生物技术在石油废水降解领域中的应用

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微生物对环境中有机污染物的降解机制

微生物对环境中有机污染物的降解机制

微生物对环境中有机污染物的降解机制有机污染物是指由碳和氢等元素组成的化合物,常见的有机污染物包括石油类、农药、工业废水等。

这些有机污染物对人类和生态系统的健康产生严重威胁,因此寻找有效的降解方法成为了迫切的需求。

在此背景下,微生物降解成为了一种受到广泛研究的方法,微生物通过各种机制参与有机污染物的降解过程。

微生物降解有机污染物的机制主要分为生物吸附、生物转化和代谢三个方面。

首先,微生物可以通过生物吸附作用降解有机污染物。

微生物表面具有许多吸附结构,如细菌细胞壁上的膜蛋白、菌丝的纤毛等。

这些结构可以吸附并固定有机污染物,阻止其进一步扩散。

同时,微生物还可以通过表面吸附结构上的酶活性,进一步促进有机污染物的分解。

其次,微生物通过生物转化作用将有机污染物转化为较简单的化合物。

微生物体内的代谢酶可以催化有机污染物的化学反应,使其分解为更小的分子。

例如,石油类污染物中的芳香烃可以被微生物转化为酚、醛等低毒性物质。

这种生物转化作用具有高效、选择性强的特点。

最后,微生物通过代谢作用将有机污染物降解为无害的物质。

微生物能够利用有机污染物作为能量源进行代谢反应,将其转化为水、二氧化碳等无害物质。

这种代谢作用在自然界中广泛存在,为环境中有机污染物的彻底降解提供了有效途径。

微生物对环境中有机污染物的降解机制受到多种因素的影响,包括环境条件、微生物种类和污染物特性等。

首先,环境条件的酸碱度、温度、氧气浓度等因素会影响微生物的生长和代谢活性,进而影响微生物对有机污染物的降解效率。

其次,不同种类的微生物对不同类型的有机污染物具有不同的降解能力,这取决于微生物体内的代谢途径和代谢酶的种类。

此外,有机污染物的化学结构和性质也会影响微生物对其的降解速率和效果。

总的来说,微生物对环境中有机污染物的降解机制是多样而复杂的。

微生物通过吸附、转化和代谢等过程参与有机污染物的降解,有效净化环境。

然而,为了提高微生物降解的效率和速度,还需要深入研究微生物的特性和环境因素对其的影响,以及开发相应的技术手段来促进微生物降解的应用。

石油烃微生物降解

石油烃微生物降解

石油烃微生物降解石油烃微生物降解是指利用微生物的作用来分解石油中的有机化合物。

石油烃是指石油中的碳氢化合物,包括烷烃、烯烃和芳香烃等多种化合物。

这些石油烃在自然界中会受到微生物的降解作用,从而降低其对环境的污染。

石油烃微生物降解是一种环境友好的方法,被广泛应用于石油污染的处理和修复中。

石油烃微生物降解的过程可以分为三个阶段:吸附、生物降解和代谢。

首先,石油烃会与微生物表面产生物理吸附作用,使其附着在微生物细胞表面。

然后,微生物通过分泌特定的酶来降解石油烃分子,将其分解为更小的化合物,如醇、醛、酸等。

最后,微生物利用这些降解产物作为能源和碳源进行代谢活动,完成对石油烃的降解过程。

石油烃微生物降解的途径可以分为两类:氧化降解和还原降解。

氧化降解是指微生物利用氧气作为氧化剂,将石油烃分子氧化为二氧化碳和水。

这种降解途径需要有氧环境的存在,因此主要发生在土壤和水体中。

还原降解是指微生物利用电子受体,如硝酸盐、硫酸盐和铁离子等,将石油烃分子还原为低碳化合物,如甲烷和乙烷。

这种降解途径主要发生在缺氧的环境中,如深海沉积物和油藏中。

石油烃微生物降解的微生物主要包括细菌、真菌和藻类等。

细菌是最常见且最重要的降解微生物,可以分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两类。

革兰氏阳性菌主要通过产生外源酶来降解石油烃,而革兰氏阴性菌则通过胞内酶来完成降解过程。

真菌能够分泌多种酶来降解石油烃,其中真菌属于白色腐朽菌的能力最强。

藻类则主要通过吸附和利用石油烃进行光合作用来完成降解过程。

石油烃微生物降解的速度受到多种因素的影响。

温度是影响降解速度的重要因素,适宜的温度能够促进微生物的生长和活性酶的产生。

pH值也是一个重要的影响因素,适宜的pH值能够提供良好的生长环境。

水分含量、氧气浓度和营养物质的供应也会对降解速度产生影响。

此外,石油烃的种类和浓度也会对降解速度造成影响,某些石油烃分子会抑制微生物的生长和降解活性。

石油烃微生物降解在环境修复中发挥着重要作用。

分子生物技术在石油降解微生物研究中的应用

分子生物技术在石油降解微生物研究中的应用
收 稿 目期 : 0 7—0 20 4—2 3
作者简介 : 方大伟( 9 3 , 安徽芜 湖人 , 1 8 一) 男, 本科 , 研究 方向
是 水 污 染控 制 。
E ma l fn d w i9 3 1 6 c m — i : g a e1 8 @ 2 . o a

的生物甚 至人类 本身 造成 巨大危 害 ] 。对 于石 油 污
维普资讯
第 2 卷 第 6期 8
20 0 7年 1 2月
化 学 工 业 与 工 程 技 术
J u n l f h mia n sr & En ie rn o r a C e c lI duty o g n e ig
Vol28 N O - .6
随着 社会 经济 的 飞速 发 展 , 代化 工 业 对 石 油 现
在物 理 、 学 和生物治 理上 取得 了一 定 的进展 。 化
的需求 量不断加 大 , 种途 径 所 造 成 的石 油 污 染 也 各
非常严 重 , 工业废 水 排 放 、 舶排 水 、 如 船 油船 的泄 漏 等, 使得 周 围环境 受到 严重 污染 和破坏 , 自然界 中 对
生物技术 , 并对 该 研 究 领 域 未 来 的发 展 趋 势 进 行 了预 测
关 键 词 : 油污 染 ; 物 处 理 ; 生 物 降 解 ; 子生 物学 石 生 微 分 中 图分 类 号 :Q7 文 献 标 识 码 : 文 章 编 号 :0 6 9 6 2 0 ) 6 0 0 一 4 A 10 —7 0 (0 7 0 — 0 5 O

bi o e hn l gis t a r d l p id i h t y o c oo g nims f r pe r e ol gy t c o o e h ta e wi e y a pl n t e s ud f mir r a s o t olum e r d to r e d g a a in a e pr s n e e e t d. Th veo n r n f t b e fe d i or c s e e de l pi g t e d o he a ov il s f e a t d. Ke r s y wo d :Pe r l u p l to t o e m olu i n;Bi l ia r a m e ;M i r o ga im e r da i n;M ol c l r bol g o og c lt e t nt c o r n s d g a to e ua i o y

生物技术在石油化工中的应用

生物技术在石油化工中的应用

生物技术在石油化工中的应用摘要:生物工程技术是一种重要的新兴技术,近几年来随着不断地创新与发展,该技术已被广泛应用于石油化工、冶金加工等行业。

基于此,文章首先对生物技术的基本概念进行阐述,然后重点探讨了生物技术在石油化工中的应用,以期为石油化工行业的可持续发展提供借鉴。

关键词:生物技术;石油化工;应用研究生物技术是以生命科学为基础的自然科学方法,该技术主要是利用特定的工程学原理生产人们所需的产品。

生物技术在产生初期,主要用于医药和食品行业,随着科技水平的不断提升,生物技术逐步被应用于石油化工、冶金制造等行业,生物技术的使用改变了传统石油化工的生产模式,具有更加高效、低能耗、污染少、成本低的优点,相信在不久的将来,生物技术必将在促进石油化工行业发展中发挥更大作用。

1 生物技术的发展现状1.1 生物技术概述生物技术是基于微生物发酵工艺学而产生的一门综合性学科,其最初多为酶工程、发酵工程的发展服务,后来学者对生物技术的研究不断深入,有学者在1923年提出:可利用微生物技术解决石油回收过程中出现的问题,到60年代,生物技术开始被大范围应用于石油化工行业,尤其是生物催化剂固定化技术的应用使得精细化石油化工产品的生产成为可能。

随着各类学科融合度的提升,尤其是信息技术的大规模使用,各类生物催化剂、纯化分离等技术的发展更有利于石油化工行业生产模式的改变。

1.2 国外行业现状简析微生物技术被使用在石油化工行业距今已有较长的历史,各种乙醚、丙醇等产品的发酵工艺的应用使得工业生产制造效率迈上新的台阶,尤其是在20世纪70年代生物催化剂固定技术的使用,使得分子生物学的发展有了长足进步,细胞融合技术更是为石油化工行业研制各类生化产品提供了可能。

目前一些大型国际化公司,例如,德国拜尔、英国ICI都在生物技术研究方面投入了大量的研发力量,截至2015年,生物技术产品的销售额为12000亿美元,其中,石油化工产值占比达到28%。

浅析生物修复技术在石油污染治理中的应用

浅析生物修复技术在石油污染治理中的应用
的生物修 复。
21 . 生物修 复被 石油烃类污染的土壤
目前 , 治理石 油烃类 污染土 壤 的生物 修复 技术主
要 有两类 :一类 是微 生物修 复技 术 ,按 修复 的地 点又 可 分为 原位 生物 修复和 异位 生物修 复:另一类 是植物
修 复法 。 2 1 1微 生物修 复 法 ..
◆ 原位 生物修 复 将受污染的土壤在原地进行 处 理 。处理期 间 ,土 壤基本 不被搅 动 ,最 常见 的就地 处
理 方式 是在土 壤的水 饱和 区进 行 生物 降解 。除 了要加 入 营养 盐、氧源 ( 为 H0)外 ,还 需引入微 生物 以 多 2
提 高生物 降解 的能力 。污染 区挖一组 井 ,注 入一定 的
生物 膜法 是指 用 天然材 料 ( 卵石 ) 如 、合 成材 料
( 纤维 ) 如 为载 体 , 在其表 面形成 一种特 殊 的生物膜 ,
生物 膜表 面积大 ,可 为微生 物提供较 大 的附着表 面 , 有 利于加 强对污 染物 的 降解 作用 。其反应过 程是 :基
◆异位生物修复
主要包括现场处理法 、 预制床法 、
质 向生物 膜 表 面扩 散 一在 生物 膜 内部 扩 散 一微 生物 分 泌 的酵 素 与 催化 剂 发 生化 学 反应 一 代 谢 生成 物 排
生物 修复 ( ir m d a i n 技 术是 利用微 生物 、 boe e ito) 植物 及其他 生物 , 将环 境 中的危险性 污染物 降解 为二 氧化碳和水或转化为其他无 害物质 的工程 技术系统 Ⅲ。 生物 修 复 的概念 最初 来源 于 微 生物 对 环 境 污 染 的 治 理 ,至 今许 多文献 仍沿用 b o e e i t o 一词 ,专 ir m d a in 指微 生物修 复 , 通常将 其分 为广义 的生物修 复和狭 义

环境污染防治的新技术有哪些

环境污染防治的新技术有哪些

环境污染防治的新技术有哪些在当今社会,环境污染问题日益严峻,对人类的生存和发展构成了巨大威胁。

为了应对这一挑战,科学家们不断探索和创新,研发出了一系列环境污染防治的新技术。

这些新技术为改善环境质量、保护生态平衡提供了有力的支持。

一、生物技术在环境污染防治中的应用生物技术作为一种新兴的科学领域,在环境污染防治方面发挥着重要作用。

其中,微生物修复技术是一项引人注目的技术。

微生物具有强大的代谢能力,能够分解和转化各种污染物。

例如,某些特定的细菌和真菌可以降解石油、农药等有机污染物,将其转化为无害物质。

通过在受污染的土壤或水体中引入这些有益微生物,可以加速污染物的降解过程,恢复生态系统的功能。

此外,植物修复技术也逐渐受到关注。

一些植物具有吸收、积累和转化污染物的能力。

例如,某些水生植物能够吸收水体中的重金属离子,从而降低水体中的重金属含量。

利用植物修复技术,可以在污染区域种植特定的植物,实现对土壤和水体的净化。

二、纳米技术在环境污染治理中的创新纳米技术为环境污染治理带来了新的机遇。

纳米材料具有独特的物理和化学性质,如高比表面积、强吸附能力等。

纳米吸附剂能够高效地去除水中的重金属离子、有机污染物等。

其吸附性能远远优于传统的吸附材料,能够大大提高污染治理的效率。

纳米催化剂在环境污染治理中也表现出色。

例如,纳米级的光催化剂可以利用光能将空气中的有害气体如甲醛、苯等分解为无害物质。

在污水处理中,纳米催化剂可以促进有机物的氧化分解,提高废水处理的效果。

三、膜分离技术在污水处理中的应用膜分离技术是一种高效的污水处理技术。

它通过半透膜的选择性透过作用,实现对污水中不同物质的分离和提纯。

例如,反渗透膜可以去除水中的盐分、重金属离子等,超滤膜能够去除水中的大分子有机物和微生物。

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术的结合。

它将微生物固定在膜组件上,实现了高效的生物降解和膜过滤。

MBR 具有占地面积小、处理效率高、出水水质好等优点,在城市污水处理和工业废水处理中得到了广泛的应用。

微生物在废水处理中的应用

微生物在废水处理中的应用

好氧生物膜
随着微生物学 的发展 。微 生物应用 技术 的进 步 ,推动 了生物 工程在各个领 域 的应 用和长足 的 发展 。 在环境工 程 中 , 筛选 优势菌及处 理特殊废水
污水 如不 经过 处理 则会 使水 源不 适应 生活需 要 。
同时造成对 水生 生物 的毒 害作用 , 破坏水 产资源 。
收 稿 日期 :20 一 8 1 。 0 5 O — O
元 素组成 比例不 同 ,对各营养元 素的 比例要 求也
不同 。 常是指碳氮磷 比或碳氮 比, 通 好氧微 生物群 碳 氮磷 比( O P 为 1051 厌 氧微 生物碳 氮 B D : ) 0 ::, N:
磷 比 ( O P 为 106 1 为 保 证 废 水 处 理 效 B D : ) 0 ::, N: 果, 应按碳 氮磷 比配 给营养物质 [ 1 ] 。
还可传 播肠道传染病 。随着各种新 兴工业 生产 的
飞速 发展 , 生各种 工业废水 。 : 产 如 造纸废 水 、 石油
炼厂废 水 、 石油化工废 水 、 印染废 水 、 毛纺 厂废 水 、
的菌种 ,甚至在探 索用基 因工 程技术构 建超级 菌 用于环 境工程事业 。微 生物在 环境保护 和环境治

要 : 介 绍了微生物的特点和化学组成 , 同时介绍 了废水的来源、 特征 , 废水处理方法 以及在废水处理 中的
微 生物特征和净化废水的作用机理。随着微生物学的发展 、 生物应用技术的进步 , 生物在废水处理 中起着 日益 微 微
重 要 的作 用 。
关键词 : 微生 物
废水处理
好 氧活性污泥
2 废水 的来源与特 征
作者简 介: 邹妓 。 , 女 工程师 。19 年毕业于武汉水 利电 91

技术:石油炼化废水处理技术

技术:石油炼化废水处理技术

技术 | 石油炼化废水处理技术石油炼化废水是污染较严重和治理领域中处理难度较大的一类工业废水,其特征是高氨氮,污染物成份复杂、浓度高且多为生物难降解有毒有害有机物,水质、水量的波动幅度大。

相比物理法和化学法,生物法具有去除污染物的种类多,效率高、抗冲击能力强、处理成本低等优点。

目前,针对可生化性差、可生化利用率低的石油炼化废水,石油炼化企业通常采用A2/O和A/O等常规生物脱氮工艺技术,但这些技术的氨氮去除负荷低、溶解氧消耗量大,而且由于硝化细菌世代周期长,上述单污泥系统运行方式使氨氮硝化易受复杂的高浓度有机物影响,运行不稳定。

新型处理技术,如臭氧氧化技术,电化学和光化学法与氧化剂(如H2O2,O3和Cl2等)结合使用的技术尽管对于污水的处理和回用方面存在一定的优势,但由于能耗和处理费用较高,生产上尚未大量应用。

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下微生物直接以NH4+为电子供体,以NO2-为电子受体的氧化还原反应,产物为N2。

随着水处理技术的不断发展,厌氧氨氧化技术以其独特的技术优势受到国内外学者的关注。

现阶段国内对于石油炼化废水的处理工艺研究主要集中在A/O生物法曝气生物滤池、臭氧一曝气生物滤池、三元微电解-Fenton试剂氧化法、臭氧一固定化生物活性炭滤池和悬浮填料移动床生物膜法等技术,但关于将厌氧氨氧化技术应用到石油炼化废水的处理和探究对其菌群影响的研究较少。

本实验利用已具有高效脱氮性能的厌氧氨氧化一反硝化细菌混培物建立生物脱氮反应器进行连续驯化实验,旨在探究石油炼化废水中COD和毒性物质对于脱氮处理应用过程中厌氧氨氧化一反硝化细菌混培物的影响。

1、实验部分1.1实验装置本实验装置由原水箱、上向流移动床厌氧氨氧化反应器、反应器进水泵三部分组成。

原水箱总容积为20L。

反应器材质为有机玻璃,形式为圆筒形,内径为42mm,高为400mm。

反应器底部为厚度70mm的承托层,由粒径为2-20mm 砂砾石组成。

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生物技术在石油废水降解领域中的应用
摘要 随着石油开采技术的日渐成熟,石油开采废水的处理已成
为国内外研究的重要课题。因其组成复杂,含盐量高,难降解物质
浓度高,是难处理的工业废物。实验证明,微生物对污油确实存在
较强的选择性降解消耗作用,可以减轻石油生产对土壤的破坏及对
环境的污染。而且生物处理法的过程较简单,处理费用低,处理效
果好,一般不会产生二次污染。
关键词 微生物;烃类化合物;活性污泥法;氧化沟;生物膜法
中图分类号q81 文献标识码a 文章编号 1674-6708
(2011)35-0128-01
根据石油组成成分化学性质的差别,微生物对石油中不同烃类
化合物的代谢途径和机理是不同的。石油污染土壤中的微生物可以
利用微生物酶如脱氢酶对大多数石油污染物的攻击,将石油污染物
降解成无害物质的生物工程技术。而废水处理微生物对于水环境渗
透压的适应能力的不同,主要是由于不同微生物对于渗透压的调节
能力的不同所致。一般来说微生物在适当的渗透压下生长良好,渗
透压过高会导致微生物细胞因脱水过多而无法进行正常的代谢活
动,过低则易因基质中缺乏必要的无机离子而影响细胞的存活。目
前处理石油污染废水的生物技术主要包括活性污泥法、氧化沟和生
物膜法等。
石油主要是由烃类化合物组成,治理石油污染关键是降解烃类
化合物,根据其的化学结构特点,烃类的降解途径主要分为两部分:
链烃的降解途径和芳香烃的降解途径。此外,烷烃有时还可在脱氢
酶作用下形成烯烃,再在双键处形成醇进一步代谢。关于芳香烃的
降解途径,在有氧条件下先被转化为儿茶酚或其衍生物,然后再进
一步被降解。因此细菌和真菌降解的关键步骤是底物被氧化酶氧化
的过程,此过程需要分子氧的参与。
活性污泥法是借助曝气或者机械搅拌,使活性污泥均匀分布于
曝气池内,微生物壁外的粘液将污水中的污染物吸附,并在酶的作
用下对有机物进行新陈代谢转化。王赞春等研究了sbr以及投菌sbr
法处理炼油废水中污染物的效果,实验结果表明,废水中各种污染
物的去除率分别为:cod93.5% 、石油类98.6%、总氮89.8%。
sbr工艺是一种新型的高效废水处理技术,是对传统活性污泥法的
改进。该方法具有固液分离效果好、工艺简单、占地少、建设费用
低、耐冲击负荷强,温度影响小,活性污泥状态良好和处理能力强
等优点,是处理石油废水的一种具有前景的处理方法。
氧化沟对各种高cod、bod、油类等有机废水的深度处理有明显
效果。它的曝气池呈封闭、环状跑道式,污水和活性污泥以及各种
微生物混合在沟渠中进行循环流动。有很多企业采用了氧化沟工
艺,其处理出水水质与进水水质有关,只有确保一定的进水水质时,
出水才会达到理想的处理效果。与活性污泥法相比,氧化沟具有很
多优点:工艺简单;不仅可以去除bod和ss,还可以达到脱氮除磷
的效果;设备少,操作管理简便;低温有更大适应性等。氧化沟是
活性污泥法的发展,但是只有满足工艺要求时,才能发挥去污效果。
目前应用较广泛的生物膜法主要包括生物转盘、生物流化床、
接触氧化法和膜生物反应器等。生物转盘是利用较大的比表面积,
在低能耗的条件下转动产生高效曝气,使得氧气、水和膜之间有较
好的接触。盘片表面附着的膜状微生物在其新陈代谢的过程中对有
机污染物进行无害化降解。
由上面可知道,微生物对一些难降解化学物的降解,是通过一
系列氧化酶的催化作用完成的。在自然界中这一过程通常是由多种
微生物的协同作用来完成,速度比较缓慢。在自然环境中,微生物
对石油烃类降解与否以及快慢是与其所处的环境密切相关的。液态
的石油烃类在水中会形成水油界面,微生物正是在这一水油界面上
降解烃类的,降解速率与水油界面的面积密切相关。石油烃类的微
生物降解可在很大的温度范围内发生,在0℃~70℃的环境中均发现
有降解石油烃类的微生物。大多数微生物在常温下较易降解石油烃
类,且由于某些对微生物有毒害的低分子量石油烃类在低温下难挥
发,会对石油烃类的降解有一定的抑制作用,所以低温下石油烃类
较难降解。大多数的石油烃类是在好氧条件下被降解的,这是因为
许多烃类的降解需要加氧酶和分子氧。但也有一些烃类能在厌氧条
件下被降解。在天然水体中,为了促进石油烃类的降解而添加水溶
性的氮源和磷源也受到限制,因为有限添加的氮源和磷源在水体中
被高倍稀释而难以支持微生物的生长。
尽管微生物可以降解石油,但是影响其讲解的不稳定因素有很
多,到目前为止还没有一种能在短时间内彻底降解石油的有效方
法,所以在微生物降解石油方面的研究仍然任重而道远。我相信,
随着现代微生物学和基因组计划的更进一步发展,更多微生物物种
的发现和生物技术的应用,石油污染问题将会得到更有效的解决。
参考文献
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技术,2003(5).
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