第一篇：環境生物技術考試范圍

〈環境生物技術〉復習

一、名詞解釋

1、環境生物技術

2、濕地和人工濕地

3、BOD和COD4、生物修復

5、赤潮和水華

6、生態浮床

7、廢水的好氧生物處理

8、菌膠團

9、活性污泥

10、微生物浸出

11、水體“富營養化”

12、堆肥化

13、城市熱島

14、環境生物監測法

二、簡答題

1、環境生物技術主要研究對象研究目的以及主要研究內容。

2、水環境污染有哪些指標？為什么BOD和COD能說明水的污染程度和凈化程度？

3、簡答廢水中的污染物分類及危害。

4、簡答活性污泥絮凝體的形成機制。

5、簡答造成絲狀菌性污泥膨脹的原因？

6、生物修復的特點。

7、水體“富營養化”的危害。

8、什么是重金屬？重金屬污染有何特點？

9、為什么活性污泥和生物膜能夠在污水凈化中發揮重要作用？

10、簡述重金屬污染的植物修復機制。

11、簡答厭氧消化處理四階段理論。

12、簡答大氣污染、大氣污染物來源和大氣污染物的種類。

13、石油污染土壤的原位生物修復具有的特點以及應用此項修復技術應具有的前提條件。

三、論述題

6月25日是第23個全國土地日，隨著近期“鎘大米”、“重金屬蔬菜”等事件的曝光，土壤污染問題引起廣泛關注。

今年5月，湖南大米鎘超標事件震驚全國，廣東抽檢發現126批次鎘含量超標大米，其中68批產自湖南。而就在2月，一則《萬噸湖南問題大米流入廣東餐桌》的報道就披露了湖南土地遭受重金屬污染，出產的大米普遍鎘超標的問題。

除了“鎘大米”外，“重金屬蔬菜”同樣令人觸目驚心。根據廣東有關部門對珠三角土壤檢測結果顯示，由于土壤污染，珠三角多地蔬菜重金屬超標率達10%—20%。此外，血鉛事件、“癌癥村”等也時常出現在媒體報道中。頻發的土壤污染事件引發民眾擔憂，以致于有人發出“中國人站著就是鋼鐵俠，躺下就是一張元素周期表”的無奈調侃。

“土壤污染事件頻發，是我國環境容量到達臨界點的表現之一。”全國政協常委、人口資源環境委員會副主任錢冠林近期在一次會議上表示，土壤污染具有隱蔽性、長期性和不易修復等特點，威脅國家糧食安全和食物安全。他指出，總體上中國南方土壤污染重于北方，長三角、珠三角、老工業基地等部分地區土壤污染問題尤為突出。土壤的主要污染物為鎘、鎳、砷、汞、鉛、鉻等重金屬以及滴滴涕等有機物，有的污染物超標達幾十倍甚至幾百倍。

由于工礦企業排污、農藥化肥大量使用等原因，大量土壤遭受污染，目前以鎘為代表的重金屬對人體的危害已經越來越大，而土壤污染除了通過食品途徑向人輸送重金屬外，還會通過其他途徑如飲用水、水產品等的污染等途徑危害人體健康。

1、根據上述報道，請結合所學的環境生物技術方面的知識，論述該如何進行生物治理修復？

2、從浮萍植物的生物學特性闡述你對浮萍植物在水體污染治理中的應用研究進展。

3、論述造成水體“富營養化”的原因及其生態修復技術。

第二篇：環境生物技術

一、名詞解釋

1.生化需氧量（BOD，biochemical oxygen demand）：“生物化學需氧量”的簡稱。是指在一

定期間內，微生物分解一定體積水中的某些可被氧化物質，特別是有機物質所消耗的溶解氧的數量。以毫克/升或百分率、ppm表示。它是反映水中有機污染物含量的一個綜合指標。BOD越大，表示水體中有機物越多，污染越嚴重。如果進行生物氧化的時間為五天就稱為五日生化需氧量（BOD5），相應地還有BOD10、BOD20。

2.化學需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消

耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。化學需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。

3.污泥負荷率：有機物與微生物之比稱污泥負荷率(F:M)。它影響過程的代謝深度和污泥的沉降性能，也影響運行的穩定性和基建費用。污泥負荷率低些，過程的運行比較容易，處理效率比較穩定，剩余污泥量比較少，但基本建設和運行費用一般要高些。普通活性污泥法的負荷率常在0.15～0.3公斤BOD5/公斤污泥之間。

4.容積負荷：volume loading 每立方米池容積每日負擔的有機物量，一般指單位時間

負擔的五日生化需氧量公斤數（曝氣池，生物接觸氧化池和生物濾池）或揮發性懸浮固體公斤數（污泥消化池）。其計量單位通常以kg/(m3·d)表示。

5.廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機物，使

其轉化成甲烷和二氧化碳等物質，達到污水進化的過程。

6.生物表面活性劑：是微生物或植物在一定條件下培養時，在其代謝過程中分泌出的具有

一定表面活性的代謝產物，能顯著改變特別是降低液體表面張力或兩相間界面張力的物質，如糖脂?多糖脂?脂肽或中性類脂衍生物等

7.生物修復：是指利用生物特別是微生物催化降解有機污染物，從而修復被污染環境或消

除環境中污染物的一個受控或自發進行的過程。

8.生物農藥：又稱天然農藥，利用生物體本身或由生物體產生的生理活性物質作為殺蟲劑

或除草劑，對特定的病蟲害產生作用的安全性能高的新農藥。

9.農用抗生素：是指由微生物發酵產生、具有農藥功能、用于農業上防治病蟲草鼠等

有害生物的次生代謝產物。放線菌、真菌、細菌等微生物均能產生農用抗生素，其中放線菌產生的農用抗生素最多。

10.內碳源：活性污泥中微生物死亡后自溶后釋放的含碳有機物，也稱二次性基質。

11.馴化：這里特指活性污泥的馴化，是定向選育微生物的方法與過程，通過人工措施使微生物逐步適應某種特定條件，最后獲得具有較高耐力和代謝活性好的菌株。

二、簡答

1.環境生物技術的基本概念、研究內容？

答：環境生物技術是一門由現代生物技術與環境工程相結合的新興交叉學科，是直接或間接利用完整的生物體或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，或者能夠高效凈化環境污染以及同時生產有用物質的人工技術系統。其研究內容：分為三個層次，第一層次是以基因工程為主導的現代環境生物技術，第二層次是以廢物的生物處理的傳統環境生物技術，第三次是以氧化糖、人工濕地和農業生態地為主的傳統環境生物技術。

2.活性污泥性能指標有哪些？

答：（1）MLSS（Mixed Liquid Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含懸浮固體干重，它是衡量反應器中活性污泥數量多少的指標。它包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物（Mi）和無機物（Mii）。

（2）、MLVSS（Mixed Liquid Volatile Suspanded Solid）指1L曝氣池混合液中所含揮發性懸浮固體含量，它只包括微生物菌體（Ma）、微生物自生氧化產物（Me）、吸附在污泥絮體上不能被微生物所降解的有機物（Mi），不包括無機物（Mii）。所以MLVSS能比較確切地反映反應器中微生物的數量。

（3）、SV% 污泥沉降比，曝氣池混合液在量筒中靜止30min后，污泥所占體積與原混合液體積的比值。

（4）、SVI 污泥體積指數，指曝氣池混合液經30min靜止沉降后1g干污泥所占的體積，單位為ml/g。

（5）、SDI 即污泥密度指數，指100ml混合液靜止30min后所含活性污泥的g數。單位為g/ml。

（6）、污泥負荷 ：污泥負荷是反應器設計和運行的一個重要參數，它指單位活性污泥所能去除的五日生化需氧量，單位是kgBOD5/kgMLSS。

3.什么是絲狀線膨脹？引起絲狀線膨脹的原因及其預防措施？

答：活性污泥處理中，絲狀細菌及其他絲狀微生物異常地大量增殖，造成最終沉定池中污泥幾乎不沉淀的異常現象稱為絲狀線膨脹。原因：（1）偏酸環境：偏酸易于絲狀菌生長繁殖；

（2）供氧不足；（3）水溫偏高；（4）碳氮比失衡。

預防措施：(1)強化曝氣；(2)調整負荷；(3)分段注水；(4)投加含氮化合物；(5)投加石灰和消化污泥；(6)稀釋流入污水；(7)如碳水化合物增多，要調查廢水的來源；(8)有毒廢水進入系統時，應進行預處理；(9)接種活性污泥。

4.什么是厭氧生物處理、好氧生物處理？兩者之間的比較。

答：廢水厭氧生物處理：在厭氧條件下，由多種微生物共同作用，降解廢水中的有機物，使其轉化成甲烷和二氧化碳等物質，達到污水進化的過程。

好氧生物處理：利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩定、無害化的處理方法。

兩者之間的比較：

(1)好氧生物處理的反應速度較快，所需的反應時間較短，故處理構筑物容積較小。且處理過程中散發的臭氣較少。厭氧生物處理缺點是反應速度較慢，反應時間較長，處理構筑物容積大等。

（2）廢水厭氧生物處理過程不需另加氧源，故運行費用低。此外，它還具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等優點。好氧生物處理過程需通氧，費用較高。

（3）好氧生物處理較厭氧生物處理負荷較低。

（4）兩者作用的微生物不同：好氧處理為好氧微生物，厭氧處理為厭氧生物。

5．厭氧生物轉盤的工藝特點？

答：工藝特點，書上P180.6.生物膜法中，生物膜載體的條件？

答：(1)生物膜載體要易流化不易流失；（2）要易于掛膜且無害；（3）可以提供較大的比表面積以增加生物附著量；（4）價格低廉且易就地取材；（5）生物相容性好，粒度及孔徑適中，可以偶聯足夠的生物分子；（6）機械強度大，性質穩定，使用壽命長。

7.生物膜法的機理？

答：生物膜法是指廢水流過生長在固定支承物表面上的生物膜，利用生物氧化作用和各相間的物質交換，降解廢水中有機物的方法。其作用機理：生物膜法處理廢水就是使廢水與生物膜接觸，進行固、液相的物質交換，利用膜內微生物將有機物氧化，使廢水獲得凈化，同時，生物膜內微生物不斷生長與繁殖。生物膜在載體上的生長過程是這樣的：當有機廢水或由活性污泥懸浮液培養而成的接種液流過載體時，水中的懸浮物及微生物被吸附于固相表面上，其中的微生物利用有機底物而生長繁殖，逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性，又進一步吸附、分解廢水中呈懸浮、膠體和溶解狀態的污染物。

8.影響活性污泥處理廢水效果的因素？

答：書上P57，營養物質、pH值、溫度、溶解氧的含量以及某些有毒物質等極大地影響著好氧生物處理系統的運行及凈化功能。

⑴營養物質 ：污水中各種營養物質的量及比例影響著微生物的生長、繁殖，從而影響好氧生物處理系統的處理效果。

⑵溶解氧的含量 ：溶解氧(即DO)是影響好氧生物處理系統運行的主要因素之一。⑶pH值

⑷污水的溫度

⑸有毒物質

9.在PHAs的生產過程中，通常采用的發酵方式有哪些？流加發酵法有哪些優勢？ 答：書P372底，P373上。

10.影響纖維素酸水解的因素？

答：書P252

11.生物表面活性劑大規模生產的條件及應用與前景？

答;書P452—P456

12.危險性化合物的微生物降解的意義？

第三篇：環境與生物技術

現代生物技術在環境保護中的應用

摘要：日益嚴重的環境污染問題成為制約經濟和社會發展的重要障礙。隨著環境生物技術的迅猛發展，生物技術在治理環境污染中的應用也越來越廣泛。文章重點介紹了生物技術在環境污染治理中的應用。

關鍵詞：現代生物技術生態環境環境保護

現代生物技術是指以DNA技術為先導，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱。自20世紀80年代以來，生物技術作為一種高新技術，已普遍受到世界各國和民間研究機構的高度重視，發展十分迅猛。目前，現代生物技術不僅在農作物改良、醫藥研究、食品工程方面發揮著重要作用，且隨著日益突出的環境問題，其在治理污染、環境生物監測、工業清潔生產、工業廢棄物、城市生活垃圾的處理、有毒有害物質的無害化處理等方面發揮著重要的作用。嚴格的說，環境生物技術指的是直接或間接利用生物或生物體的某些組成部分或某些機能，建立降低或消除污染物產生的生產工藝，或者能夠認識環境過程、高效凈化環境污染、同時又生產有用物質的工程技術。由于其在處理環境污染物等方面具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點。隨著生物技術研究的進展和人們對環境問題認識的深入，人們已越來越意識到，現代生物技術的發展，為從根本上解決環境問題提供了無限的希望。在改良環境中沒有其他技術所可代替和比擬的。為此，本文將主要談談現代生物技術在環境保護中的應用。

一、現代生物技術在環境治理上的特點

（1）生物技術處理垃圾廢棄物是降解破壞污染物的分子結構，降解的產物以及副產物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度，這樣既做到一勞永逸，不留下長期污染問題,同時也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

（2）利用發酵工程技術處理污染物質，最終轉化產物大都是無毒無害的穩定物質，如二氧化碳、水、氮氣和甲烷氣體等，常常是一步到位，避免污染物的多次轉移而造成重復污染，因此生物技術是一種既安全又徹底消除污染的手段。

（3）生物技術是以酶促反應為基礎的生物化學過程，而作為生物催化劑的酶是一種活性蛋白質，其反應過程是在常溫常壓和接近中性的條件下進行的，所以大多數生物治理技術可以就地實施，而且不影響其他作業的正常進行，與常常需要高溫高壓的化工過程比較，反應條件大大簡化，具有設備簡單、成本低廉、效果好、過程穩定、操作簡便等優點。

所以，當今生物技術已廣泛應用于環境監測、工業清潔生產、工業廢棄物和城市生活垃圾的處理，有毒有害物質的無害化處理等各個方面。

二、現代生物技術在環境保護中的應用

生物處理技術概述

生物處理就是在設計的工程設施內，利用生物降解與與轉化作用去除水、廢水、固體廢棄物、廢氣等介質的污染物質。利用生物處理技術進行污染物的無害化處理已有近百年的歷史。盡管生物處理已有很長的歷史，但隨著生物技術的發展、污染問題的發展、工程技術的進步，新的和改良的生物處理工藝仍不斷涌現，大大拓展了生物處理的應用領域。

環境生物技術中利用微生物的降解作用來處理水中污染物的方法，通常被稱為

生化處理方法或生物降解法，以植物吸收為主來凈化土壤與水體的方法有土地生物修復、生物塘和人工濕地技術等

1、生物處理在在水污染治理中的基本原理。

好氧處理技術好氧降解技術包括活性污泥法和生物膜法。

（1）活性污泥法活性污泥法是最傳統的好氧生物處理技術。活性污泥是指微生物利用廢水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體。活性污泥法的工作原理是：在廢水中通過曝氣供氧，促進微生物生長形成活性污泥，利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能來凈化廢水中的有機污染物。處理過程中，有機降解是依賴活性污泥的吸附與氧化分解能力，而泥水分離則是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。活性污泥法中兩項最基本的技術措施是：通過曝氣來提高反應器水體中溶解氧的水平；通過污泥回流來保證反應器中的生物量與活性。

（2）生物膜法生物膜法是在處理污水的反應器中添加介質（填料）作為微生物附著的載體。在分解有機污染物的過程中，微生物在介質表面生長繁殖，逐步形成粘液狀的膜，然后利用固著在介質表面的這種微生物膜來凈化污水。在分解有機污染物的過程中，膜逐步增厚，形成表層好氧、內層兼氧和厭氧的微生態環境，因此生物膜法具有一定的厭氧降解功能。生物膜法具有無需污泥回流、膜的生物活性高、反應穩定等優點。

厭氧處理技術自20世紀70年代起，就有一大批類似好氧降解的厭氧反應器被研制和開發出來，如厭氧濾池（AF）、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床（AFB）、厭氧顆粒污泥膨脹床（EGSB）、厭氧內循環反應器（IC）、厭氧折流板式反應器（ABR）和厭氧序列式反應器（ASBR）等。厭氧技術的應用范圍已擴展到高、中、低濃度的多類有機廢水和生活污水的處理，其特點是廢水處理和能源回收相結合，但出水水質難以達到直接排放的要求。

2、環境生物技術在固體廢棄物處理中的應用

利用生物技術處理固體廢棄物中的城市生活垃圾和農業廢棄物，主要方法是衛生填埋、堆肥和發酵沼氣。

衛生填埋

衛生填埋是將城市生活垃圾存積在大坑或低洼地的衛生填埋場，填埋場下層應有不透水的自然隔水基質或人工隔水層，在填埋場設置排氣口和監測系統，每天填入的垃圾壓實后鋪蓋一層土壤，并通過科學管理來恢復地貌和維護生態平衡。其原理是利用微生物將垃圾中的有機物分解。垃圾通過衛生填埋還可產生沼氣。堆肥

堆肥是固體基質在有效的低溫條件下的發酵過程，適用于生活垃圾的處理。其基本步驟是：廢棄物—預處理—堆肥—后處理—存放。對堆肥處理器進行足夠的通氣是堆肥成功的關鍵。該技術安全性高，成本低廉。

發酵產生沼氣

主要利用畜禽糞便、農作物秸稈、生活污水等。其原理是微生物厭氧發酵使有機質降解，產生沼氣，此法在農村有著廣闊的發展前景，沼氣不但可用作照明和燃料，還可建成以沼氣工程為紐帶的“豬、沼、果”生態農場等生態農業模式。

3、生物技術在在廢氣及大氣污染治理中的應用

在廢氣及大氣污染治理中的應用采用生物技術控制和處理廢氣，將廢氣中的有機污染物或惡臭物質降解或轉化為無害或低害類物質，從而凈化空氣，是一項空氣污染控制的新技術。目前采用的方法主要有生物過濾、生物洗滌和生物吸附法等，所采用的生物反應器為生物凈氣塔、滲濾器和生物濾池等。

生物過濾法生物濾池內部填充活性填料，廢氣經加壓預濕后從底部進入生物濾池，氣體中的無機污染物、有機污染物或惡臭物質與填料上附著生成的生物膜（微生物）接觸，被生物膜吸收，最終被降解為水和二氧化碳或其它成分，處理過的氣體從生物濾池的頂部排出。該方法的特點是設備少、操作簡單、不需外加營養物、投資運行費用低、去除效率高，但反應條件較難控制、占地面積較大。生物洗滌法生物洗滌法分為廢氣吸收和懸浮液再生兩個階段，通常由一個裝有填料的洗滌器（吸收設備）和一個裝有活性污泥或生物膜的生物反應器（再生反應器）構成廢氣從吸收設備底部進入，向上流動，與頂部噴淋向下的生物懸浮液在填料床中相互接觸，經傳質過程進入液相，再進入微生物細胞內或經微生物分泌的胞外酶作用分解，凈化后的氣體從吸收設備頂部排出。吸收了廢氣的生物懸浮液從再生反應池的底部進入，通入空氣充氧，廢氣被微生物氧化利用的過程也就是懸浮液的再生過程，再生后的懸浮液再進入吸收設備進行頂部噴淋，吸收與再生兩個過程反復進行。該方法的特點是反應條件易控制、壓降低、填料不易堵塞，但設備較多，需外加營養，成本較高，對溶解度小的化合物難以處理。生物滴濾法生物滴濾法是在生物吸收法基礎上進行的改進，集合了生物過濾法和生物吸收法兩種工藝的優點，生物吸收和生物降解同時發生在一個反應裝置內。滴濾池內裝有填料，填料表面被生物膜覆蓋。循環水不斷噴灑在填料上，廢氣通過滴濾池時，氣體的污染物被微生物降解。該方法的特點是只有一個反應器、操作簡單、壓降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高，比生物過濾法能更有效地處理含鹵化合物、硫化氫或氨等廢氣。但需外加營養、運行成本較高。

植物修復植物修復技術是一種以太陽能為動力，利用植物的同化功能凈化大氣的綠色技術。由于植物的種類、群落及生態習性與功能的差異，不同的植物可在不同的時空尺度上對近地表大氣污染進行修復。主要過程是持留和去除。植物對大氣中的粉塵有阻擋、過濾和吸附作用，其滯塵量的大小與樹種、林帶寬度、草皮面積、林帶種植狀況以及氣象條件有關。植物的殺菌作用可以減輕生物性大氣污染。植物通過吸收作用、同化作用、降解、轉化以及對酸雨的中和緩沖作用等對化學性污染物具有一定的去除作用。植物修復是一項對環境友好、技術要求相對較低的修復方法，容易為社會民眾所接受，而且與傳統的修復技術相比，成本要低得多。大氣污染的植物修復理論與技術對城市園林綠化、環境規劃和生態環境建設具有一定的指導意義和應用價值。

4、生物技術在污染土壤的生物修復中的應用

重金屬污染是造成土壤污染的主要污染物。重金屬污染的生物修復是利用生物(主要是微生物、植物)作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬的毒性。其原理是：通過生物作用(如酶促反應)改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性,通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。污染土壤的生物修復過程可以增加土壤有機質的含量,激發微生物的活性,由此可以改善土壤的生態結構,這將有助于土壤的固定,遏制風蝕、水蝕等作用,防止水土流失。

5、在生物監測方面的應用

傳統的環境監測以化學分析，即用成熟的儀器和生物分析(如魚的毒性測試)為主，當代生物技術的發展有望增加相關的新手段，如通過測定微生物的酶和細胞基團等來監測環境的變化。目前研究較多的有生物發光菌(Bioluminescentbacterium)、氰菌(Cya2nobacteria)、鹵素呼吸菌(Halorespiringbacterium)、苯乙烯降解菌和蘭貽貝(Bluemussels)等，主要監測水

體中的有害物和海水藻類的爆發。ManBockGu和 Ge2unCheelGil應用生物發光細菌開發出了兩階段多頻道毒性連續監測系統。每個頻道含有一個兩階段生物反應系統,其中含有特定的生物發光菌株。使用該系統可連續監測同一樣品和分別確定不同類型毒性。通過分析，從每個頻道獲得的資料，可得到總體毒性和各類單項毒性的數據。

三、環境生物技術的發展前景

1、微生物脫硫技術的開發

利用微生物脫去煤中的無機硫和有機硫，可控制燃煤中SO2等含硫氣體的排放。這些微生物包括硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌、酸熱硫化葉菌等。日本利用氧化亞鐵硫桿菌已使H2S脫除率達99.99%，我國利用該菌對煉油廠進行干氣催化和工業廢氣脫硫，H2S脫除率分別為71.5%和46.9%。在燃煤的處理過程中，還可采用浮選與微生物脫硫技術相結合，對煤和黃鐵礦進行分離，達到清除或降低燃煤SO2排放的目的。利用微生物還可將石油成分中的硫分離出來。雖然生物技術在大氣污染治理中的應用時間尚短，但其具有技術簡單成本低、安全性好、無二次污染等優點。今后，在微生物脫硫技術以及高活性脫硫菌種的研制和培養方面，配以清潔生產技術的研究，將會備受關注，也會成為解決原煤燃燒產生的SO2污染的最佳途徑。

2、水污染治理工藝的完善

廢水生物處理技術在實驗室階段已比較成熟，也已比較廣泛地應用于實際工程中。好氧與厭氧工藝相結合、生物膜法與活性污泥法相結合的廢水處理技術、無害化的生產工藝過程、高效完善的自動化體系以及構建針對難降解污染物的生物基因庫和特殊功能的微生物的培養研究是今后主要的發展方向。

3、難降解污染物的處理

基因工程是通過基因分離和重組技術，將人類需要的目的基因片段移到受體生物細胞中并表達出來，使受體生物具有該目的基因表達后顯現出來的特殊性狀，以改進生物物種。利用基因工程構建的高效菌種來處理如殺蟲劑、塑料、橡膠制品、醫療廢物、危險廢物等難降解的污染物，是現代環境生物技術發展的熱點之一。

4、生物傳感器的研制

隨著科技的進步，分子生物技術將會在開發研制生物傳感器方面發揮積極作用。生物傳感器可以滿足實施自動連續監測的需要，判斷環境污染發展的趨勢，探索污染物在環境中的遷移轉化以及降解規律，檢測污染致突變的成因，分析污染的來源，從而使生物環境污染監測更便捷、更靈敏、更全面。生物傳感器具有成本低、制作容易、使用方便、測定快速等優點。

5、與其它技術的結合環境生物技術的發展離不開相關科學技術的配合。其與相關科學技術的結合，可提高處理效率、增強處理效果。將光、聲、電與高效生物處理技術相結合，處理高濃度有毒有害難降解有機廢水，如光催化氧化－生物處理新技術、電化學高級氧化－高效生物處理技術、輻射分解－生物處理組合工藝等；采用SBR＋臭氧氧化工藝和物化氣浮－接觸氧化處理印染廢水，采用混凝－氣浮－厭氧－好氧處理苧麻廢水、油田和煉油廢水等。這些工藝、設備、電子計算機的結合正在使以環境生物技術為主的綜合治理技術向自動化、模塊化方向發展。

參考文獻：

「1」 《現代環境生物技術》王建龍 文湘華 清華大學出版社第二版

「2」 《江西化工》 2003年第3期“環境生物技術在“三廢”治理中的應用”

劉小兵蔣柏泉王偉(南昌大學環境與化學工程學院)

「3」 劉淑梅，張淑芬 環境生物技術的研究現狀及發展趨勢[J].環境科學與管

理，2005，30（4）：44-46.「4」 林海 現代生物技術在環境保護中的應用[A]中國高新技術企業，2010,19-154

「5」 孔繁翔.環境生物學[M].北京:高等教育出版社,2000

「6」 陳堅.環境生物技術[J]，生物工程進展，2001(5)

環

境

生

物

技

術

論

文

第四篇：環境生物技術導論

環境生物技術與環境安全

黃瑞普

（河北科技大學環工學院安全工程091班）

摘要：文章分析了我國目前生態環境狀況,論述了現代環境生物技術在治理大氣、水，固體廢棄物等重大方面的應用，并對其未來前景作出展望。

關鍵詞：環境生物技術；環境保護

作者簡介：黃瑞普（1989-)，男，河北省邢臺人，河北科技大學環境科學與工程學院安全工程系學生，從事安全科學與工程方面的學習。

0.引言

我國是世界上環境污染最為嚴重的國家之一,從城市到鄉村,我國的河流、海洋、大氣和土壤等均受到不同程度的污染，我國所面臨的環境形勢不容樂觀。

1.我國生存環境形勢嚴峻

目前,中國人口龐大,經濟處于高速增長的態勢,環境的壓力愈益加大,再加上中國技術和管理水平低下,經濟增長方式比較粗放,能源、資源的消耗量大,資源效率低,污染物排放嚴重,土地資源利用不合理,生態破壞更加嚴重。技術和管理水平的提高還需要較長的時期,這就決定了中國經濟增長方式由粗放型向集約型方式的轉變在短期內不可能得到大的改觀,生態環境惡化的趨勢還要延續,而且遏制的難度將越來越大。因此,加大環境保護和環境治理力度,加快應用高新技術,用現代環境生物技術來控制環境污染和保持生態平衡,提高環境質量已變得刻不容緩。

1.1．水體污染十分嚴重

在我國,水體污染十分嚴重。工業“三廢”污染、農用化肥和農藥的污染以及廢棄塑料和農用地膜的污染,嚴重的影響了我國的生態環境,使得水污染日益加劇,水資源嚴重短缺。

1.2．工業廢棄物和城市生活垃圾污染嚴重

隨著域市居民生活水平的提高和中國經濟的高速發展,城市生活垃圾每年以10%的速率增長。不少城市由于垃圾得不到及時處理而受到“垃圾包圍城市”的困擾。工業固體廢棄物也與日俱增,工業廢棄物累計堆積量已超過66億噸,占地超過5萬公頃。

1.3．空氣污染嚴重

根據2009年6月中國環保部公布的2008年《中國環境狀況公報》,我國城市空氣質量總體上依然嚴重,造成我國空氣污染的主要原因是燒煤和汽車尾氣,其中燒煤是最根本原因。中國的大氣環境污染以煤煙型為主,主要污染物為總懸浮顆粒物和二氧化硫。酸雨污染范圍大體未變,污染程度居高不下。

2.環境生物技術與環境治理

環境生物技術采用現代分子生物學和分子生態學的原理和方法,充分利用各種環境生物的特殊功能,進行生物凈化、生物修復、生物轉化和生物催化,從污染治理、清潔生產到可再生資源利用,多層面、全方位地解決工業和生活污染、農業和農村面源污染、荒漠化和海水污染等問題。

環境生物技術是環境污染治理中一種有效的技術方法,與其它傳統處理方法相比具有治理效果好,運行費用低,無二次污染等特點。目前,在廢氣、污水治理及固體廢棄物處置方法中,環境生物技術已得到廣泛應用。

2.1．空氣的生物凈化

應用生物技術來處理廢氣和凈化空氣是控制大氣污染的一項新技術,代表了大氣處理凈化處理技術的未來發展方向。廢氣的生物處理是利用微生物新陳代謝過程中需要營養物質這一特點,把廢氣中的有害物質轉化成無害的物質。微生物對各類污染物均有較強、較快的適應性,并可將其作為代謝底物降解、轉化。同常規的有機廢氣處理技術相比,生物技術具有效果好、投資及運行費用低、安全性好、無二次污染、易于管理等優點,尤其在處理低濃度、生物降解性好的有機廢氣時更顯其優越性。

2.2．污水的生物凈化

污水生物處理是用生物學的方法處理污水的總稱,是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。其主要原理是:根據水體自凈的原則,利用微生物的催化作用和代謝活性,好氧或厭氧分解和轉化污水中的污染物后,配合物理、化學方法使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化。污水生物處理效果好,費用低,技術較簡單,應用比較簡單。

2.3固體廢棄物的生物處理

固體廢棄物主要包括固體生活垃圾和生產廢棄物。生物技術處理垃圾廢棄物能夠降解破壞污染物的分子結構,降解的產物以及副產物,大都可以被生物重新利用,有助于把人類活動產生的環境污染減輕到最小程度,這樣可以做到一勞永逸,既不留下長期污染問題,也對垃圾廢棄物進行了資源化利用。

固體廢棄物的生物處理技術是利用微生物對有機固體廢物的分解作用使其無害化可以使有機固體廢物轉化為能源、食品、飼料和肥料,還可以用來從廢品和廢渣中提取金屬,是固化廢物資源化的有效的技術方法。

3.結束語

環境生物技術作為一門新興的技術其開發前景不可限量。大力發展環境生物技術,是我國實施可持續發展戰略的重要組成部分,也是推動整個社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展之路的重要技術保障。相信在不久的未來環境生物技術必會在環境保護領域發揮愈來愈重要的作用。

參考文獻

[1] 段麗霞,向梅梅 現代科技與21世紀的植物保護[J];貴州農業科學;2005年02期

[2]宋思揚.生物技術概論[M].北京：科學出版社，2002P56-68

[3]張慶陽 全球氣候變化的對策之我見[期刊論文]-氣候與環境研究2003(5)

第五篇：環境生物技術論文

廢水生物處理新技術的理論與應用

唐耿蘭

摘要：針對我國目前生態環境狀況，對廢水生物處理技術近年來的發展進步、功能作用及特性進行了分析。

關鍵詞：廢水生物處理、污染控制技術、城市廢水處理廠、生物處理技術價及闡釋。

引言：隨著經濟社會的不斷發展，各地廢水處理工作不斷迅速有效地開展，污水處理廠數目明顯增加。城市污水處理廠作為解決城市水污染最基本的途徑，是保護城市生態環境，治理河流污染的必要舉措。本文針對廢水處理問題，介紹了廢水生物處理新技術。

廢水生物處理技術已有一百多年的歷史，其理論和實用技術在此一百多年間也不斷發展和進步，并得到廣泛應用，對控制水污染和改善水體水質起到了重要作用。而從全世界范圍看，水污染至今還沒有得到有效控制，特別是在廣大的發展中國家。在我國，水污染依然嚴重，水環境與水生生態狀況仍十分嚴峻，近年來我國城市廢水處理廠建設進入了一個新的高速發展時期，對廢水處理新技術的要求日益增長。廣大環境保護科技工作者非常需要一部系統全面、反映廢水處理技術現狀和發展的著作。

一、廢水生物處理新技術：

廢水生物處理是用生物學的方法處理廢水的總稱，是現代廢水處理應用中最廣泛的方法之一，主要借助微生物的分解作用把廢水中有機物轉化為簡單的無機物，使廢水得到凈化。按對氧氣需求情況，廢水生物處理可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。

厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為廢水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使廢水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、廢水灌溉、氧化塘，等等。

生物污水處理是用生物學的方法處理污水的總稱，是現代污水處理應用中最廣泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物，使污水得到凈化。按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸，甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等，如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等。好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣（如藻類光合作用產氧等）為污水中好氧微生物提供活動能源，促進好氧微生物的分解活動，使污水得到凈化，如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物處理效果好，費用低，技術較簡單，應用比較簡單。當簡單的沉淀和化學處理不能保證達到足夠的凈化程度時，就要用生物的方法作進一步處理。生物處理中要特別注意掌握凈化污水的微生物的基本特點，滿足其要求條件；污水中BOD與COD比值要大于0.3。溫度影響較大，冬季一般效果較差。

二、生物轉盤

生物轉盤工藝是廢水生物處理新工藝的一種。

廢水生物處理新技術之生物膜法，是與活性污泥法并列的一類廢水好氧生物處理技術，是一種固定膜法，廢水中微生物沿固體（可稱載體）表面生長的生物處理方法的統稱，主要用于去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機污染物，因微生

物群體沿固體表面生長成粘膜狀，故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態系統，其附著的固體介質稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氣層、好氣層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氣層的好氣菌將其分解，再進入厭氣層進行厭氣分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化廢水的目的。

生物膜法具有以下特點：一是對水量、水質、水溫變動適應性強；二是處理效果好并具良好硝化功能；三是污泥量小（約為活性污泥法的3/4）且易于固液分離；四是動力費用省。用廢水生物處理新技術生物膜法處理廢水的構筑物有生物濾池、生物轉盤和生物接觸氧化池等。

生物轉盤作為一種好氧處理廢水的生物反應器，可以說是隨著塑料的普及而出現的。反應器由水槽和一組圓盤構成：數十片、近百片塑料或玻璃鋼圓盤用軸貫串，平放在一個斷面呈半圓形的條形槽的槽面上。盤徑一般不超過4米,槽徑約大幾厘米，有電動機和減速裝置轉動盤軸，轉速1.5～3轉/分左右，決定于盤徑，盤的周邊線速度在15米/分左右。廢水從槽的一端流向另一端，盤軸高出水面，盤面約40%浸在水中，約60%暴露在空氣中。盤軸轉動時,盤面交替與廢水和空氣接觸。盤面為微生物生長形成的膜狀物所覆蓋，生物膜交替地與廢水和空氣充分接觸，不斷地取得污染物和氧氣，凈化廢水。膜和盤面之間因轉動而產生切應力，隨著膜的厚度的增加而增大，到一定程度，膜從盤面脫落，隨水流走。生物轉盤一般用于水量不大時。同生物濾池相比，生物轉盤法中廢水和生物膜的接觸時間比較長，而且有一定的可控性。水槽常分段，轉盤常分組，既可防止短流，又有助于負荷率和出水水質的提高，因負荷率是逐級下降的。生物轉盤如果產生

臭味，可以加蓋。

三、生物轉盤應用實例

廢水生物處理新工藝中一體化廢水處理裝置一體化廢水處理裝置，是一種以旋轉生物處理單元——生物轉盤為核心的高效廢水處理裝置。整個裝置分為以下幾個處理單元：

1、初沉池 廢水通過提升泵將調節池廢水提升至SW裝置內，首先進入初沉池，初沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，使廢水中大部分懸浮物和無機顆粒物沉降下來，同時也可夾帶去除一部分有機物。為了便于隨時提取某塊斜板以清理所附載的難以滑落的污泥，裝置采用了活動斜板。初沉池底部與缺氧區隔開，避免缺氧池混合液的攪動，影響初沉池的沉淀效果，初沉池的污泥定期由抽糞車清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物轉盤殼體和外部箱體間的夾層內，在此空間內，初沉池的來水與經水力提升轉子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合，并經潛水攪拌機充分混合，完成反硝化過程，硝態氮在反硝化菌的作用下最終形成氮氣，從水中逸出，最終達到脫氮的目的。

3、旋轉生物處理單元—生物轉盤 夾層缺氧池經脫氮的出水自流至旋轉生物處理單元。旋轉生物處理單元是裝置的核心部分，采用了獨特的復合生化技術，能在低能耗條件下高效降解污染物。整個旋轉生物處理單元由三級生物反應器組成，每個生物反應器由一個生物轉子和一個生化槽組成，每個生物轉子內部由多級生物葉輪構成，每個生物葉輪上設置了大量地螺旋狀的生物葉片。在傳動裝置的驅動下，三個生物轉子同步旋轉，空氣（氧氣）通過生物轉子端面的氣水孔進入，與廢水混合，經氧氣、廢水、微生物三相接觸和傳質，實現含碳有機物的降

解和含氮有機物的硝化過程。同時，旋轉的生物葉片被廢水沖刷，老化的生物膜脫落，新的生物膜形成，從而達到生物系統不斷更新的過程。硝化后的廢水經水力轉子提升至中間分配水槽，分配水槽由堰門控制著去往沉淀池和缺氧池廢水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池，在重力作用下，利用淺層沉降原理，將旋轉生物處理單元的出水中含有大量脫落老化的生物膜沉淀，澄清后的處理出水進入下一個單元。沉淀的污泥一部分通過回流污泥泵進入缺氧池，另一部作為剩余污泥有抽糞車定期外運。

四．城市生活污水處理技術的新發展：

1.新的處理工藝開發研究的主要目標

進一步提高出水水質：降低懸浮物，降解富營養物，去除生物難降解物減少其它，溶解性無機物含量改善衛生指標，降低在相同處理能力和效果時的處理費用，減少占地面積，提高處理能力。

2.活性污泥法－膜分離處理技術

在膜分離技術中，膜就相當于普通濾池中的濾料，它可以讓混合液中的一部分組分順暢通過，讓其余組分不能通過，從而達到分離混合液的目的。膜的分類及分離特征：

微濾：細菌、原生動物；

超濾：乳化劑、病毒；

納米過濾：腐殖酸、酶、活性劑/顏料；

反滲透：溶解鹽

城市生活污水處理中主要采用：微濾、超濾，工業廢水處理：納米過濾、反滲透

五．污水好氧微生物處理新工藝

廢水經格柵去除雜物后,用潛污泵抽至斜板沉淀池,同時加入去磷劑,出水自流進入曝氣生物濾池,DO控制在3~5 mg/l,出水進入清水池后再進入消毒池,二氧化氯加入量為30 g/M3廢水,停留時間1.5 h。曝氣生物濾池12~24小時進行反沖洗一次,反沖洗出水再返回調節池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液進入調節池,剩余污泥定期消毒后環衛清污車運走。經處理后水質達到(GB8978-1996)一級排放標準。以曝氣生物濾池為主工藝處理醫院污水,工藝可靠、出水穩定,但必須按嚴格的管理程序、即質量測試、操作設備、工藝技術管理環節,同時設備必須一年進行一次大修,處理后水質穩定達標排放是可行的。

活性污泥降解污水中有機物的過程：

活性污泥在曝氣過程中，對有機物的降解（去除）過程可分為兩個階段，吸附階段和穩定階段。在吸附階段，主要是污水中的有機物轉移到活性污泥上去，這是由于活性污泥具有巨大的表面積，而表面上含有多糖類的粘性物質所致。在穩定階段，主要是轉移到活性污泥上的有機物為微生物所利用。當污水中的有機物處于懸浮狀態和膠態時，吸附階段很短，一般在15～45min左右，而穩定階段較長。

結論：城市廢水處理新技術的不斷涌現，為城市污水處理提供了更過的選擇空間。同時也使得我國污水處理技術正在向著國際化的標準邁進。通過新技術的應用及人們對日常生活中無磷清潔用品的廣泛使用，減少有害污水的產生，為我國環境保護打下堅實的基礎。

參考文獻：《現代廢水處理新技術》、《污水好氧處理新工藝》、《污水厭氧處理新工藝》、《城市廢水處理技術》