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1、現(xiàn)代生物技術(shù)概論生物技術(shù)與環(huán)境 第一節(jié) 環(huán)境生物技術(shù) 一、概念 將現(xiàn)代生物技術(shù)與環(huán)境工程技術(shù)相結(jié)合，直接或間接地利用生物體或生物體的某些組成成分或某些機(jī)能，對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控、治理或修復(fù)，將有機(jī)污染物資源化，開(kāi)發(fā)新的生物材料和能源等 二、特點(diǎn) 效率高、成本低、反應(yīng)條件溫和、無(wú)二次污染、可增強(qiáng)自然環(huán)境的自我凈化能力等發(fā)酵工程的特點(diǎn) 三、應(yīng)用 1）環(huán)境生物技術(shù)的核心-微生物生物技術(shù) 2）概念-采用現(xiàn)代分子生物學(xué)和分子生態(tài)學(xué)的原理和方法，充分利用環(huán)境微生物的生物凈化、生物轉(zhuǎn)化和生物催化等特性，進(jìn)行污染治理、環(huán)境監(jiān)測(cè)和可再生資源的利用 3）研究重點(diǎn)-工業(yè)及生活三廢中污染物的微生物降解技術(shù)、生態(tài)環(huán)境的生物防

2、治和生物修復(fù)技術(shù)、以生物傳感器為代表的環(huán)境污染監(jiān)控技術(shù)、環(huán)境友好可再生材料和能源的生物合成技術(shù)等 第二節(jié) 廢水的生物治理 水處理方法：物理法化學(xué)法生物法厭氧微生物處理法活性污泥法生物膜法穩(wěn)定塘法土地處理法 一、活性污泥法 1）概念 活性污泥-微生物利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行生長(zhǎng)與繁殖所形成的絮凝體，另外還包含一些無(wú)機(jī)物和分解中的有機(jī)物 活性污泥法-利用含有大量好氧微生物的活性污泥，在強(qiáng)力通氣的條件下使污水凈化的生物學(xué)方法 2）作用 活性污泥能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機(jī)物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質(zhì)，無(wú)機(jī)鹽類也能部分被去除 3）特性 一是具有較強(qiáng)的吸附與分解有機(jī)物質(zhì)的能

3、力 二是具有較好的自身凝聚與沉降性能 4）原理 在有機(jī)廢水中通過(guò)曝氣供氧，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能，來(lái)凈化廢水中的有機(jī)污染物曝氣供氧有機(jī)降解泥水分離微生物增殖 5）工藝流程 系統(tǒng)組成-初沉池、曝氣池、二沉池 工藝流程圖（p223） 污泥處理回流凈化 二、生物膜法 1）概念 生物膜-附著或固定于特定固體上的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物共同體 生物膜法-利用 生物膜來(lái)處理廢水的方法 2）原理 生物膜對(duì)廢水中污染物的吸附、污染物從廢水向生物膜內(nèi)的傳遞和微生物對(duì)污染物的氧化分解過(guò)程 3）特點(diǎn) 速度快、效率高、動(dòng)力消耗較少、無(wú)需污泥回流、運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便 三、氧化塘法 1

4、）概念 氧化塘-穩(wěn)定塘，大面積敞開(kāi)式的污水處理池塘，是一種模擬自然界湖泊、池塘等靜態(tài)水域自凈作用的廢水處理方法 2）原理 利用細(xì)菌和藻類的共生系統(tǒng)來(lái)降解水中的有機(jī)污染物，使水得以凈化污染物細(xì)菌氧化分解各種無(wú)機(jī)物藻類氧氣 3）特點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不需特殊技術(shù)、可連續(xù)處理污水 占地面積大、效率低、適用于輕度且較少量污水的處理 四、土地處理法 1）概念及原理 土地處理法-將污水投配到土壤中，憑借土壤-植物-微生物系統(tǒng)的物理、化學(xué)與生物的作用，使水質(zhì)得到凈化的一種污水生態(tài)處理技術(shù)。土壤既是污染物的載體，也是凈化劑，土壤微生物在該凈化過(guò)程中起主導(dǎo)作用 人工濕地法-將污水有控制的投配到濕地中，污水在沿一定方向

5、流動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)耐水植物和土壤微生物的聯(lián)合作用，得到凈化的一種土地處理系統(tǒng) 2）特點(diǎn) 投資小、能耗低、運(yùn)行管理方便 五、厭氧微生物處理法 1）概念 是在厭氧或缺氧條件下，利用厭氧性微生物分解污水中的有機(jī)物，使其最終被轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水及少量硫化氫和氨 2）特點(diǎn) 能耗低；運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低；可處理高濃度的有機(jī)物；有機(jī)物容積負(fù)荷大；反應(yīng)時(shí)間短；產(chǎn)物可利用性高；可獲得清潔能源、菌體蛋白、或有用的有機(jī)物 出水水質(zhì)難以達(dá)到直接排放標(biāo)準(zhǔn) 第三節(jié) 大氣的生物凈化 1）生物凈化原理 利用微生物代謝作用將廢氣中的污染物分解，轉(zhuǎn)化為無(wú)害或少害的物質(zhì) 廢氣生物處理的兩個(gè)階段：一是污染物由氣相轉(zhuǎn)入液相或固相表面；二是污

6、染物在液相或固相表面被微生物降解 2）生物凈化類型 生物過(guò)濾法、生物吸收法、生物滴濾法（p228） 第四節(jié) 固體垃圾的生物處理 1）固體垃圾的危害 a、占用土地；b、污染土壤和水源；c、污染大氣 2）概念 依靠自然界廣泛分布飛微生物的作用、通過(guò)生物轉(zhuǎn)化、將固體廢物中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)肥料、沼氣或其他轉(zhuǎn)化產(chǎn)品，從而達(dá)到固體廢棄物無(wú)害化的一種處理方法?？苫厥兆詈螽a(chǎn)品，達(dá)到固體廢物的資源化利用 3）處理類型 堆肥法、衛(wèi)生填埋法（p230） 第五節(jié) 城市污泥的利用 1）概念 城市污泥-城市污水處理的副產(chǎn)物，是一種由各種微生物及有機(jī)、無(wú)機(jī)顆粒組成的及其復(fù)雜的非均質(zhì)物 2）危害 體積龐大、

7、含大量的有毒有害物質(zhì) 3）利用途徑 農(nóng)業(yè)；建材；其他（p232) 第六節(jié) 環(huán)境污染的生物修復(fù) 1）概念 利用處理系統(tǒng)中的生物，特別是微生物，催化降解土壤和水體中的有機(jī)污染物或使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程，從而使污染生態(tài)環(huán)境修復(fù)為正常生態(tài)環(huán)境的工程技術(shù)體系 2）特點(diǎn) 污染物可在原地被降解清除；修復(fù)時(shí)間較短；操作簡(jiǎn)便、對(duì)周?chē)h(huán)境干擾少；費(fèi)用低；無(wú)二次污染 3）類型（p235）修復(fù)處理位置修復(fù)所利用主體生物原位生物修復(fù)異位生物修復(fù)原位-異位聯(lián)合生物修復(fù)微生物修復(fù)植物修復(fù)動(dòng)物修復(fù) 4）措施（p237） 通氣；補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；調(diào)節(jié)水活性；調(diào)節(jié)pH；接種有效或高效的微生物 5）應(yīng)用 石油污染 重金屬污染 水體富營(yíng)養(yǎng)化