环境生物技术的应用及发展前景
生物技术在环境治理中的应用前景和挑战

生物技术在环境治理中的应用前景和挑战随着人口的增加和城市的扩张,环境污染问题日益严重。
虽然环保措施已经得到了重视和加强,但是要达到真正的环保效果,还需要更加先进的技术手段。
其中,生物技术在环境治理中的应用前景和挑战备受关注。
一、生物技术在环境治理中的应用前景1.生物治污技术生物治污技术是一种能够利用生物体代谢机制,将有毒有害物质转化为无害物质的技术。
它的主要应用领域包括工业废水、生活污水、城市垃圾处理、土壤修复等。
生物技术广泛应用于水体处理过程中,其通过栖息于水中生活的微生物来改变水质,常常是自愈合式池塘、湖泊和河流中的自然过程的模拟。
而生物治污技术能够更好地修复受到污染的水质,在城市和乡村均有很好的应用前景。
比如象北京西山水库,就是采用了生物技术修复,最终取得了较好的效果。
2.生物多样性的保护生物多样性是指一定区域内不同物种的数量和种类。
它对于人类的生存和发展非常重要。
随着人类活动的不断扩张,野生动植物种群的极大缩减导致了生物多样性的严重下降。
同时,生物多样性的下降也会直接伤害到人类的生态系统及其服务。
生物技术正是可以在大范围范围内实现生物多样性重建和保护的科学手段。
通过培育新的被动保护的生物实体、提高生物多样性水平、合理利用生物资源以及全面推进生态环境保护,生物技术可以在一定程度上保护生物多样性。
3.生物能源的研究和开发生物技术为开发生物能源提供了可能性。
生物质能和生物燃料作为可再生能源的代表之一,正成为未来能源研究中的热点。
传统的油燃料资源日益枯竭,而生物质能作为一种新的可替代能源被广泛研究和发展。
生物质能在生物化学、生物学、环境科学等学科领域有广泛的应用,能够取得一定的经济效益。
二、生物技术在环境治理中的挑战1.生物技术与环保机构之间的协调生物技术是一种新型技术, 目前还需要更多环保机构的支持和推广。
在采用生物技术治污的过程中,需要多方合作与协调,包括政府部门、环保机构、科技研究机构、科学人员等才能够促进生物技术发展和应用。
生物技术的发展和应用前景分析

生物技术的发展和应用前景分析随着科技的发展和全球化的进程,生物技术已经成为了未来的发展方向之一。
生物技术是一个非常广泛的领域,包括了生物学、化学、物理学等等多个学科,可以应用于医学、农业、工业、环保等多个领域。
本文将从生物技术的历史发展、现状、前景以及应用方向等多个角度来进行分析。
一、生物技术的历史发展生物技术的历史可以追溯到数千年前的古代埃及和古希腊文明时期。
当时人们通过发酵酿造酒、面包等食品,并通过种植不同植物来改善生活质量。
到了20世纪初,人们开始研究生物合成、酶学和细胞学等领域,推动了生物技术的现代化进程。
同时,随着基因工程技术的诞生,人们开始关注基因的作用和调控,使得生物技术的研究和应用领域又发生了巨大的变化。
二、生物技术的现状目前,生物技术已经被广泛应用于医学、农业、食品、环境等多个领域。
在医学领域中,生物技术被应用于药物的研究和生产、疾病的诊断和治疗、细胞治疗等。
在农业领域中,生物技术可以改良植物、养殖动物、提高农产品品质等。
在食品领域中,生物技术可以应用于食品加工、改善营养成分等。
在环境领域中,生物技术可以应用于废水处理、污染物检测、生态恢复等。
三、生物技术的前景未来,生物技术的应用前景将会更加广阔。
例如在医学领域中,基因编辑技术可以用于治疗癌症、遗传性疾病等;人工智能和生物大数据可以用于疾病的诊断和预测;干细胞技术可以用于再生医学等。
在农业领域中,基因编辑技术可以用于粮食作物的改良和耐旱抗逆等;精准农业可以用于实现农业智慧化、可持续发展等。
在食品领域中,植物蛋白可以替代动物蛋白,带来更加健康的饮食;人造肉可以减少牲畜的饲养量,降低碳排放。
在环境领域中,生物技术可以用于固体废弃物的处理和资源化利用;基因工程技术可以制造新型生物燃料等。
四、生物技术的应用方向当前,生物技术最大的应用方向为医药领域。
在医药领域中,生物技术产品已经成为药品市场上的主流产品,如单克隆抗体、重组蛋白等。
同时,生物技术也可以应用于医学诊断和生产,如基因检测、细胞治疗等。
生物技术在环境保护领域的发展现状与未来趋势分析

生物技术在环境保护领域的发展现状与未来趋势分析近年来,随着环境问题的日益严重,生物技术逐渐成为一种重要的手段来解决环境保护领域的难题。
生物技术的发展不仅为我们提供了更多的解决方案,同时也在环境保护领域创造了巨大的发展机遇。
本文将就生物技术在环境保护领域的发展现状与未来趋势进行分析。
首先,我们来看一下生物技术在污染治理方面的发展现状。
生物技术通过利用生物体酶促酶降解、菌降解、生物吸附等方式来处理废水、废气以及固体废物中的有害物质,提高了污染物的降解效率。
例如,利用微生物发酵技术可以将有机废弃物转化为生物可降解的物质,从而减少了废物处理的负担,提高资源的回收利用率。
此外,生物技术还能利用植物生物吸附的特性,通过植物修复技术治理土壤污染,促进土壤中有害物质的降解。
这些生物技术手段的应用,极大地提高了污染物的处理效率,有助于改善环境质量。
其次,生物技术在环境监测方面也发挥着重要作用。
传统的环境监测方法通常需要大量的时间和人力,且具有一定的局限性。
而生物技术可以通过利用生物传感器等技术手段实时监测环境中的有害物质,能够更加准确、快速地获取数据。
这种基于生物技术的环境监测方法具有操作简单、成本低、灵敏度高等优势,对于追踪有害物质排放源头、掌握环境变化状况起到了重要作用。
然而,生物技术在环境保护领域的应用也面临着一些挑战。
首先,生物技术的应用需要充分考虑生物多样性的保护问题。
在利用生物技术手段解决环境问题的同时,也要避免对自然生态系统的破坏,确保生物多样性的保持。
其次,生物技术的应用还存在技术难题,如如何降低成本、提高效率等问题。
这些问题需要通过创新性的研究和技术突破来解决。
未来,随着生物技术的不断发展,其在环境保护领域的应用前景广阔。
首先,生物技术将更多地结合其他技术手段,形成多元化的解决方案。
例如,结合生物技术和纳米技术,可以开发出高效的纳米材料用于去除污染物。
此外,生物技术还可以与大数据、人工智能等领域相结合,通过分析庞大的数据量,实现环境问题的智能化管理。
生物技术的应用前景和发展方向

生物技术的应用前景和发展方向生物技术是利用生物体细胞、组织、器官等的特定成分和功能,通过一系列的技术手段进行分析、检测、修复、改造等的一门学科。
随着科技的发展和人类对生命科学认知的不断深入,生物技术在许多方面得到了广泛的应用和发展。
本文将探讨生物技术的应用前景和发展方向。
一、生物技术的应用前景1.医疗领域生物技术在医疗领域的应用是最为广泛和重要的。
目前已经开发出多种基于生物技术的疗法,如基因治疗、细胞治疗、蛋白质治疗等。
这些技术可以针对人体疾病的真正原因进行干预,大大提高了治疗的效果。
例如,基因治疗已经在某些类型的遗传性疾病中显示出了很好的疗效。
2.环境保护生物技术在环境保护领域的应用也越来越受到关注。
例如,利用生物材料进行污水处理、污染物降解等技术,可以提高环保效率,并且具有很高的可持续性。
此外,生物技术还可以用于平衡生态系统、保护珍稀物种等领域。
3.农业领域生物技术在农业领域的应用也非常广泛,例如基因改良、作物保护等。
基因改良可以改良作物的抗病性、适应性等性状,提高作物的产量和质量。
同时,生物技术在农业领域的应用也可以为解决全球粮食安全问题提供解决方案。
二、生物技术的发展方向1.基因组学基因组学是研究基因组结构和功能的学科,是生物技术发展的重要方向之一。
生物科技的重要目标之一是建立完整的基因组数据库,了解所有生命的基本单位——基因的组织和功能。
这对于深入了解生命本质、调控复杂疾病和全球生物多样性保护具有极大的意义。
2.CRISPR/Cas9技术CRISPR/Cas9 是当前最具前途的生物技术之一,它可以对生物基因进行精准和快速的编辑。
这项技术已经在医疗、农业、环境保护等领域得到了广泛的应用。
未来,CRISPR/Cas9技术将会取代一些传统的疾病治疗手段,成为生物科技的重要突破。
3.生物能源随着非可再生能源日益枯竭,人类开始寻求利用生物体来制造能源的方法。
生物能源就是一个非常有潜力的领域,例如利用微生物技术制造生物柴油、生物酒精、生物氢等。
生物技术在环境保护中的应用

生物技术在环境保护中的应用生物技术在环境保护中的应用环境问题是当前全球所面临的一个严峻的挑战。
为了保护环境,遏制环境污染和破坏,需要采取一系列措施,其中生物技术是一项非常重要的工具。
近年来,生物技术的快速发展为环境保护的工作提供了很好的支持,广泛应用于环境污染治理、环境监测和生态修复等方面。
本文将具体探讨生物技术在环境保护中的应用。
一、生物技术在环境污染治理中的应用1.微生物技术污染环境中的化学物质对人体和生态环境都会造成极大的危害。
生物技术的发展在环境污染治理中发挥着重要作用,其中微生物技术是最突出的技术之一。
微生物利用污染环境中存在的有机物和无机物进行代谢作用,降解有毒污染物质,是一种环保友好的方法。
例如,污水处理就是一种微生物技术。
通过将污水引入生物反应器中,生物菌群会将有机物分解为二氧化碳和水,将氮和磷等化合物溶解在水中,从而起到净化水体的作用。
另外,微生物生物技术在污染物的生物降解、生物修复、污染物浓缩和转化等方面也非常有效。
例如,利用生物技术将有毒重金属转化为无毒或其它形式的废物,也是一种非常有效的环保方法。
2.生态农业技术生态农业技术是一种基于生态学原理和生物技术的农业生产方式。
它是一种利用自然循环和生命力进行农业生产的方法。
在环境污染治理中,生态农业技术也是一种非常重要的手段。
生态农业技术通过增强土壤微生物数量和多样性,提高土壤养分含量、改善土壤结构和保持良性循环,达到净化土壤、改善环境、增加产量和提高产品质量的效果。
生态农业技术对于水环境的保护也非常重要。
通过水土保持和生态灌溉,可以减轻灌溉对土壤中营养的消耗,增加水土保持和富含营养的水体供给,最终减少水和土壤中的污染物。
二、生物技术在环境监测中的应用生物监测技术是一种基于生命体征、生命过程和生物相互作用等原理的监测方法。
生物监测技术能够对环境污染进行快速、准确的监测。
例如,通过对蜜蜂采集的花粉和蜜汁等样品进行检测,可以准确地监测出环境中的污染状况。
生物技术在环境保护中的应用前景

生物技术在环境保护中的应用前景近年来,随着环境问题的日益严重化,人们开始寻找更多有效的解决方案,其中生物技术成为了备受关注的领域。
生物技术,是指利用生物体的特性和生物过程来开发新的技术和产品的科学与技术,它在环境保护中的应用前景不容忽视。
首先,生物技术在废物处理方面具有广阔的应用前景。
传统的废物处理方法往往是高耗能、高成本、还原效果有限,而生物技术则可以通过利用微生物代谢特性和酶的催化作用,将有机废物转化为有机肥料或生物能源。
例如,利用微生物来处理城市和农村的厨余垃圾,可以不仅减少垃圾填埋的压力,还可以回收有机物质和能源,实现资源的再利用。
其次,在水污染治理中,生物技术也发挥着重要作用。
水污染是当前全球面临的重要环境问题之一,而传统的水污染治理方法往往难以彻底解决问题。
生物技术因其针对性强、操作简便等特点,成为了治理水污染的新方向。
例如,利用微生物修复水体中的有机物、重金属和污染物等,可以通过活性污泥法、生物筛法等技术,将污染物降解为无害物质,从而达到净化水体的目的。
此外,生物技术还可以在土壤修复中发挥关键作用。
土壤污染问题已经成为世界各地面临的严重挑战,而传统的土壤修复方法往往昂贵且效果有限。
生物技术通过利用微生物和植物的协同作用,可以降解土壤中的有害物质,恢复土壤的肥沃度和生态功能。
例如,通过植物营养技术,可以利用特定植物的生长和吸收特性,吸附并有效去除土壤中的有害物质,从而实现土壤的修复和改良。
此外,生物技术还可在生物多样性保护中发挥作用。
生物多样性是地球生态系统的重要组成部分,也是维护自然生态平衡的基础。
生物技术可以通过基因保护与繁育、外来物种控制、生态系统修复等方法,促进生物多样性的保护和恢复。
例如,利用基因编辑技术可以对濒危物种进行保护与繁育,使其从容应对环境变化和疾病威胁。
然而,尽管生物技术在环境保护中的应用前景广阔,但仍然面临一些挑战。
首先是公众认知的问题。
由于对生物技术的误解或担忧,公众对其应用存在一定的抵触情绪,这对于生物技术的推广和应用造成了一定的阻力。
生物技术在环保工程中的应用

生物技术在环保工程中的应用摘要:生物技术在环保工程中的应用正日益受到广泛关注和研究。
探讨生物技术在环保工程中的应用及其潜力并提出未来生物技术在环保工程中的发展方向和前景。
关键词:生物技术;环保工程;应用策略引言当今世界正面临着日益严峻的环境问题,如气候变化、大气污染、水资源短缺等。
为了保护和改善环境,寻求可持续发展的解决方案变得尤为重要。
在这个背景下,生物技术作为一种创新的环保工程技术应运而生。
1生物技术在环保工程中的作用1.1环境污染治理生物技术可以应用于环境污染治理,例如土壤和地下水中的有机污染物治理。
通过利用微生物的生物降解能力,生物技术可以将有机污染物转化为无毒或低毒的化合物,从而减少对生态系统的影响。
1.2废水处理废水处理是生物技术的常见应用领域之一。
生物技术可利用微生物或植物的生理过程来去除废水中的有机污染物、氮、磷等物质。
常见的生物处理方法包括活性污泥法、生物膜法、湿地处理等,它们可以高效地去除废水中的有机污染物,并实现回收利用或直接排放符合环保要求的水质。
1.3固体废弃物管理生物技术也应用于固体废弃物管理领域。
例如,通过生物降解或生物转化,生物技术可以将有机废弃物转化为肥料、生物质能源或其他有用的产品,实现固体废弃物的减量化和资源化利用。
此外,生物技术还可以用于厌氧消化等方法处理有机废弃物,将其转化为可再利用的产物。
1.4大气污染治理生物技术也被应用于大气污染治理领域。
例如,通过利用微生物的生理过程,生物技术可以降解或转化大气中的有害气体,如二氧化硫、氮氧化物等。
此外,植物的吸收和代谢作用也可以用于吸收和转化大气中的污染物。
2生物技术在环保工程中的优势2.1环境友好性生物技术常常利用自然的生物体、微生物或酶来处理环境问题,与传统的化学物质相比,它更环保、更可持续。
生物技术可以避免或减少对环境和生态系统的负面影响。
2.2高效性生物技术能够有效地降解及转化有机废弃物和污染物。
通过利用微生物的代谢能力和酶的催化作用,生物技术能够迅速降解有机物,减少其对环境的持久性污染。
生物技术在环保中的应用前景

生物技术在环保中的应用前景随着环境问题的日益严重,人们对环境保护的需求也越来越迫切。
在这个背景下,生物技术作为一种新型的解决方案,被广泛应用于环境保护领域。
生物技术以其独特的优势和创新性的方法,正在为环保事业带来积极的变化和希望。
本文将探讨生物技术在环保中的应用前景,并展望未来的发展方向。
生物技术在废水处理中的应用微生物处理技术废水污染是目前环境保护中面临的重要问题之一。
传统的废水处理方法往往成本高、效果差,而微生物处理技术因其高效、低成本的特点,成为了解决废水污染问题的有效手段。
微生物处理技术利用微生物对有机物和无机盐的吸附、吸附降解、氧化还原等作用,将废水中有害物质转变为无害或低毒性物质。
常见的微生物处理技术包括生物滤池、活性污泥法和厌氧消化等。
转基因植物修复土壤污染土壤污染是另一个关系到环境和人类健康的重要问题。
传统的土壤修复方法费时费力且效果有限,而利用转基因植物修复土壤污染是一种新兴且具有潜力的方法。
转基因植物通过基因工程技术导入特定基因,使其具有对有害物质进行吸附、转移及降解的能力。
例如,利用基因工程将重金属提取基因导入植物体内,可以使植物吸收土壤中过量的重金属并积累于根系或地上部分,从而达到减轻土壤重金属污染的目的。
生物技术在空气污染治理中的应用微生物修复空气污染空气污染是全球性问题,尤其是大城市。
传统的治理方法局限性强,而利用微生物修复空气污染是一种新兴且较为可行的方法。
此类技术利用微生物对空气中有害物质进行吸附、分解、降解等作用,从而将空气中有害与污染物转变为无害成分或者降低它们对环境和人体健康产生危害。
目前已经研究了一系列微生物净化空气污染的方法,如利用菌群将甲醛转变为二氧化碳和水,或是利用微生物将尾气中形成的硝酸盐转化为无害成分。
生态系统恢复与濒危植物保护空气污染导致了许多地区生态系统遭受损坏甚至灭绝濒危植物。
利用生物技术手段来恢复遭受损坏的生态系统及保护濒危植物已经成为环境保护领域重要课题之一。
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李红彦(河北省环境科学研究院,石家庄 050051)摘要:本文从废气、废水及固体废弃物等几方面介绍了环境生物技术在环境污染治理中的应用情况及研究进展,分析了环境生物技术处理工艺的特点及优越性,对环境生物技术未来的发展方向及前景进行了展望。
关键词:环境生物技术;污染治理;应用前景中图分类号:X17 文献标志码:A 文章编号:1006-5377(2006)11-0008-04环境生物技术(Environmental Biotechnology)是指直接或间接利用生物或生物体的某些组成部分或某些功能,建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染,同时又能生产有用物质的工程技术。
科技的发展充分证明了环境生物技术在解决环境问题过程中所显示出的独特功能和优越性,它的纯生态过程,体现出了可持续发展的战略思想,它具有速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和以及无二次污染等显著优点。
环境生物技术是21世纪国际生物技术的一大热点,兼有基础科学和应用科学的特点,在环境污染治理中,主要利用微生物、少部分利用植物作为污染控制的生物,是环境保护中应用最广的、最为重要的单项技术,其处理污染物通常能一步到位,最终产物大都是无毒无害、稳定的物质。
在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质的降解、清洁可再生能源的开发、废物资源化、环境监测、环境污染的修复和重污染工业企业的清洁生产等各个方面,环境生物技术都发挥着极为重要的作用。
随着细胞融合、基因工程、分子生物等技术的发展,环境生物技术得到了进一步的开发,研究领域不断扩大,已成为一种经济效益和环境效益俱佳的解决环境污染问题的有效手段之一。
同时,随着人们环境意识和生态概念的不断加强,市场对生物技术、生物产品的需要明显增多,政府也更加重视生物技术的发展,环境生物技术本身也将更加成熟。
1 环境生物技术在废气及大气污染治理中的应用采用生物技术控制和处理废气,将废气中的有机污染物或恶臭物质降解或转化为无害或低害类物质,从而净化空气,是一项空气污染控制的新技术。
目前采用的方法主要有生物过滤、生物洗涤和生物吸附法等,所采用的生物反应器为生物净气塔、渗滤器和生物滤池等。
1.1 生物过滤法生物滤池内部填充活性填料,废气经加压预湿后从底部进入生物滤池,气体中的无机污染物、有机污染物或恶臭物质与填料上附着生成的生物膜(微生物)接触,被生物膜吸收,最终被降解为水和二氧化碳或其它成分,处理过的气体从生物滤池的顶部排出。
该方法的特点是设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、去除效率高,但反应条件较难控制、占地面积较大。
1.2 生物洗涤法生物洗涤法分为废气吸收和悬浮液再生两个阶段,通常由一个装有填料的洗涤器(吸收设备)和一个装有活性污泥或生物膜的生物反应器(再生反应器)构成。
环境生物技术的应用及发展前景废气从吸收设备底部进入,向上流动,与顶部喷淋向下的生物悬浮液在填料床中相互接触,经传质过程进入液相,再进入微生物细胞内或经微生物分泌的胞外酶作用分解,净化后的气体从吸收设备顶部排出。
吸收了废气的生物悬浮液从再生反应池的底部进入,通入空气充氧,废气被微生物氧化利用的过程也就是悬浮液的再生过程,再生后的悬浮液再进入吸收设备进行顶部喷淋,吸收与再生两个过程反复进行。
该方法的特点是反应条件易控制、压降低、填料不易堵塞,但设备较多,需外加营养,成本较高,对溶解度小的化合物难以处理。
1.3 生物滴滤法生物滴滤法是在生物吸收法基础上进行的改进,集合了生物过滤法和生物吸收法两种工艺的优点,生物吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内。
滴滤池内装有填料,填料表面被生物膜覆盖。
循环水不断喷洒在填料上,废气通过滴滤池时,气体中的污染物被微生物降解。
该方法的特点是只有一个反应器、操作简单、压降低、填料不易堵塞、污染物去除效率高,比生物过滤法能更有效地处理含卤化合物、硫化氢或氨等废气。
但需外加营养、运行成本较高。
1.4 植物修复植物修复技术是一种以太阳能为动力,利用植物的同化功能净化大气的绿色技术。
由于植物的种类、群落及生态习性与功能的差异,不同的植物可在不同的时空尺度上对近地表大气污染进行修复。
主要过程是持留和去除。
植物对大气中的粉尘有阻挡、过滤和吸附作用,其滞尘量的大小与树种、林带宽度、草皮面积、林带种植状况以及气象条件有关。
植物的杀菌作用可以减轻生物性大气污染。
植物通过吸收作用、同化作用、降解、转化以及对酸雨的中和缓冲作用等对化学性污染物具有一定的去除作用。
植物修复是一项对环境友好、技术要求相对较低的修复方法,容易为社会民众所接受,而且与传统的修复技术相比,成本要低得多。
大气污染的植物修复理论与技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设具有一定的指导意义和应用价值。
2 环境生物技术在水污染治理中的应用环境生物技术中利用微生物的降解作用来处理水中污染物的方法,通常被称为生化处理方法或生物降解法,以植物吸收为主来净化土壤与水体的方法有土地生物修复、生物塘和人工湿地技术等。
2.1 生化处理技术由于生化反应的过程、条件和参与反应的微生物种类的不同,生化处理技术可简单地分为好氧与厌氧降解两类,两类生化反应的基本过程如下:好氧降解:有机物+氧气+好氧微生物/酶→水+二氧化碳+无机养分+能量。
厌氧降解:有机物+厌氧与兼氧微生物/酶→降解的有机产物+无机养分+能量。
2.1.1 好氧降解技术好氧降解技术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传统的好氧生物处理技术。
活性污泥是指微生物利用废水中的有机物生长与繁殖而形成的絮凝体。
活性污泥法的工作原理是:在废水中通过曝气供氧,促进微生物生长形成活性污泥,利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降性能来净化废水中的有机污染物。
处理过程中,有机降解是依赖活性污泥的吸附与氧化分解能力,而泥水分离则是利用活性污泥的凝聚和沉降性能。
活性污泥法中两项最基本的技术措施是:通过曝气来提高反应器水体中溶解氧的水平;通过污泥回流来保证反应器中的生物量与活性。
基于活性污泥原理的新型生化处理技术中,较为典型和成功的是间歇式活性污泥法(SBR)和氧化沟。
间歇式活性污泥法是将初沉池、反应池和二沉池各工序放在同一反应器(SBR反应器)中进行,处理过程分为进水、反应、沉降、出水、闲置五个阶段。
废水在SBR反应器的曝气过程中与污泥完全混合。
完成降解反应后,停止曝气,活性污泥颗粒在静置中沉降,上层的清水自反应器中排出。
SBR法的特点是简化了工艺结构,提高了反应器的混合传质效率,投资少,反应易于操作控制。
氧化沟亦称氧化渠或循环曝气池,其特点是采用横轴转刷或竖轴表面叶轮曝气来推动水流。
该工艺能耗低,具有推流式和混合式两者的特征。
(2)生物膜法生物膜法是在处理污水的反应器中添加介质(填料)作为微生物附着的载体。
在分解有机污染物的过程中,微生物在介质表面生长繁殖,逐步形成粘液状的膜,然后利用固着在介质表面的这种微生物膜来净化污水。
在分解有机污染物的过程中,膜逐步增厚,形成表层好氧、内层兼氧和厌氧的微生态环境,因此生物膜法具有一定的厌氧降解功能。
生物膜法具有无需污泥回流、膜的生物活性高、反应稳定等优点。
生物膜法通常分为润壁型生物膜法(如生物滤池和生物转盘)、浸没型生物膜法(如接触氧化法)和流动床型生物膜法(如生物移动床和生物流化床)。
不同类型的生物流化床在结构、充氧方式、填料性质与形状方面有一定的差异,但共同点是:床内载体在充氧过程中始终悬浮于液体中做快速运动,具有类似于液体的自由流动性,促进了物质的扩散与接触,相应提高了反应速率。
2.1.2 厌氧处理技术自20世纪70年代起,就有一大批类似好氧降解的厌氧反应器被研制和开发出来,如厌氧滤池(AF)、上流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环反应器(IC)、厌氧折流板式反应器(ABR)和厌氧序列式反应器(ASBR)等。
厌氧技术的应用范围已扩展到高、中、低浓度的多类有机废水和生活污水的处理,其特点是废水处理和能源回收相结合,但出水水质难以达到直接排放的要求。
2.2 生物自然净化技术生物自然净化技术体系主要包括水体生物处理系统的生物塘(厌氧塘和氧化塘)和土地处理系统的人工湿地。
生物自然净化技术投资少,运行费用低,但占地面积大,出水水质不易控制。
2.2.1 生物塘生物塘以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生植物,利用植物吸收等方式带走污染物以净化水体。
氧化塘中除选育合适的水生植物外,还增加了曝气,以促进水体中生物的好氧降解。
传统的生物塘占地面积大,污水停留时间长,处理效率较差。
目前通过培育高效水生净化植物(水葫芦、芦苇、水莴苣等),建立组合曝气、水生植物、水产养殖为一体的复合生态系统,增强了生物塘的处理功能,促进了水体生物处理技术的发展。
2.2.2 人工湿地人工湿地是近年来迅速发展起来的水体生物-生态修复技术,可处理化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属冶炼等各类废水,也可用于雨水处理。
其原理是利用自然生态系统中物理、化学和生物的三重作用来实现对污水的净化。
污水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用,被截留或被微生物利用;污水中的可溶性有机物通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解被分解去除;通过对湿地填料进行清洗再生和更换,植物可从湿地系统中带走大量污染物;湿地中的氮、磷通过植物的吸收而被去除。
人工湿地处理系统的出水质量好,适于处理饮用水源,也可结合景观设计、种植观赏植物并改善风景区的水质状况。
其造价及运行费远低于常规处理技术。
3 环境生物技术在固体废弃物处理中的应用利用生物技术处理固体废弃物中的城市生活垃圾和农业废弃物,主要方法是卫生填埋、堆肥和发酵沼气。
3.1 卫生填埋卫生填埋是将城市生活垃圾存积在大坑或低洼地的卫生填埋场,填埋场下层应有不透水的自然隔水基质或人工隔水层,在填埋场设置排气口和监测系统,每天填入的垃圾压实后铺盖一层土壤,并通过科学管理来恢复地貌和维护生态平衡。
其原理是利用微生物将垃圾中的有机物分解。
垃圾通过卫生填埋还可产生沼气。
3.2 堆肥堆肥是固体基质在有效的低温条件下的发酵过程,适用于生活垃圾的处理。
其基本步骤是:废弃物—预处理—堆肥—后处理—存放。
对堆肥处理器进行足够的通气是堆肥成功的关键。
该技术安全性高,成本低廉。
3.3 发酵产生沼气主要利用畜禽粪便、农作物秸秆、生活污水等。
其原理是微生物厌氧发酵使有机质降解,产生沼气,此法在农村有着广阔的发展前景,沼气不但可用作照明和燃料,还可建成以沼气工程为纽带的“猪、沼、果”生态农场等生态农业模式。
4 环境生物技术的发展前景4.1 微生物脱硫技术的开发利用微生物脱去煤中的无机硫和有机硫,可控制燃煤中SO2等含硫气体的排放。