人民生活水平不断提高,环境污染已成为全球环保领域的重要问题,对人类健康和生态环境都造成了不可逆转的影响。
在环境工程中利用微生物处理技术可以有效处理生产和生活中产生的各种废弃物,并通过发酵、分解减少污染,必要时还可以通过该技术提取可回收利用的资源,充分提高资源利用效率。
基于此,本文分析环境防治的作用,研究微生物处理技术在环境工程中的应用。
关键词:微生物处理技术;环境工程引言随着现代化工业的飞速发展与进步,人们的生产与生活方式发生了根本性的改变。
而水资源作为保障人们生活质量以及健康的重要资源,只有加强对水污染问题的治理,才能够最大限度地保障生物生存环境的多样性。
通过对环境生物技术的科学应用,不断创新污染治理方法,保证人们的生活质量以及身体健康。
1环境防治的作用①为环保工作提供科学依据。
通过对污染物排放情况进行实时监控,可以及时发现和解决环境污染问题,并且能够掌握污染物种类、浓度等相关数据信息,从而更好地制定环境保护措施。
同时,环境防治还可帮助企业判断自身是否存在超标排污行为以及应该采取何种整改方案来降低污染物排放量。
因此,环境防治是环保部门开展各项环保工作的重要基础。
②提高环境管理水平。
环境防治不仅可以为环保工作提供科学依据,也有助于提升环境管理水平。
首先,环境防治可以有效监督各类污染源的运行状态及其排放情况,一旦出现异常情况就会立即报警提醒相关人员处理;其次,环境防治所获得的各种数据信息可以用于分析评价环境质量状况及变化趋势,进而指导环保设施建设与调整,不断优化环保管理体系;最后,环境防治所得到的各类指标数值可以作为考核各级政府和企事业单位环保责任履行情况的主要依据之一,有利于加大环保监管力度,推动环保目标任务的完成。
③服务社会民生。
随着人们生活水平的日益提高,人们对居住环境的要求越来越高,这就给环保行业带来了广阔的市场需求。
环境防治正是在满足公众对良好生态环境需求的背景下发展壮大起来的。
微生物学新技术在环境领域中的应用
16S rDNA的高可变区
•提取基因组后,扩增16SrDNA高可变区片段
• V3区 约170bp • V6-V8区 约350bp • 片段大小不同,携带的 信息量不同,选择不同的 区域得到DGGE图谱不同, 群落信息也有差异 • 不同的片段大小对应的 胶浓度也不同 •根据需要选择最合适的
E. coli 16S rRNA二级结构及各可变区
(3)PCR技术的应用 ①应用PCR技术研究特定环境中微生物区系
的组成、结构,分析种群动态。
②应用PCR技术监测环境中特定的微生物。 ③量化环境系统中微生物群体的各组成成员。
二、16S rDNA序列及其同源性的分析
通过对16S rRNA基因的DNA序列分析,可以 分析细菌的种类信息,并且已经逐渐成为微 生物分类和鉴定中非常重要而且有用的指标 和手段。
固定化微生物,用制备固定化酶的方法将微 生物固定在载体上,即成固定化微生物。
固定化细胞比游离细胞稳定性高,催化效 率比离体酶高,且比固定化酶操作简便,能 完成多步酶反应。
二、酶的分离提纯
利用微生物生产酶制品可以分为菌种选育、 发酵培养、分离提取和酶制品保存四个步骤。
1纯化: ●●有盐机析溶法剂,沉绝淀大法多,数乙情醇况或采丙用酮(NH4)2SO4。
高
迁移速度随解链程度增
浓 度
大而减小。
常规的DGGE电泳技术对于长度超过500bp的DNA片段的序列变化情况,只能 有50%的检出率。
应用“GC夹板”技术可使检出率提高到100 %。
DGGE的参数:
• 胶浓度 取决于片段大小 ,通常不宜超过500bp 6%胶浓度: 400 ~ 1000bp 8%胶浓度: 200 ~ 400bp 10%胶浓度:100 ~ 300bp
微生物学原理在环境工程领域中的应用
微生物学原理在环境工程领域的应用摘要:本文对当前人类环境现状和环境保护中所面临的各种问题做了简要的分析,对微生物在环境保护的各个应用领域的具体应用情况及其应用原理做了简单的介绍。
关键字:微生物环境保护应用近年来,随着人口的快速增长、工业化进程的加快,自然资源大量消耗的同时也带来了不容忽视的环境问题,对环境的综合治理的方法很多,其中生物处理方法占重要的位置,它与物理、化学法相比,具有经济、高效的优点,更重要的是可基本达到无害化。
而微生物又是对污染物进行生物处理、净化环境的工作主体,因此,世界各国都对微生物的环境保护功能极为重视,投入大量人力、物力进行研究开发,取得了许多成果。
微生物在地球生态系统物质循环过程中充当分解者的角色,外号“天然清洁工”。
微生物种类繁多,分布广泛,资源丰富,是人类最宝贵、最具开发潜力的资源库。
在污染物的降解转化、资源的再生利用、无公害产品的生产开发、生态保护等方面微生物都能发挥重要作用。
一、微生物在水污染治理中的应用:1.污水中有机物的降解人类在生活和生产中所产生的污水按主要成分,可分为有机污水、无机污水和综合污水。
有机污水是指污水中污染物主要是有机物质,一般具有生物可降解性。
生活污水常具有如下特征:水质浑浊、色深、具有恶臭、呈微碱性,但一般不含有毒物质;固体物质含量很低,仅占总重量的0.1%~0.2%;有机杂质约占60%, 有机成分占全部悬浮物总量的四分之三以上。
生物处理去除有机污水中的有机物质的原理是利用微生物的新陈代谢过程。
微生物群体依靠细胞壁将污水中的有机物质吸收消化,同时产生一定的代谢物质,再作为其他微生物的养料,进行吸收消化,周而复始,直至污水中的有机物质全部分解。
而且微生物分解有机物的能力是惊人的,微生物几乎能分解自然界中存在的一切有机物。
微生物处理有机废水的主要方法简单介绍如下:1.1好氧生物处理活性污泥法(activated sludge process)活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体(活性污泥)处理有机废水的一类好氧生物处理方法。
微生物处理技术在环境工程中的应用研究
微生物处理技术在环境工程中的应用研究微生物处理技术是利用微生物来降解有机物、净化水体和处理固体废物的一种生物技术。
相对于传统的物理和化学处理技术,微生物处理技术具有以下几个优势。
微生物能够迅速分解有机物,降解的产物也往往是无毒、无害或具有降解性的。
微生物可以适应不同的环境条件,包括酸碱度、温度、氧气浓度等。
微生物的处理过程不需要大量能源和化学药剂,可降低处理成本和环境风险。
微生物处理技术在环境工程中的应用非常广泛。
它可以应用于水体的净化和污染物的去除。
在废水处理中,微生物可以降解有机物和氮、磷等营养物质,提高废水的处理效果。
微生物处理还可以用于海洋和湖泊等水体的生态修复,恢复其自然生态平衡。
微生物处理技术还可以应用于土壤污染的修复。
土壤污染是一种严重的环境问题,传统的土壤修复方法成本高且效果有限。
微生物处理技术可以通过微生物与土壤中的污染物发生反应,使其降解或转化成无害的物质,从而降低土壤的污染程度。
微生物还可以改良土壤结构,提高土壤质量和肥力。
微生物处理技术在固体废物的处理和资源化方面也具有广阔的应用前景。
利用微生物处理技术可以将有机废弃物转化为沼气,并生成有机肥料,实现废物的能量回收和资源化利用。
微生物也可以用于处理农药、化肥和其他有毒物质的废弃物,将其转化为无害物质或减少其对环境的影响。
微生物处理技术在环境工程中的应用还存在一些问题和挑战。
微生物的应用受到环境因素的限制,如温度、pH值、氧气浓度等。
在不同的环境条件下选择合适的微生物菌种是非常重要的。
一些难降解的有机物和重金属等污染物对微生物的生活条件和代谢功能也会造成抑制。
需要进一步研究和开发具有高效降解能力的微生物菌种。
微生物处理技术在环境工程中具有广泛的应用前景。
通过利用微生物的降解能力和环境适应性,可以有效地处理水体和土壤的污染问题,实现资源的回收和利用。
微生物处理技术的应用仍然面临一些挑战,需要开展更深入的研究和探索,以提高其处理效果和经济效益。
√环境工程微生物学(十三 微生物学新技术在环境领域的应用-1)
微生物处理技术在环境工程中的应用
微生物处理技术在环境工程中的应用摘要:微生物处理技术在环境工程中发挥着重要的作用,通过利用微生物的生理代谢和生态功能,可以有效地降解和转化各种有机和无机污染物。
然而,微生物处理技术在实际应用中仍面临一些挑战,如微生物种类的选择、过程控制和规模化应用等。
因此,进一步的研究和发展是必要的,以推动微生物处理技术在环境工程领域的广泛应用。
关键词:微生物处理技术;环境工程;应用分析1.微生物处理技术在水体中的应用水体是地球上最重要的生态系统之一,它承载着众多生物的生存和繁衍,并提供人类日常所需的水资源。
然而,由于人类活动和工业化进程,水体受到了各种有机和无机污染物的威胁,如有机化学物质、重金属、农药和废水排放等。
这些污染物不仅直接影响水体的水质,还对生态系统和人类健康造成严重影响。
微生物处理技术作为一种环境友好、高效的水体处理方法,在废水处理、水体修复和饮用水净化等方面展示了巨大的潜力。
微生物处理技术利用微生物的生理代谢和生态功能,通过生物降解、生物吸附和生物转化等过程,将污染物转化为无害物质或降低其浓度,从而净化水体。
在废水处理方面,微生物处理技术被广泛应用于污水处理厂和工业废水处理过程中。
微生物能够降解废水中的有机污染物,如油脂、蛋白质和有机溶解物等,将其转化为二氧化碳、水和无机盐等无害物质。
此外,微生物还可以去除废水中的氮和磷等营养物质,防止水体富营养化和藻类过度生长的问题;在水体修复方面,微生物处理技术被用于恢复受污染的湖泊、河流和海洋等水域。
通过引入适应性强的微生物群落,可以加速水体中有机污染物的降解和转化过程。
例如,某些微生物可以分解石油类化合物,用于应对油污染事件。
微生物处理技术还可以修复含有重金属的水体,通过微生物的吸附和还原作用,将重金属离子转化为稳定的沉淀物,减少其毒性和迁移性;在饮用水净化方面,微生物处理技术可以有效去除水中的微生物污染和有机物污染。
例如,利用微生物的吸附能力和降解能力,可以去除水中的细菌、病毒和寄生虫等微生物污染物。
环境工程中微生物的应用
环境工程中微生物的应用提纲:1. 微生物在环境工程中的应用概述2. 微生物在建筑领域中的应用3. 微生物在室内空气污染治理中的应用4. 微生物在水处理中的应用5. 微生物在建筑废弃物处理中的应用提纲一:微生物在环境工程中的应用概述随着环境保护和可持续发展意识的增强,微生物技术在环境工程中的应用越来越受到重视。
微生物技术可以在处理污染物、清除有害微生物和净化环境等方面发挥重要作用,具有环保、高效、经济等优势。
本文将分析和探讨微生物在环境工程中的应用现状和未来发展趋势。
微生物在环境工程中的应用范围非常广泛,包括室内空气污染治理、水处理、土壤修复、垃圾处理等领域。
在环境保护和可持续发展过程中,微生物技术被广泛应用于大气、水、土壤等环境治理。
提纲二:微生物在建筑领域中的应用微生物技术在建筑领域中的应用主要体现在室内空气污染治理和建筑物保护方面。
建筑室内环境质量对人们的健康和生产生活产生重要影响,室内空气污染是引起室内环境不良的主要原因之一。
微生物技术作为一种新型的环保技术,在室内空气治理中发挥着越来越重要的作用。
微生物技术不仅可以清除有害气体和微生物,还可以分解有机化合物和重金属等有害物质,提高室内空气质量。
此外,微生物在建筑物保护方面也有广泛的应用。
建筑物的老化、腐蚀和生物侵蚀等问题会对建筑物的结构和性能产生重要影响。
微生物技术可以用于保护建筑材料和建筑物的外观,减少对环境的影响。
提纲三:微生物在室内空气污染治理中的应用室内空气污染是目前室内环境质量的主要问题之一。
微生物如霉菌、细菌、病毒等是室内空气污染的主要原因之一,而微生物技术正可以在室内空气污染治理中发挥越来越重要的作用。
微生物技术可以通过改变室内微生物群体结构,减少病原微生物的数量,增加有益微生物的数量来降低室内空气污染。
例如,通过生物膜技术,可以使霉菌等有害病原微生物无法附着在表面,从而有效降低室内空气污染。
此外,微生物技术还可以利用微生物在有机物分解和异味消除方面的天然优势,降低室内异味和有机物含量,提高室内空气质量。
第十三章微生物学新技术在环境工程中的应用
c
(物理吸附、生物特异吸附)
、离子结合法
13.2 微生物细胞外多聚物的开发与应用
胞外多聚物( Extracellular polymers ,ECP)
微生物在一定的环境条件下,在其代谢过程中分泌的、包围在微生物细 胞壁外的多聚化合物。 ? 荚膜、粘液层及其它表面物质。 ? 成分:脂、脂肽、多糖脂、中性类脂衍生物等。 ? 用途:表面活性剂、絮凝剂或助凝剂、沉淀剂。
Brown rot fungi 棕腐真菌 Corynebacterium brevicale 棒状杆菌
Geotrichum candidum 白地霉 Monacus anks 赤红曲霉
Nocardin restricta 椿象虫诺卡氏菌 Nocardin calcarea 石灰壤诺卡氏菌
Nocardin rhodnii 红色诺卡氏菌 Paecilomyces sp. 拟青霉属菌
到溶剂中的过程。
? 要充分了解酶的结构、等电点、pH、温度的稳定性、氧化还 原剂对酶的影响等 ? 常用提取方法
水溶液提取 表面活性剂提取 丁醇提取
13.1 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
三、酶的纯化
? 使酶与各种杂质分离,达到所需的纯度。
? 浓缩 ? 去杂质 ? 纯化 ? 结晶
13.1 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
2、微生物自身絮凝和沉淀作用
? 胞外多聚物性质不同分为两种类型 ? R型:疏水性,菌落粗糙型; ? S型:亲水性,菌落光滑型; ? R型细菌可应用于废水处理 ? 活性污泥是亲水还是疏水,取决于两者的比例及表面电荷。
13.2 微生物细胞外多聚物的开发与应用
3、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
微生物学新技术在环境工程中的应用
4.酶工程技术的产业化
新型抗生素生产工艺 抗生素工业是以青霉素的生产为开端的,迄今已有50多年的历史。70年代开始,出现了一种 新的生产工艺—酶法半合成。已用酶法生产的产品有头孢霉素I号、Ⅳ号、羟头抱霉素、青霉 素等。充分显示了酶法半合成作为抗生素生产工艺的后起之秀具有巨大的竞争力。
用酶工程法制备新型甜味剂 传统的甜味剂主要是蔗糖与糖精。糖精被禁用后,蔗糖就成了食品甜味剂的主角。1973年, 用固定化葡萄糖异构酶从葡萄糖生产高果糖浆获得成功,产量迅速增加,目前已达几百万吨, 正在逐步取代蔗糖作为食品与饮料的甜味剂。美国可口可乐公司所用甜昧剂几乎是高果糖浆。 最近食用甜味剂又出现了一颗新星——天冬氨素。它是低热量、安全,又有一定营养价值的 新型甜昧二肽,甜度是蔗糖的l50一200倍,可用酶工程法制备。
微生物絮凝剂广泛应用于畜产废水处理、染料废水的脱色、高浓度 无机物悬浮液废水的处理、 活性污泥的沉降性能的改善、污泥脱水、浮化液的油水分离等方面.然而目前微 生物絮凝剂 的研究还处于菌种筛选的实验室研究阶段,所用成本较高,一些工艺条件不太成熟,离工业 化生 产还有一定的距离.
结语
谢谢大家!
5.固定化酶和固定化细胞在环境工程中的应用
环境监测 根据固定化酶用于化学分析方面的相同原理,固定化酶也可以用于测定有毒物质的含量,进行 环境监测,如用固定化多酚氧化酶检测水中的酚类物质;利用固定化酶还可以检测有机磷、 有机氯农药和其他痕量的环境污染物(如过氯酸盐、氰化物和尿素等)。
处理三废 应用固定化酶或固定化细胞可以组成快速、高效、连续运行的污水处理系统。如用固定化分解 氰化物的细菌除去废水中的氰化物;用固定化α—淀粉酶处理造纸厂的废水;用水解农胞
固定化酶与固定化细胞是酶工程的核心“软件”,因为以它为基础就可以根据化学反应工程 的需要,组装成高效、连续运转的生物反应器,再与其他工程设备、电子元件配套形成完整 的生物反应工艺装置。
微生物处理技术在环境工程中的应用
微生物处理技术在环境工程中的应用摘要:在当前的社会环境下,各国都在倡导节能、减排、环保,绝大多数人在思想观念、生活方式等层面都产生了很大的变化,而生活环境质量的提高,促使社会各界对环境质量提出了更高的要求。
如何保护现有生态环境,如何对已经出现污染问题的环境进行治理,是现代环境工程急需解决的问题。
微生物技术是现代科学技术下,产生的一种新型污染物处理技术,能够有效解决现有污染问题,并且对污染影响持续减低,也可以将污染物含有的资源机进行提炼,促使产生更多经济效益,也可以实现社会经济发展和环境保护的有机统一。
因此,应当对微生物处理技术进行合理使用,以此提升环境质量。
关键词:微生物处理技术;环境工程;相关应用中图分类号: X703 文献标志码: A引言应用环境工程污水处理技术,可以改变污水的性质,使污水不对环境水体造成危害,实现排放。
一般来说,城市污水处理主要分为三个层次。
其中,初级治疗采用物理治疗方法,主要去除不溶解污染物与寄生虫卵;二级处理采用生物处理法,主要去除有机物,经过氧化降解后成为简单的物质;三级处理采用化学沉淀法,主要去除磷氮和难降解的有机物。
随着污水处理技术水平的不断提高,涌现出很多新技术,可为污水处理提供选择。
分析微生物处理技术在环境工程中的应用,助力相关工程的建设,有着重要的意义。
1微生物处理技术分析1.1生物接触氧化法生物接触氧化法结合了活性污泥法和生物膜法,将这两种技术的优点融合在一起,更好地处理污水。
在污水处理中采用生物接触氧化法,需要建设生物接触氧化池,还需要在池子里填充污水处理材料,才能够通过真空抽取和池内净化等方式对污水进行高效处理。
在生物接触氧化池进行污水处理的过程中,充氧污水和填充材料进行充分接触,氧化能力较强的生物膜就能分解污水里面的有机物,让污水里的微生物更好地进行繁殖。
运用生物接触氧化法,最重要的就是填充材料的选择和利用,只有选择适合的填充材料,才能让污水处理的效果达到最佳。
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形成席夫碱,从而使酶分子之间相互交联形成固定化酶。
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
固定化方法
•包埋法(将酶或含酶菌体包埋在各种多孔载体中,使酶固定化的方法)
格子型:酶包埋在聚合物的凝胶网格子中,使酶固定。
石油废水、油脂废水处理中可考虑应用。
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
1、生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用
生物表面活性剂(Biosurfactant)是指利用酶或微生物等通过生物催化 和、生物合成等生物技术从微生物、植物和动物上得到的具有表面活性的天
然表面活性剂。
亲水基和疏水基结构于一体的两亲化合物。
具有较好的热与化学稳定性;
乳化作用。 分类
按表面活性剂化学结构不同分六类。
研究和开发 微生物法 酶催化法
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
2、微生物自身絮凝和沉淀作用
• •
胞外多聚物性质不同分为两种类型 R型:疏水性,菌落粗糙型;
S型:亲水性,菌落光滑型;
R型细菌可应用于废水处理 活性污泥是亲水还是疏水,取决于两者的比例及表面电荷。
又称水不溶态酶,从筛选、培育获得的优良菌体中提取活性极强的酶,再 用包埋法(或交联法、载体结合法、逆束胶酶反应系统)等方法将酶固定 在载体上,制成不溶于水的,使酶变成不溶于水的固态酶。
水溶性酶
水不溶性载体
固定化技术
水不溶性酶
固定化酶
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
Aspergillus parasiticus寄生曲霉
Brevibacterium insectiohilium 嗜虫短杆菌 Brown rot fungi棕腐真菌 Corynebacterium brevicale 棒状杆菌
Pseudomonas fluorescens荧光假单胞菌
Pseudomonad faecalic粪假单胞菌 Rhodococcus erythropolis 红平红球菌 Schizosaccharomyces pombe 粟酒裂殖酵母
预处理
•
胞外酶:存在培养液中,过滤或离心去除菌体,清液即为粗
酶液。
•
胞内酶:破碎细胞壁和质膜,制成无细胞提取液再提纯。
干燥、机械、超声、冷冻、溶菌酶等
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
二、酶的提取
提取:在一定条件下,用适当的溶剂处理含酶原料、使酶充分溶解
到溶剂中的过程。
•
要充分了解酶的结构、等电点、pH、温度的稳定性、氧化还
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
3、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
絮凝剂是用来使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质,
在固液分离和水处理过程中,用以提高微细固体物的沉降和过滤效果。
根据化学成分不同
无机:铁盐系和铝盐系 有机:有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂
微生物:通过直接利用微生物细胞,或细胞提取物,或代谢产物,发酵,提
取,精制而得到的有絮凝活性的物质。
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
3、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
微生物絮凝剂的优势
微生物絮凝剂可以克服无机和有机高分子絮凝剂本身固有的成本高,絮凝效
果有限,存在二次污染且对人体有害的缺陷。
产絮凝剂的微生物种类
细菌、放线菌、霉菌及酵母菌,乃至原生动物的一些种。
固定化微生物
比固定化酶操作简单成本低
固定化细胞比天然细胞稳定性高 催化效率比离体酶高
以与固定化酶相同的固定方法将酶活力强的微生物体固定在载体上。
• • •
•
•
能完成多步酶反应
固定化微生物能保留某些酶促反应所必需的辅助因子(如 ATP、
Mg2+、NAD等)
13.1 固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用 四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
•载体结合法
物理吸附、共价结合、离子结合、生物特异结合将酶固定在非水溶性载体上。
常用载体:葡聚糖、活性炭、胶原、琼脂糖、玻璃珠、高岭土、硅胶等。
•交联法
将酶与两个或两个以上官能团的试剂(双功能或多功能试剂)反应形成共价键的固
定方法。 交联剂:戊二醛、双重氮联苯胺等
如:戊二醛和酶蛋白中的游离氨基发生Schiff反应,
原剂对酶的影响等
•
常用提取方法
水溶液提取 表面活性剂提取 丁醇提取
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
三、酶的纯化
•
• • •
使酶与各种杂质分离,达到所需的纯度。
浓缩
去杂质 纯化 结晶
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
四、固定化酶和固定化微生物的固定化方法
固定化酶(immobilized enzyme)
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
具有絮凝性的微生物种类
Alcaligenes cupidus协腹产碱杆菌 Aspergillus sojae 酱油曲霉 Aspergillus ochraceus 棕曲霉
Nocardin rhodnii红色诺卡氏菌 Paecilomyces sp.拟青霉属菌 Pseudomonas aeruginosa 铜绿假单胞菌
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
3、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
提取胞外多聚物制絮凝剂的方法:
物理:高速离心超声波和均化处理
化学:酸水解、热碱法和有机溶剂析出
提取步骤:
微生物浓缩和洗涤
剥取ECP
有机溶剂析出 富集 纯化
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
3、微生物絮凝剂和沉淀剂的开发与应用
亲水基:有极性,多为糖、氨基酸、脂、肽等。
疏水基:非极性,多为脂肪酸或烃类。
广义的生物表面活性剂可分为生物表面活性剂和生物乳化剂
(Bioemulsifier)。
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
1、生物表面活性剂和生物乳化剂的开发与应用
• • •
生物表面活性剂都具有下列特性: 能降低界面张力;
第十三章
微生物学新技术在环境工程中的应用
微生物学新技术:
遗传诱变育种
基因工程 酶工程 微生物制剂 生物表面活性剂
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
酶(enzyme):
高效、专一性强的生物催化剂。
缺点:稳定性差(容易失活而降低催化能力)、不能重复
使用、纯化困难。
理
沉淀剂
降低活性污泥与水间的表面张力
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
一、酶制剂剂型
干燥粗酶制剂
酶是生物界普遍存在的物质, 可以动物、植物和微生物作原料来 提取酶制品。但作为酶制剂工业生 产以微生物最为合适。
稀液体酶制剂
浓液体酶制剂
干燥粉状酶制剂
固定化酶
13.1
固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用
二、酶的提取
a b
c
(物理吸附、生物特异吸附)
、离子结合法
13.2
微生物细胞外多聚物的开发与应用
胞外多聚物(Extracellular polymers,ECP)
微生物在一定的环境条件下,在其代谢过程中分泌的、包围在微生物细 胞壁外的多聚化合物。
荚膜、粘液层及其它表面物质。
成分:脂、脂肽、多糖脂、中性类脂衍生物等。 用途:表面活性剂、絮凝剂或助凝剂、沉淀剂。
微胶囊型:半透性的高聚物薄膜包裹固定酶的技术。
将酶或含酶菌体包埋在凝胶细微网格中, 制成一定形状的固定化酶
将酶包埋在各种高分子聚合物制成的小球内,制成固定化酶
逆胶束酶反应系统
表面活性剂的两性分子在有机溶剂中自发形成聚集体,其亲水端连 接成逆胶束的极性核,水分子插入核中,疏水性的一端进入主体有机 溶剂中,酶分子溶于逆胶束中,组成逆胶束酶系统。
Geotrichum candidum白地霉
Monacus anks赤红曲霉 Nocardin restricta椿象虫诺卡氏菌 Nocardin calcarea 石灰壤诺卡氏菌
Slaphytococcus aureus金黄色葡萄球菌
Streptomyces grisens灰色链霉素 Streptomyces vinacens 酒红色链霉素 White root fungi白腐真菌