生物工程概论论文华东理工

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1、生物技术与环境保护…-生物法污水检测与处理李彬1(1.华东理工大学化工学院，上海200237)摘要：：随若国家节能环保战略的实施和环境处理技术的进步，生物技术在环保领域尤其足污水处理方而产生了很人的经济效益和社会效益。本文中，针对当前化工方法处理高浓度金属离子污水高效，但低浓度吋耗能过大处理效果不理想的问题。总结了当前生物方法处理污水中金属离子的儿种类型。使得化工工业方法和生物技术在处理污水领域里优势互补。在保证污水处理效果的同吋使得能泉利用效率最商，经济成本最小。运用生物技术进行污水处理，具备成本低、效率萵的优势

2、，因此本文就污水处理屮常见的生物技术进行了综述，希望为污水处理工作有一定的参考作用。关键词：生物技术，污水处理，应用1背景介绍重金属废水來源于电镀、采矿、化工等部门。主要有矿山排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水，以及电解、农药、医药、颜料等工业的废水。废水中重金属离子的种类、含量及其存在形态随不同生产种类而异，差异很大。随着我国工业生产规模的不断扩大，工业废水的排放量也越来越巨大，工业废水屮含有的金属离子，特别是重金属离子对河流,土壤的污染破坏非常严重U’2j。若不采取有效的治理措

3、施，将严重影响人类的饮用水安全，粮食安全，进而损害人类的身体健康因此，解决工业废水中的金属离子浓度超标问题具有重要意义。本文中承接化工方法处理高浓度污水后所产生的低浓度污水，总结了当前几种主要的生物技术处理污水的方法。作者简介:李彬(1994-)，男，山东潍坊，木科Email:libinthu@yahoo.com2当前主要的生物检测和处理污水的工艺2.1生物传感器在污染检测方面的应川生物传感器141是一类特殊的化学传感器。国际纯粹和应用化学联合会（MIBNC）对化学传感器的定义为：一种小型化的、能专一和可逆地对某种

4、化合物或某种离子具有应答反应，并能产生一个与此化合物或离子浓度成比例的分析信号的传感器。生物传感器应用的是生物机理，与传统的化学传感器和离线分析技术（如质谱）相比有着许多不可比拟的优势，如高选择性、高灵敏度、较好的稳定性、低成本、能在复杂的体系中进行快速在线连续监测。它在环境保护领域里有着广阔的应川前景。生物传感器的早期研究主要是以酶作为生物元件。现在所用的生物元件包括抗原或抗体、酶或基质、各种酶的混合体、整个细胞或部分细胞、植物或动物组织和神经受体。生物传感器的工作原理主要决定于敏感元件（分子识别单元）和待测物质

5、之间的相互作用，有以下几种类型：（1）将化学变化转化为电信号。（2）将热变化转化为电信号。（3）将光效应转变为电信号。（4）直接产生电信号方式。除上述四种外，随着科学技术的发展，基于新的原理的生物传感器将不断出现，例如正在研究利用细胞受体和自激振荡等作用现象的新型生物传感器。2.1细胞固定化技术细胞固定化技术始于20世纪80年代，主要是通过利用物理或者化学手段将游离细胞定位与限定的空间区域内，使其成为一种既能够保持自身新陈代谢活性，又能连续反应后回收利用的生物体系。常用的细胞固定紂料有藻蛋白酸钙、琼脂、角叉藻胶、多

6、孔硅石、聚丙烯酰胺、聚氨酯泡沫以及聚乙烯等。被同定对象一般为细飽或者藻类。细胞固定化技术效率高、成本低、简甲.实用，并且具有良好的选择性。Kaya等人通过对不通气或通气条件下固定在藻蛋白酸盐屏障表而或者游离的二形栅藻对二级城镇污水屮的氮和磷的去除能力的研究显示了不同系统对营养物去除率高低的顺序是固定细胞并通气，固定细胞不通气、游离细胞并通气。经过与NCA系统进行对比，显示出很好的处理效果。一般，影响藻类固定化技术处理效果的环境因素主要有固定藻类用载体的类型和传质性能，被固定藻球粒径大小、密度和生长状态、通气量、pH

7、值、温度等。2.2生物发酵技术在污水处理领域，常见的生物发酵技术有水解-好氧生物处理法（H/O法）、生物除磷脱氮技术、间歇式活性污泥法（SBR）。水解-好氧生物处理法是在上流式厌氧污泥床处理城市污水的基础上开发出來的新工艺。水解-好氧生物处理法的特点是将厌氧过程控制在水解和算好的阶段，主要用于对表面活性剂废水、焦化废水和印染废水等难降解工业废水的处理中，并且有十分显著的效果。一般水解一好氧生物处理法的COD去除率能够比常规方法高20%-30%。生物除磷脱氮技术是70年代以来发展起来的水处理技术。生物处理时通过聚磷微

8、生物超U:摄取磷的现象对污水屮的磷进行去除，常见的聚磷微生物有假单胞菌属、气单胞菌属和不动杆菌属等。另一种造成水体富营养化的主要因子是氮，因此对于封闭或者半封W的水体需要开发同时去除氮和磷的工艺方法。间歇式活性污泥法是80年代开展出现的水处理工艺，并且得到广泛的发展。该技术主要应用于H处理量在20万吨以下的城镇污水处理厂。2.3生物膜法生物膜法是通过将无声无