生物强化技术KONODO
生物强化技术研究进展
山东化工SHANDONGCHEMICALINDUSTRY・92・2021年第50卷生物强化技术研究进展左旭哄,张永栋V,陈洋洋哄(1•江苏南大华兴环保科技股份公司，江苏盐城224000；2-江西南新环保科技有限公司，江西九江330300)摘要：由于废水水量增加、污染物种类更加复杂、出水水质要求提高，现有水处理设施不能很好应对这些问题，因此生物强化技术应运而生。
现代的生物强化技术研究内容从单一的高效降解菌的筛选到基因工程菌的构建，再到基因迁移’测试手段从对水质COD(BOD、氨氮等指标，扩展到利用PCR、DGGE、宏基因组学等基因技术’高通量测序方便研究者对污染物降解与菌群结构、功能基因等的研究，便于建立降解相关物质的基因库，为研究高效降解菌群提供依据’目前关于利用高通量技术研究生物强化技术的论文还比较少’利用高通量技术可以探讨不同影响因子对菌群的定量化影响及动态变化,还能发现新菌、新基因以及揭示与之相关的功能，这对进一步完善生物强化技术有重要意义’关键词:生物强化技术;高通量测序;综述中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1008-021X(2021)05-0092-05Bioaugmentation Technology SthdyZuo Xu1%2,Zhang Yongdong'%%Chen Yangyang1,2(lAiangsu NJU Environmental Technology Co.,Ltd., Yancheng224000,China；2A—nyai Nanxin Environmental Protection Technology Co.,Ltd.,Jiuj—ng330300,China)Abstract:The present wastewater treatment facili/es are so—cited that bioaugmenta—on is taken in—account due to the onceeasongamIuniIoihewasiewaiee,ihemIeecImpeeicIniamonanisand iheompeeemeniIoihesiandaedsIoihee o eueniquanioiy.ThecIeeIoiheboaugmeniaion osihee o ocoenidegeadongbacieeoae,ocusongIn ihecInienisoeIm iheIneysceeenongIoihee o ocoenidegeadongbacieeoaei ihecInsieucion Ioihegeneioca e y engoneeeed bacieeoum,subsequenieymIboeegeneioceeemenis.ThemeihIdsIoihemeasueemenichangeoeIm ihemeasueemeniIoiheCOD ce,BOD5,NH3-N,eiae.i iheusageIoihegene iechnIegy,such asPCR,DGGE,meiagenImocseiae.Neii-geneeaion sequencongiechnIegyosheepoueoeeeseaecheeisiudyihe eeeaionshop beiween ihedegeadaion IoihepI e u ianisand moceIboaecImmunoiy,ouncionaegenesicInsieuciihegenepIIeeeeaioeei ihedegeadaion IosImepI e u ianis.GenepIIecIued peeodeiheeeodenceoeeeseaecheei siudyihee o ocoenidegeadongbacieeoae.NIwadays,ihepapeesabIuiiheboaugmeniaion usongiheneii-geneeaion sequencongiechnIegyaeenIisImany.Theeeoee,usongiheneii-geneeaion sequencongiechnIegycan heep iquanioioeeeysiudyihee o eciIoiheonoeuenceoaciesIn ihe sieuciueeand dynamocsIoihemoceboaecImmunoiy.In addoion,iheiechnIegycan heep ioond ihenewbacieeoum,newgeneand dosceseiheouncion eeeaioeei ihegene.AbIeea e,neii-geneeaion sequencongiechnIegyosompIeianieymeanongouei deeeep iheboaugmeniaion.Key wordt:bCaugmenta—on；high-throughput sequencing；review随着科技和经济的发展，每天排放的废水水量不断增加，全球污水排放量4300-4500亿m3/a,我国污水排放量410-450亿m3/a,污水成分日益复杂,现代化工工艺和技术的不断发展，结构复杂、生化降解性能差的化合物进入环境中，同时在人民生活水平不断改善的大背景下，对出水水质的要求不断提高，且对工业节水提出了新要求，更增加污水处理的难度。
反硝化作用与反硝化菌KONODO
反硝化作用与反硝化菌2020一、反硝化作用：反硝化作用一般指在缺氧条件下，反硝化菌将（硝化反应过程中产生的）硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的过程。
在反硝化过程中，有机物作为电子供体，硝酸盐为电子受体，在电子传递过程中，有机物失去电子被氧化，硝酸盐得到电子被还原，实现在反硝化过程对硝态氮和COD的脱除。
理论上，1g硝态氮的全程反硝化需要硝化2.86g有机碳源（以BOD计）。
对生化处理中反硝化进水，可以考察其可生化性（BOD/COD）和含量（BOD/TN比例），以判断有机物碳源是否适宜并足够系统用于反硝化脱氮。
影响污水生物脱氮过程中反硝化作用的主要因素包括：溶解氧、pH值、温度、有机碳源的种类和浓度，以及水背景情况等。
一般认为，系统中溶解氧保持在0.15mg/L 以下时反硝化才能正常进行。
反硝化作用最适宜的pH为6.5-7.5,反硝化作用也是产碱过程，可以在一定程度上对冲硝化作用中消耗的一部分碱度。
理论上，全程硝化过程可产生3.57g碱度（以CaCO3计）。
在温度方面，实际中反硝化一般应控制在15-30 ℃。
二、参与反硝化作用的细菌反硝化菌主要参与硝态氮及亚硝态氮还原过程，是生化系统中硝酸盐氮去除的主要功能菌。
参与反硝化作用的细菌主要有以下几类：1、反硝化细菌(Denitrifying bacteria)这是一类兼性厌氧微生物，当水环境中有分子态氧时，氧化分解有机物，利用分子态氧作为最终电子受体。
当溶解氧(DO)低于0.15mg/L，即缺氧状态，反硝化细菌可用硝酸盐、氮化物等作为末端电子受体，以有机碳源为氢供体，将硝酸盐还原为NO、N2O或N2。
反硝化作用既可脱除污水中的硝态氮（总氮也自然降低），又可一定程度维持水环境pH稳定性，还可以降低COD。
这类反硝化菌中，有的能还原硝酸盐和亚硝酸盐，有的只能将硝酸盐还原为亚硝酸盐。
2、好氧反硝化细菌有些细菌能营有氧呼吸，同时实现反硝化作用。
从污水中，最早分离的好氧反硝化细菌是副球菌属的Paracoccus pantotrophus，该菌能在好氧情况下将。
黑臭水体
2.中试河段透明度变化 2.中试河段透明度变化
在中试工程入水口,河水呈现严重的黑臭现象,经过强氧 化曝气后,河水的黑臭现象得到明显改善,水体由黑色变为褐 色或者灰色,在2#坝上游,水体感观现象进一步得到改善,变为 灰白色,在生态修复区,河水基本消除黑臭现象,并逐渐转为绿 色,在中试工程出水口,河水水质进一步得到改善,呈现好看的 碧绿色,水体透明度最高可达50cm,此后,随着生态恢复措施的 加强,全河涌生态系统更加稳定,水体透明度进一步增加,表现 为从上游到下游逐步增高的趋势。
工程实例
实验方法
白海面中试工程技术路线总体定位于以原位生物修复技术 为主，同时辅以环境工程手段实现对河段的有效治理。在河道 上游构建三道拦水坝，变无控河道为可控中试河道，在1#坝下 游100m设置2#坝，2#坝下游100m处设置3#坝，1#坝～2#坝之间 为工程处理河段，2#坝～3#坝之间为生态修复河段，生态修复 区河段两岸，人工构建岸基复合生态滤床和浮叶植物化感作用 区，岸基复合生态滤床中间布设集水管，在水泵的作用下，回 流至整个中试工程入水口，接种下游生态系统。 中试河段全长200m，宽20m，人工截流使预处理河段水位稳 定在1.5m～2.0m左右，总水量为6000m3左右，每天上游排放污 水3000～4000m3 ，上游工业废水及生活污水排入预处理河段, 平均水力停留时间为1.0～1.5天。工程调试完工后，对实验河 段进行监测分析。
由于黑臭水体受污染情况复杂，单用一种修复方法往往 不能达到理想的效果，往往需要多种方法组合进行处理
采用底泥曝气、底泥 稳定化、土著微生物 激活三种技术组合， 通过氧化底泥硫化物 ，稳定底泥重金属及 磷、底泥及水体微生 物修复等手段可消除 河道黑臭。
将曝气充氧技术、微生 物净水技术、植物净化 技术及生物促生技术进 行组合并用于上海市中 心城区黑臭水体污染治 理与生态修复，对黑臭 水体的COD净化率可达 80%左右，对BOD5和NH3N可达90%以上，能够实 现黑臭水体生态系统的 快速恢复。
生物倍增工艺
生物倍增工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊生物倍增工艺，这可真是个神奇的玩意儿啊！
你想想看，大自然里的那些生物，它们的繁衍和生长多有意思呀！生物倍增工艺就像是大自然的魔法被搬到了我们的生活中。
它就像是一个超级厉害的大厨，能把各种原料巧妙地组合起来，做出一道道美味的“生态大餐”。
比如说，在一个池塘里，如果我们用普通的方法，可能鱼啊虾啊长得不温不火的。
但要是用上生物倍增工艺呢，哇塞，那就不一样啦！就好像给这个池塘注入了一股神奇的力量，让里面的生物们都活力满满，快速地生长、繁殖。
这工艺就像是给生物们开了个加速成长的小灶！能让它们在更短的时间里变得又多又壮。
这可不是吹牛哦，真的有很多地方都在用这个厉害的技术呢。
它能让废水变得清澈见底，就像变魔术一样！你说神奇不神奇？以前那些脏兮兮的水，经过生物倍增工艺的处理，一下子就干净了，还能再利用呢。
这多环保啊，既解决了污染问题，又节约了资源。
而且哦，它还能让我们的农业更上一层楼呢！让庄稼长得更好，让蔬菜水果更甜更大。
这可关系到我们每天吃的东西呀，是不是很重要？
你说这生物倍增工艺咋就这么厉害呢？它就像是一个隐藏在幕后的大功臣，默默地为我们的生活做出贡献。
咱再想想，如果没有生物倍增工艺，那得有多少问题没法解决呀！废水到处都是，环境恶化，我们吃的东西也没那么好。
哎呀，真不敢想象！
所以说呀，这生物倍增工艺真的是太重要啦！我们可得好好珍惜和利用它，让它为我们的生活带来更多的好处。
让我们一起为这个神奇的技术点赞吧！这就是生物倍增工艺，一个充满魔力和惊喜的领域，它真的在悄悄地改变着我们的世界呢！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
简述生物修复中的强化措施
简述生物修复中的强化措施在生物修复中，强化措施是指通过各种手段增强生物修复技术的效率和稳定性，以更好地恢复和改善被破坏的生态系统。
以下是一些常见的生物修复中的强化措施：1.适宜搜集和铺撒植物种子：植物是生物修复的重要组成部分，通过搜集和铺撒适宜的植物种子，可以增加植物的多样性和数量，提高生态系统的恢复能力。
2.使用高效微生物菌剂：微生物在生物修复中起着重要的作用，可以降解有害物质、提高土壤质量等。
使用高效微生物菌剂可以加快修复速度并提高修复效果。
3.引入适应性强的物种：在一些情况下，引入适应性强的物种是加快修复进程的有效方法。
这些物种具有快速生长、高度耐受逆境、丰富的营养需求等特点，可以迅速建立起新的生态系统。
4.应用生物结构材料：生物结构材料是指以生物为基础的材料，如生物降解塑料、植物纤维等。
这些材料可以用于修复土壤、改善水质、增加生物多样性等，为生物修复提供更好的基础条件。
5.创造人工栖息地：在一些情况下，为了促进野生动植物的繁殖和栖息，可以创造人工栖息地。
这些栖息地可以模拟自然环境，提供合适的食物和栖息条件，帮助野生物种恢复数量和生态功能。
6.促进物种互惠共生：在生物修复过程中，通过促进物种之间的互惠共生关系，可以增加修复效果。
例如，一些植物可以与土壤中的微生物共生，提供营养物质并获取对环境的修复能力。
7.利用生态系统服务：生态系统服务是指由生物修复所提供的各种有益服务，如水资源调节、土壤保持、气候调节等。
通过充分利用这些生态系统服务，可以加强生物修复的效果，提高生态系统的稳定性。
8.结合生物技术和传统技术：生物修复可以与传统的土壤修复技术相结合，如土壤修复、植被修复等。
通过充分利用现有的技术手段，可以加强生物修复效果，并提高修复过程的可持续性。
9.引入自然敌害控制：在修复过程中，可以引入自然敌害控制，帮助控制有害生物的数量，保护修复区域的生物多样性。
这能够维持一个更加平衡的生态系统，有助于修复进程的顺利进行。
猪尸体好氧堆肥生物强化技术研究
猪尸体好氧堆肥生物强化技术研究好氧发酵堆肥简单实用、经济环保并能为农作物提供高效肥料,已经成为动物尸体无害化处理的重要方式,但同时存在发酵周期长、堆肥产品质量不高等缺陷。
为了提高堆肥产品质量、缩短堆肥时间,本试验从猪尸体自然堆肥样品中分离出高效微生物,配制成复合菌剂,应用于猪尸体堆肥中,研究微生物菌剂的强化对猪尸体堆肥体系的影响。
主要研究结果如下:(1)采集猪尸体自然堆肥样品,分离筛选高效微生物。
共获得了35种微生物,其中24株细菌、9株真菌,2株放线菌。
(2)通过滴定法和平板法测定35种菌株的脂肪酶活性和蛋白酶活性、淀粉酶活性,筛选出4株酶活较高的微生物;生理生化及16S rDNA鉴定这4株菌分别为:地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌。
(3)运用L9(34)正交实验的方法研究菌株不同添加量对混合发酵液中微生物增殖的影响。
结果显示地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、甲基营养型芽孢杆菌中,地衣芽孢杆菌的添加量是最主要因素。
最优处理为处理A3B2C1D3(地衣芽孢杆菌0.75%,甲基营养型芽孢杆菌0.5%,解淀粉芽孢杆菌0.25%,枯草芽孢杆菌0.75%)时,活菌数可达到6.89×109cfu/m L,为试验所需组合,用于后续堆肥试验。
(4)对猪尸体好氧堆肥体系施加复合微生物菌剂,菌剂强化组最高温度为58℃,50℃以上持续15d,而对照组最高温度为52℃,50℃以上持续10d;菌剂强化组和对照组堆体含水率的变化趋势相同,均从55%左右降至33%左右;菌剂强化组和对照组的总氮含量各为1.9%和2.7%;堆肥结束菌剂强化组发芽指数达到97.3%,而对照组发芽指数仅为40.5%。
(5)利用16S rRNA高通量测序技术分析了猪尸体堆肥体系微生物群落的结构和动态变化。
菌剂强化组第1个月细菌的丰富度chao1指数和多样性Shannon指数为1059和7.06,对照组为682和5.96,表明添加微生物菌剂可以增加堆肥起始微生物的丰富度和多样性指数。
合成生物学发展现状与前景
合成生物学发展现状与前景一、本文概述合成生物学，作为一门新兴的交叉学科，旨在通过设计和构建新的生物系统和功能，以实现对生命现象的深入理解和应用。
近年来，随着生物技术的飞速发展，合成生物学在基础研究和应用领域均取得了显著的进展。
本文将对合成生物学的发展现状进行梳理，探讨其面临的挑战与机遇，并展望未来的发展前景。
我们将从合成生物学的定义与特点出发，介绍其发展历程和主要研究领域，分析当前的研究热点和前沿技术，最后展望合成生物学在医药、农业、环保等领域的潜在应用价值和未来发展方向。
通过本文的阐述，旨在为读者提供一个全面、深入的合成生物学发展现状与前景的概览。
二、合成生物学的发展历程合成生物学作为一门新兴的交叉学科，其发展历史虽然短暂，但成果斐然。
其发展历程可大致划分为概念的提出、技术的积累、以及应用的拓展三个阶段。
概念的提出阶段主要发生在21世纪初，合成生物学这一概念由生物学家和工程师们共同提出，他们希望通过这门学科，能够重新设计和构造生物系统，实现生物功能的优化和增强。
这一阶段，科学家们主要致力于探索生物系统的基本原理和规律，建立合成生物学的基本理论体系。
技术积累阶段则是在过去十余年中，随着分子生物学、基因组学、蛋白质组学等相关技术的发展，合成生物学得以快速发展。
科学家们利用这些技术，逐步揭示了生命现象的微观机制，为合成生物学的实践提供了强有力的技术支持。
在这一阶段，合成生物学领域涌现出许多重要的技术和方法，如基因编辑技术CRISPR-Cas基因合成技术、代谢工程等。
进入应用拓展阶段，合成生物学开始走向实际应用，其成果也逐渐显现。
在医药领域，合成生物学通过设计新型的生物药物和生物疗法，为疾病治疗提供了新的途径。
在农业领域，合成生物学通过改良作物基因，提高作物产量和抗逆性，为粮食安全做出了贡献。
在环保领域，合成生物学则通过构建高效的微生物处理系统，助力环境治理和污染修复。
合成生物学还在生物能源、生物材料等领域展现出广阔的应用前景。
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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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。
这也是功能性菌剂开发和生物强化技术的理论依据之一。
二、生物强化技术的应用
1、应用现状：
最常应用的是对活性污泥进行强化，以期实现增强活性、提高稳定性和提高效率等三个方面的作用。
目前，微生物强化技术对活性污泥进行改进的重点主要在以下几个方面：一是实现人工改良微生物群落，以适应难处理有机废水的背景；二是提高活性污泥系统的抗负荷冲击能力；三是提高生物降解效率；四是减少污泥的产生。
常常使用的是通用型的功能菌剂。
如硝化菌剂、反硝化菌剂等。
但是，各企业的污水背景、处理工艺都是具体的、特殊的，使得生化处理系统中微生物菌群存在差异，通用性的生物强化菌剂，往往难于实现的预期目的，这也成为生物强化技术的应用瓶颈之一。
3、KONODO生物强化技术的应用服务路径
KONODO一直在废水生化处理的生物强化方面进行技术积累，研发了系列化功能性菌剂体系和功能性合成菌群体系。
我们在具体服务中，通过该投加对目标污染物具有降解能力的菌剂，实现污水处理生化系统的菌群优化和生物强化，具有适应客户污水背景的个性化特征。
我们主要以技术解决方案的方式，为客户提供服务：
一是系统诊断，包括对污水背景的分析，对生化处理系统运行情况或故障的了解与分析；
二是菌剂研发，结合废水的背景特性和生化工艺特点，研发、构建生物强化菌剂；
三是系统调试，生物强化菌剂的应用和系统调试。