生物强化处理
莱特生物强化技术处理高浓度有机废水的中试
废水在混合 罐 中按 一定 比例开 始混 合 ， 在调 节隔 油罐 中进行 油水沉 降分离 以后 ， 出水直 接进 入生 物强 化反 应池 ， 水 中的大部分 有机物 在生 物强 化处 理池 内被 废
特 效 微 生 物 降解 ； 了 维 持 生 物 强 化 池 内 的 微 生 物 生 为
长环境 ， 利用鼓 风 机持 续 向池 内供 氧 ， 用 营 养 液计 利 量泵 定期 向池 内投加 营养液 ， 同时 为 了保持 池 内合适 的含盐 量（ ＤＳ 满 足 ２ ～３ ／ Ｔ ） ０ ０ｇ Ｌ的运 行 要求 ， 需要 通过清 水计量 泵 向池 内补充 低盐水 ； 物强 化池 内曝 生
中 国 石 油 兰 州 石 化 公 司 化 工 抗氧 剂装置 废 水 、 羟 基 苯 甲醛 装 置 废水 、 酐 对 顺 装 置废 水 、 甲乙 酮装 置 废水 四种 ， 水 中 的 Ｃ ） 含 废 （ Ｄ、
盐 量较高 ， 是传统生 化法难 以处理 的 高浓度 、 毒性 、 高
图 １ 试 验 装 置工 艺 流 程
张 新 惠 ，９ ６年 毕 业 于 中国 石 油 大学 （ 东 ） １９ 华 化学 工 程 与 工 艺专 业 ， 程 师 ， 工 现就 职 于 中 国 石 油 大 港 石 化 公 司 ， 要 从 事 高 浓 度 有 机 废 水 处 理 工 作 。 主 通信地址 ： 天津 市 大 港 区三 号 院 滨海 北 路 １ ７４ ６—１号 中 国石 油 大 港 石 化 公 司 ，０ ２ ０ ３ ０ ８
关键 词 Ｌ Ｒ 生 物 处 理 工 艺 有 机 废 水 高 Ｃ Ｄ 石 油 类 ＴＢ Ｏ
０ 引 言
污水处理中的生物强化技术
污水处理中的生物强化技术在当今社会，随着工业化和城市化进程的加速，污水的排放量不断增加，水质污染问题日益严重。
为了保护生态环境和人类健康，污水处理技术的研究和应用变得至关重要。
生物强化技术作为一种新兴的污水处理方法，具有高效、经济、环保等优点，逐渐受到人们的关注和重视。
一、生物强化技术的概念生物强化技术是指通过向传统的生物处理系统中引入具有特定功能的微生物、酶或基因工程菌等，以提高污水处理系统的性能和效率。
这些引入的微生物或生物制剂能够增强系统对难降解有机物、有毒有害物质的去除能力，改善污泥性能，提高系统的稳定性和抗冲击能力。
二、生物强化技术的作用机制1、直接作用引入的高效微生物能够直接降解污水中的污染物。
这些微生物经过筛选和培养，具有特定的代谢途径和酶系，能够快速分解和转化目标污染物，从而提高处理效果。
2、共代谢作用某些微生物在降解主要污染物的同时，能够产生一些酶或中间产物，促进其他微生物对难降解污染物的分解。
这种共代谢作用可以拓宽污水处理系统的污染物去除范围。
3、竞争抑制作用引入的优势微生物能够与原有的微生物群落竞争生存空间和营养物质，抑制有害微生物的生长和繁殖，从而优化微生物群落结构，提高处理系统的稳定性。
4、生物刺激作用添加一些营养物质、生长因子或电子受体等，可以刺激微生物的生长和代谢活性，增强其对污染物的去除能力。
三、生物强化技术的应用形式1、投加高效微生物菌剂这是最常见的生物强化方式。
通过筛选和培养具有特定功能的微生物，制成菌剂投加到污水处理系统中。
例如，对于含有芳香烃类化合物的污水，可以投加能够降解这类化合物的微生物菌剂。
2、固定化微生物技术将微生物固定在特定的载体上，如多孔材料、凝胶等，使其在处理系统中保持较高的生物量和活性。
固定化微生物技术能够提高微生物对环境变化的适应能力，减少微生物的流失。
3、基因工程菌的应用利用基因工程技术构建具有特定降解能力的基因工程菌，并将其引入污水处理系统。
生物强化技术在难降解有机物处理中应用
生物强化技术在难降解有机物处理中的应用摘要：总结生物强化技术的方法及优缺点，阐述生物强化技术的广阔应用范围与前景，并提出现在以及今后发展的热点方向。
关键词：生物强化；难降解有机污染物；微生物；生物修复1、概述目前实施生物强化技术可通过如下三条途径：投加有效降解微生物；优化现有处理系统的营氧供给、添加基质（底物）类似物来刺激微生物生长或提高其活力；投加遗传工程菌（gem）。
1.1投加有效降解微生物实施该技术的前提是获得可降解待定有毒难降解有机污染物的菌株，降解菌大多数在纯培养体系中表现高活性，对于多菌株共存的生物处理系统中，投加难降解菌株能否起到强化有机物降解的作用，尚需评估。
edgehill等人认为有效的菌剂应满足：①投加后，菌体活性高；②菌体可快速降解目标污染物；③在系统中（如曝气池）不仅能竞争性生存，且可维持相当的数量。
为了解决投加纯营氧物所出现的问题， stenstrom研究小组开发一种非线性富营氧反应器（er）工艺。
所谓er实际上是一个或多个sbr，以富集足够数量可连续供给主体反应器的驯化培养物，同时以有毒物本身及其降解过程的某些代谢中间体作为维持驯化作用的选择压力。
er培养的驯化培养物投加至主体工艺，强化有毒有机物的生物降解作用。
1.2投加营氧物质或基质类似物由于大多数难降解有机污染物的降解是通过共代谢途径进行的，在常规活性污泥系统中可降解目标污染物的微生物数量与活性比较低，添加某些营氧物质包括碳源与能源性物质，或提供目标污染物降解过程中所需的因素，将有助于降解菌的生长，改善处理系统的运行性能。
投加基质类似物是针对代谢酶的可诱导性而提出的，利用目标污染物的降解产物、前体作为酶的诱导物，提高酶活性。
作为诱导物（基质类物质）应考虑：毒性相对较低、价格低廉且有多种用途，并在无富集基质（目标污染物）时，诱导物可维持富集培养物的生长特性与污染物降解动力学。
在分批培养的条件下，已有很多研究证实投加营氧物可刺激有毒难降解有机物的生物降解。
生物强化技术在淀粉废水处理中应用
生物强化技术在淀粉废水处理中的应用摘要：本文通过马铃薯淀粉废水的水质特点分析，结合国内外现有成熟生化处理工艺，针对生物强化技术在生化处理阶段的应用，进行了分析和研究。
关键词：生物强化技术淀粉废水处理应用与研究在马铃薯淀粉加工过程中，会产生大量的淀粉废水。
根据有关调查和统计，按万吨干淀粉生产规模计算，马铃薯淀粉废水排放量平均为7万吨，其中蛋白废水4万吨，淀粉洗涤废水3万吨。
淀粉废水中含有大量的悬浮物（杂质）、蛋白质和糖类，污染物浓度变化较大，cod浓度一般在7000-40000mg/l，峰值可达到75000mg/l，ss浓度则高达4000-15000mg/l。
一、国内外同类废水处理研究现状分析通常，对于淀粉废水这种高浓度有机酸性废水，目前，国内外常见的成熟技术，基本上是采用预处理加生化处理的方法。
据调研，包括美国、欧盟、日本等发达国家，淀粉加工废水80%以上是采用以生化法为主体的处理工艺。
生化处理法在国内外污染治理行业中，是降解淀粉废水的不可或缺的一种治理工艺，主要分为好氧生化法和厌氧生化法。
好氧生化法包括活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法等，厌氧生物法多采用uasb、abr等厌氧反应器。
在我国大中型淀粉加工企业中，大多已建有不同规模的生化处理装置，且多为厌氧+好氧的复合生化处理工艺。
(1)厌氧生化法厌氧生化法可有效地提高生化池负荷，减小池容，大幅度降低动力消耗，在同样处理能力的情况下，厌氧生化的运转费用只有好氧生化法的一半，同时可回收沼气，因此具有较大的经济效益。
但由于其处理不彻底，因此基本不能单独使用。
厌氧处理同时还可有效地去除废水中的氨氮。
这是一种较好的生物脱氮(有时也采用生物膜系统)、脱磷系统。
(2) 好氧生化法在水污染控制领域，好氧生物处理广泛应用于去除废水中的有机物质。
好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。
微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。
生物强化技术KONODO
生物强化技术2020目前，污水处理领域生物技术的应用研究，主要集中在优势菌种的筛选、驯化、纯化等传统的微生物工程技术方面。
一、生物强化技术的原理1、生物强化技术(Bio-augmentation)，发端于20世纪70年代中期，80年代以后逐步得到关注、研究和应用。
该技术的基本原理是，为了提高生物降解反应器或原体系中微生物的降解能力，通过投加外源微生物或营养调节成分来保持、强化反应器中微生物的活性，从而提高生物降解效果。
生物强化技术所利用的微生物可以来源于原有的生物降解体系，经过驯化、富集、筛选、培养获得：也可能是原来生物降解体系中不存在的微生物。
通过投加外源微生物对有机物的降解作用，包括微生物的直接降解作用和微生物的共代谢作用。
直接降解作用：通过投加能够降解目标污染物的微生物，提升生物反应器中生物降解活性，微生物以污染物为碳源或能源，实现对污染物的直接降解。
共代谢作用：有些污染物质，微生物不能直接以其碳源和能源生长，但在其它基质存在的条件下，能促进其降解。
共代谢过程主要通过不同类型的微生物相互协作降解污染物质，在生物降解过程中有着极其重要的作用。
2、采用生物强化技术，实现对污染物的直接降解作用和共代谢作用，前提是获得功能性降解微生物或者微生物菌群。
获取具有降解功能的微生物或菌群主要途径有：1、通过长时间驯化，获得具有一定降解能力的菌株或菌群；2、从特定的环境中分离纯化、获得某些具有特定降解能力的微生物菌株；3、通过基因工程技术改造微生物，使其获得或增强特定降解能力。
3、从本质意义上讲，在生产中投入活性污泥也属于生物强化技术。
但对于污水中含有难生物降解或毒性强的污染物，则需要经过长期驯化，尤其是自然的筛选和淘汰过程，才能逐步在反应器中建立生物降解菌群，实现生物降解过程。
而且，污泥来源的微生物菌群并非常常有效。
因此，在常规污水处理的生化系统中通过投加外源性具有降解功能的微生物，实现对生物降解微生态系统的优化，提高生物降解的广谱性和生物降解的效能，就成了实际应用中的一个选项。
垃圾压缩站污水的生物强化处理
ｔａ ｉ ｎ ｆＣ ｒ ｔｏ ｓ ｏ ＯＤ ｎ ａ ｄ ＮＨ ３Ｎ ｆ ｔ ｅ ｆｎ ｌｅｆｕ ｎ ｒ ｏ ｓｓ ｅ ｔｙ ｂ ｌ ｗ ｈ ａ ｉ ｎ ｌｄ ｓ ｈ ｒ ｅ ｌ ｔ （ － ｏ ｈ ｉ ａ ｆ ｌ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｃ ｎ ｉｔ ｎ ｌ ｅｏ ｔ ｅ ｎ ｔｏ ａ ｉ ｃ ａ ｇ ｉ ｓ ＣＯＤ一 １ ０ ｍｉ ２
１ 实 验 部 分 １ １ 实验 材 料 ．
任何处 理就 随 意排 放 ， 会 对 附近 的纳 污 水 体 产 生 将 严重 污染 ｌ 。国 内关 于垃 圾压 缩 站污 水处 理 的 研究 ＿ ２ ］ 还处 于起 步 阶段 。在 方 城 市 ， 降 水 量 和 垃 圾 站 匕 年
冲洗水 量较 少 ， 此 垃 圾 压 缩 站 污 水 具 有 高 Ｃ 因 ＯＤ、
ｍｇ Ｌ ａ ｄ ＮＨ３Ｎ ＝ ２ ／ ． ／ ｎ － ５ｍｇ Ｌ）
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ： Ｗ ａ ｔ ｗ ａ ｅ ｆｃ ｙ ｒ ｓ ｅ ｔ ｒｏ ｏｍ ｐ ｃ ｉ ｔ ｔｏ Ａ ｎ ｅ ｏ ｃ ａ ｒ ｉ ｒ ｅ ｓ Ｂｉａ ａ ｔｏｎ ｓ ａ ｉ ｎ ａ ｒ ｂｉ－ ｅ ｏｂ ｃ ｐ ｏｃ ｓ ｏ ｕｇｍ ｅ ａ ｉ ｎｔ ｔｏｎ
维普
垃 圾 压 缩 站 污 水 的生 物 强 化 处 理 ＊
刘 瑶 庞金 钊 杨 宗政 周 秀凤
（ 津科 技 大 学 海 洋 科 学 与 工 程 学 院 ， 津 ３ ０ ２ ） 天 天 ０ ２ ２
关键 词 垃圾 压缩 站 污 水 厌 氧 ／ 氧 生 物 强 化 好
Ｂｉａ ｇｍｅ ａｔｏ ｅ ｈａ ｅ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｏ ｓ ｅ ｏｕ ｎｔ ｉｎ ｎ ｎｃ ｄ ｔｅ ｔ ｎ ｆ ｗａ ｔｗａｔｒ ｆ ｏ ｍ ｕ ｉ ｉ ｌｓ ｉ ｗａ ｔ ｏｍ ｐ ｃ ｉ ｔ ｔｏｎ ｅ ｒ ｍ ａ ｎ ｃｐａ ｏｌ ｄ ｓ ｅ ｃ ａ ｔｏｎ ｓａ ｉ
生物强化技术在污水处理中的应用
状况 一般 比较 复杂 ，含有 多种 成分 ，因此将 其投加 到 系 统后可 能受 到其 他组 分 的抑制作 用 ， 以达 到预期 难 的治理 目标 。为此 ，Ｂｂ ｏｋ等 开发 了一种 离线 富集 ａ ｃｃ 反 应器 （ ｆ— ｉｅ ｅ ｒｃ ｉｇｒ ａｔ ｒ 。这 种 反应 ｏｆ ｌｎ ｎ ｉｈ ｎ－ ｅｃｏ ） 器 可为 生物 强化技 术 的实施 提供 大量 菌剂 ，并模拟 实 际废水 的组成 和环 境条 件 ， 使投 加 到系统 中 的菌种 很 快 适应 新环 境 ，从而有 效去 除 目标物 。 研 究认 为 ， 通过 投加 与 目标物 类似 的营养 物质 可 以达 到富集 培养 的 目的 。Ｓ ｈ ｉｔ等研 究还 发现 ，用 ｃｍ ｄ 纯 菌 Ｐ ｅｄｍ ｎ ｓ ｐ 降解 卜硝基 苯酚 ，葡萄 糖 的存 ｓｕ ｏｏ ａ ｓ 在 会 提 高 卜硝基 苯与 最 大 比基 质 的去除速 率 ，但 此 法 并不适 用 于所 有 的微 生物 。例 如 ，Ｌｃｍ ｎ ａ ｋａ ｎ利 用 ３ ～４种 假单 胞属 的优 势菌 种进行 ２ ４ 二氯 苯氧 乙酸 ，一
摘
要 生物强化技术是一种利用生物治理废水的高效技术，在废水治理中具有广阔的应用前景 ．其作
用机理是通过在 污水中加入优势高效菌种来增加和改善处理系统的能力。 文章介绍了生物强化技术的作用机理 以及在废水治理中的应用效果，利用 实验评价 了生物强化作用的效果，并总结 了应用中存在的问题 ．
关 键词 生物 强化 技 术 废 水 治理技 术 微 生物 生 物 降解
０ 引 言
生物强化技术 （ｉａ ｇｅ ｔｔｏ ） ｂ ｏｕ ｍｎ ａ ｉｎ 又称生物增强 技术， 是通过向废水处理系统中直接投加从 自然界中 筛选 的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌 种 ，以改善 原处理 系统 的能力 ，达到对 某种 或某 一类
生物强化处理PPT课件
生物强化处理与其他技术的联合 应用
将生物强化处理与其他水处理技术结合， 如活性炭吸附、臭氧氧化等，实现优势互 补，提高整体处理效果。
未来发展方向
拓展应用领域
将生物强化处理技术应用于 更多类型的废水处理，包括 高浓度有机废水、重金属废 水等。
石油污染治理
总结词
生物强化处理在石油污染治理中具有显著效果，能够 有效降解石油烃类污染物。
详细描述
针对石油泄漏等石油污染事故，生物强化技术通过强 化微生物的降解能力，促进微生物对石油烃类污染物 的分解转化。通过向受污染环境中投加高效降解菌株 或优化原有菌株，提高微生物降解石油烃的能力，降 低石油污染对环境和生态系统的危害。生物强化处理 技术具有处理效果好、处理速度快、环保等优点，在 石油污染治理中具有广泛的应用前景。
生物强化处理ppt课件
目录
CONTENTS
• 生物强化处理概述 • 生物强化处理技术 • 生物强化处理的应用案例 • 生物强化处理的研究进展与未来发展方向 • 结论
01
CHAPTER
生物强化处理概述
定义与特点
定义
生物强化处理是一种利用特定微 生物来提高废水处理效率的方法 。
特点
具有针对性强、处理效率高、操 作简单等优点，适用于多种类型 的废水处理。
有机废弃物处理
总结词
生物强化处理在有机废弃物处理中发挥重要作用，能够加速有机废弃物的分解和资源化 利用。
详细描述
针对各类有机废弃物，如农作物秸秆、畜禽粪便、城市生活垃圾等，通过生物强化技术， 选择性地富集和培养高效降解微生物，提高微生物降解能力，加速有机废弃物的分解和 资源化利用。该技术的应用有助于减少环境污染，提高资源利用率，促进循环经济发展。
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Groundwater bioremediation
Ground water bioremediation
Plumber best friend
BioOne
Before bioaugmentation
A Daphnia species
Actual size -2mm.
After bioaugmentation
• 对采用生物强化技术存在的争议 普遍存在 适者生存
Bioremediation and Bioaugmentation
• Bioremediation will be defined as the use of selected microorganisms to accomplish a biological cleanup of a specified contaminated area, such as soil or water.
基因工程菌应用实例
• Burkholderia cepacia G4，在芳香族化合物
存在的条件下能够共代谢三氯乙烯(TCE)，但 降解中间产物会对该菌起毒害抑制作用。
• 通过Tn5插入产生Burkholderia cepacia G4
5223-PR1，能够从结构上表达降解TCE的邻 甲苯单氧合酶，因此在没有诱导物（如芳香族 化合物）的情况下也可降解TCE（Winkler et al., 1995）。
实验室
BTX 废水（苯、甲苯、升流式附着床 实验室
Байду номын сангаас
二甲苯）
结果 提高严寒天气中 BOD 去除率 提高 COD 去除率 防止污泥膨胀
降低污泥床层 显著降低 COD、BOD、洗涤剂、油 脂，减少发臭产生 脱氨率大幅度提高
加快系统启动 改善系统运行 提高苯酚去除率及系统稳定性 缩短启动时间
加快系统启动 提高降解速率 加快系统启动，提高污泥抗负荷冲击 能力 加快系统启动 提高降解效果 提高降解效果 显著提高 BTX 的去除率
生物强化技术在 水污染治理中的应用效果评价
• In other words, bioremediation deals with a finite project or area, while bioaugmentation involves working to improve a continuous process.
二、生物强化技术的作用机理及特点
商业菌剂
• 形态
– 干化和液态
• 组成
– 自养、异养和兼性菌
• 选择注意事项
(1)在较低或较高温度下生长的能 力;
(2) 抵抗高浓度污染物的能力 (3)抗重金属的能力 (4) 在较宽泛的环境和介质中生
存的能 (5)产生生物表面活性剂，更利于
与污染物接触。
四、生物强化技术在 水污染治理中的应用现状
• 高浓度有机废水； • 有毒、有害难降解污染物的治理； • 脱氮除磷； • 改善系统污泥特性，降低污泥产量； • 强化废水中油脂的液化和降解 • 江河湖泊等的水体修复 • 地下水生物修复
生物强化技术在水污染治理中的应用实例
废水类型 轴承厂废水 牛奶加工废水
城市废水 洗衣及厨房废水
化工厂含氨废水
苯酚废水
一、生物强化技术产生背景
• 两个基本概念
Bioaugmentation：生物强化，生物增强，投菌法 Bioremediation：生物修复，生物整治
• 产生背景 二十世纪七十年代中期
Superbugs rescue waste plant. (Anon, 1977, Chemical Week)
• Bioaugmentation will be defined as the application of selected microorganisms to enhance the microbial populations of an operating waste treatment facility to improve water quality or lower operating costs.
获得特定的 目标基因
核酸内切酶切割
目标基因片断
载体（质粒或病毒）
核酸内切酶切割
质粒DNA片断
基因工程菌 构建过程
细胞外重组
重组DNA
转化（质粒）、转导或 转染（病毒）
重组DNA进入受体 细胞内扩增并表达
利用遗传标记筛选
具目标基因表达 功能的重组体
Gene cloning and Expression using Plasmid pBR322
从自然界筛选 高效菌种的步骤
选择环境 （水或土壤）
分离适应性菌株
选择特殊降解性菌株
选择高效菌株
接受突变剂进一步筛选 增强酶活性 增强胞外酶分泌 增强效应因子分子作用 降低阻碍分子作用
发酵培养单一菌株
摇瓶培养
发酵罐培养
富集基质和诱导物
有毒有害废水
菌剂 富集反应器
出水
剩余污泥 典型活性污泥工艺
富集反应器（ off-line enrich-reactor)
生物强化作用机理
如何实现生物强化技术？
1 .高效菌种的培育
– 从自然界筛选 – 构建基因工程菌
2 .高效菌种在投加系统内的保持及活力表达
– 原生动物捕食，水力流失，有毒有害物质抑制， DO，pH
– 微生物检测技术
3 .对目标物的有效去除或对某方面性能的改善
三、生物强化菌剂的来源
从自然界筛选 构建基因工程菌 直接购买商业菌剂
作用机理
• 直接作用 • 共代谢作用 • 基因水平转移作用
应用特点
优点
操作简单，因地制宜，应用灵活 针对性强，见效快
• 缺点
系统中高效菌数量和活性不易控制
共代谢
• 就是对于一些有毒有害物质，微生物不能以其 为碳源和能源生长。但在其它基质存在下能够 改变这种有害物的化学结构使其降解。如以甲 烷、芳香烃、氨、异戊二烯和丙烯为主要基质 生长的一些菌可以产生一种氧合酶，这种酶可 以共代谢三氯乙烯(TCE)。
操作系统 滴滤池 延时曝气 曝气塘 氧化沟 氧化塘 滴滤池
规模 全规模 全规模
全规模 全规模
普通活性污泥 全规模 法 SBR 稳态 实验室 SBR 非稳态 SBR
3-氯苯甲酸酯废水 （3CB） 含磷废水
SBR SBR
SBR
实验室 实验室
五氯酚(PCP)废水 UASB
实验室
对氯酚废水(4-CP) 恒化器