最新废物资源化生物技术教学讲义ppt.ppt

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1、废物资源化生物技术固体废物处理处置技术固体废物:人类在生产、生活和消费等活动中产生的固态、半固态和高浓度液态丢弃物。固体废物种类复杂，可分为有机物和无机物，按形状可分为固体的和泥状的，按危害情况可分为有度的、有害的和一般的，按来源可分为工业的、农业的、生活的和混合的等。固体废物的处理方法物理方法化学方法生物方法固体废物的处理包括前处理（贮存、清运）、中间处理（堆肥、焚烧、热分解、破碎、压缩）和最终处理（卫生填埋）从资源回收利用的角度而言，固体废弃物的处理主要包括物质回收、能源回收和土地回收）从技术特征来看，固体废弃物的处理方法主要有卫生填埋、堆肥化和垃圾焚烧等。焚烧处理焚烧处理是实现垃

2、圾无害法、减量法和资源化的有效方法，具有较高的减容效果，也是垃圾能源化的一种重要手段。缺点：焚烧过程易产生二恶英、苯并芘等剧毒物质，造成二次污染投资大，成本高、对技术水平及经济能力要求高热解处理利用固体废弃物中有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下受热分解的过程，即把固体废弃物中的能源转变成可贮存与可运输的燃料。热解处理主要包括热解法和气化法目前的热解处理主要是针对一些特定的高热废物。因此热解处理技术复杂，成本高，进行推广有一定的困难。有机垃圾的生物处理方法方法产物说明填埋法甲烷、渗透水处理产甲烷或回收NH4-N自然条件下反应，10-20年才稳定堆肥法类似腐殖土肥料人为控制条件，好氧

3、法需1个月，厌氧法需4个月以上厌氧消化法甲烷对城市污泥已有工程应用，目前国内外重视两段式消化工艺高速发酵法肥料、饲料等利用固体发酵反应器系统和高速发酵为生物，需24-48H生物发酵蛋白质、酒精微生物转化蛋白质生物发酵葡萄糖、糖醛与水解法并用固体废物的堆肥法生物处理技术1.堆肥化的基本原理堆肥化的实质是有机固体废弃物在微生物的作用下,通过生物化学反应实现转化和稳定化的过程.堆肥化可分为好氧法和厌氧法两种.6.1可生物降解塑料PHAs6.1.1概述1.白色污染的危害，开发可降解塑料材料。2.可降解塑料的种类：生物可降解塑料：完全生物降解塑料部分生物降解塑料化学可降解塑料：氧化降解塑料水解降

4、解塑料光降解塑料：光-生物-化学组合可降解塑料：6.1.1概述3.PHAs（聚-β-羟基烷酸）和PHB（聚-β-羟基丁酸）属于脂肪族聚酯，最初由巨大芽孢杆菌的细胞中提取，普遍存在于微生物体内。6.1.1概述4.特性：高分子特性：憎水性，气体阻隔性，压电性，非线性光学活性新材料：生物可降解性，生物可相容性5.用途：容器、袋、医用材料。6.1可生物降解塑料PHAs6.1.2合成PHAs的主要微生物65个属中的300种微生物，积累有PHAs的微生物通过用苏丹黑或尼罗蓝染色来鉴别。生产PHAs的商业菌株应具备的性能：1）可利用廉价碳源；2）生长速度快；3）对底物转化率高；4）胞内聚合物含量高；

5、5）聚合物分子质量大。菌种主要有真养产碱杆菌、固氮菌和甲基营养菌等。6.1可生物降解塑料PHAs6.1可生物降解塑料PHAs6.1.3合成途径及关键酶最具工业化前景的是聚羟基丁酸酯（PHB）和聚羟基戊酸酯（PHV）。聚羟基丁酸酯合成途径有两条：三步合成途径五步合成途径6.1可生物降解塑料PHAs6.1可生物降解塑料PHAs6.1可生物降解塑料PHAs6.1.4细菌发酵生产PHB工艺选择原则：提高细胞培养密度；提高胞内积累量；缩短发酵周期。6.1可生物降解塑料PHAs6.1.4细菌发酵生产PHB关键问题：1）菌种对丙酸的低转化率，导致生产成本高；2）聚合物分子质量分布范围，且不易控制；3

6、）提取技术达不到高收率、高纯度，且污染大；4）性能不及化工合成塑料。6.1.4细菌发酵生产PHB需要开发的技术：1）丙酸转化率高、生长速度快的菌种育种；2）高生产强、高转化率、高聚合物含量、聚合物分子量大和分布窄为目标的流加发酵技术；3）基因工程E.coli菌种的开发；4）确定聚合物生物工艺与降解性能的相关性；5）低成本、高产品质量的非有机溶剂清洁提取技术；6）聚合物分子设计、修饰和共混加工技术。6.1可生物降解塑料PHAs6.1.5植物生产PHB1992年将真养产碱杆菌的PHB合成途径中phbB、phbC转入拟南芥，合成了100毫克/克的PHB,但植物生长受到干扰。1994年将PHB

7、定位于质体，将连有叶绿体信号肽的phbB、phbA、phbC转入拟南芥，积累了14克/克的PHB,而且植物生长正常。油菜、大豆等油料作物的种子是最佳部位。6.1可生物降解塑料PHAs6.1可生物降解塑料PHAs6.2单细胞蛋白生产6.2.1概述利用各种废物（碳水化合物、碳氢化合物、石油加工副产品）培养单细胞生物（细菌、放线菌、酵母菌、霉菌和微型藻类）而获得生物体蛋白。高浓度的有机废水（糖厂的废糖蜜、造纸厂的亚硫酸盐废液、酒精厂废液和食品厂废液等