生物强化处理PPT格式课件下载.ppt

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生物修复，生物整治生物修复，生物整治产生背景产生背景二十世纪七十年代中期二十世纪七十年代中期Superbugsrescuewasteplant.（Anon,1977,ChemicalWeek）对采用生物强化技术存在的争议对采用生物强化技术存在的争议普遍存在普遍存在适者生存适者生存BioremediationandBioaugmentationBioremediationwillbedefinedastheuseofselectedmicroorganismstoaccomplishabiologicalcleanupofaspecifiedcontaminatedarea,suchassoilorwater.Bioaugmentationwillbedefinedastheapplicationofselectedmicroorganismstoenhancethemicrobialpopulationsofanoperatingwastetreatmentfacilitytoimprovewaterqualityorloweroperatingcosts.Inotherwords,bioremediationdealswithafiniteprojectorarea,whilebioaugmentationinvolvesworkingtoimproveacontinuousprocess.二、生物强化技术的作用机理及特点作用机理作用机理作用机理作用机理直接作用直接作用直接作用直接作用共代谢作用共代谢作用共代谢作用共代谢作用基因水平转移作用基因水平转移作用基因水平转移作用基因水平转移作用应用特点应用特点应用特点应用特点优点优点优点优点操作简单，因地制宜，应用灵活操作简单，因地制宜，应用灵活操作简单，因地制宜，应用灵活操作简单，因地制宜，应用灵活针对性强，见效快针对性强，见效快针对性强，见效快针对性强，见效快缺点缺点缺点缺点系统中高效菌数量和活性不易控制系统中高效菌数量和活性不易控制系统中高效菌数量和活性不易控制系统中高效菌数量和活性不易控制共共代谢代谢就是对于一些有毒有害物质，微生物不能以其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以共代谢三氯乙烯（TCE）（TCE）。

生物强化作用机理如何实现生物强化技术？

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从自然界筛选自然界筛选构建基因工程菌构建基因工程菌直接购买商业菌剂直接购买商业菌剂从自然界筛选高效菌种的步骤选择环境选择环境选择环境选择环境（水或土壤）（水或土壤）（水或土壤）（水或土壤）分离适应性菌株分离适应性菌株分离适应性菌株分离适应性菌株选择特殊降解性菌株选择特殊降解性菌株选择特殊降解性菌株选择特殊降解性菌株选择高效菌株选择高效菌株选择高效菌株选择高效菌株接受突变剂进一步筛选接受突变剂进一步筛选接受突变剂进一步筛选接受突变剂进一步筛选增强酶活性增强酶活性增强酶活性增强酶活性增强胞外酶分泌增强胞外酶分泌增强胞外酶分泌增强胞外酶分泌增强效应因子分子作用增强效应因子分子作用增强效应因子分子作用增强效应因子分子作用降低阻碍分子作用降低阻碍分子作用降低阻碍分子作用降低阻碍分子作用发酵培养单一菌株发酵培养单一菌株发酵培养单一菌株发酵培养单一菌株摇瓶培养摇瓶培养发酵罐培养发酵罐培养菌剂菌剂菌剂菌剂富集反应器（富集反应器（off-lineenrich-reactor）富集反应器富集反应器富集反应器富集反应器典型活性污泥工艺典型活性污泥工艺典型活性污泥工艺典型活性污泥工艺出水出水出水出水剩余污泥剩余污泥剩余污泥剩余污泥有毒有害废水有毒有害废水有毒有害废水有毒有害废水富集基质和诱导物富集基质和诱导物富集基质和诱导物富集基质和诱导物获得特定的获得特定的获得特定的获得特定的目标基因目标基因目标基因目标基因目标基因片断目标基因片断目标基因片断目标基因片断载体（质粒或病毒）载体（质粒或病毒）载体（质粒或病毒）载体（质粒或病毒）质粒质粒质粒质粒DNADNADNADNA片断片断片断片断重组重组重组重组DNADNADNADNA重组重组重组重组DNADNADNADNA进入受体细进入受体细进入受体细进入受体细胞内扩增并表达胞内扩增并表达胞内扩增并表达胞内扩增并表达具具具具目标基因表达目标基因表达目标基因表达目标基因表达功能的重组体功能的重组体功能的重组体功能的重组体核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割核酸内切酶切割细胞外重组细胞外重组细胞外重组细胞外重组转化（质粒）、转导或转化（质粒）、转导或转化（质粒）、转导或转化（质粒）、转导或转染（病毒）转染（病毒）转染（病毒）转染（病毒）利用遗传标记筛选利用遗传标记筛选利用遗传标记筛选利用遗传标记筛选基因工程菌构建过程GenecloningandExpressionusingPlasmidpBR322基因工程菌应用实例基因工程菌应用实例BurkholderiacepaciaG4，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BurkholderiacepaciaG45223-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（Winkleretal.,1995）。

商业菌剂商业菌剂形态形态形态形态干化和液态干化和液态干化和液态干化和液态组成组成组成组成自养、异养和兼性菌自养、异养和兼性菌自养、异养和兼性菌自养、异养和兼性菌选择注意事项选择注意事项选择注意事项选择注意事项

（1）

（1）

（1）

（1）在较低或较高温度下生长的能在较低或较高温度下生长的能在较低或较高温度下生长的能在较低或较高温度下生长的能力力力力;

（2）

（2）

（2）

（2）抵抗高浓度污染物的能力抵抗高浓度污染物的能力抵抗高浓度污染物的能力抵抗高浓度污染物的能力（3）（3）（3）（3）抗重金属的能力抗重金属的能力抗重金属的能力抗重金属的能力（4）（4）（4）（4）在较宽泛的环境和介质中生在较宽泛的环境和介质中生在较宽泛的环境和介质中生在较宽泛的环境和介质中生存的能存的能存的能存的能（5）（5）（5）（5）产生生物表面活性剂，更利于产生生物表面活性剂，更利于产生生物表面活性剂，更利于产生生物表面活性剂，更利于与污染物接触。

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；

高浓度有机废水；

有毒、有害难降解污染物的治理有毒、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强化废水中油脂的液化和降解江河湖泊等的水体修复江河湖泊等的水体修复地下水生物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生物强化技术在水污染治理中的应用实例生物强化技术在水污染治理中的应用实例生物强化技术在水污染治理中的应用实例GroundwaterbioremediationGroundwaterbioremediationPlumberbestfriendBioOneADaphniaspeciesActualsize-2mm.BeforebioaugmentationAfterbioaugmentation生物强化技术在生物强化技术在水污染治理中的应用效果评价水污染治理中的应用效果评价提高对目标去除物的去除效果改善污泥性能，减少污泥产生加快系统启动，增强耐负荷冲击能力和系统稳定性对目标去除物的去除效果提高SelvaratnamSelvaratnamSelvaratnamSelvaratnam等人筛选到一株苯酚的高效降解菌，等人筛选到一株苯酚的高效降解菌，等人筛选到一株苯酚的高效降解菌，等人筛选到一株苯酚的高效降解菌，PseudomonasPseudomonasPseudomonasPseudomonasputidaputidaputidaputidaATCC11172ATCC11172ATCC11172ATCC11172，将这种菌投加到将这种菌投加到将这种菌投加到将这种菌投加到SBRSBRSBRSBR反应器中，这种菌在反应器中，这种菌在反应器中，这种菌在反应器中，这种菌在40404040天内对苯酚的降解率始终维天内对苯酚的降解率始终维天内对苯酚的降解率始终维天内对苯酚的降解率始终维持在持在持在持在95%-100%95%-100%95%-100%95%-100%，而那些没有接种高效菌种的反应器，而那些没有接种高效菌种的反应器，而那些没有接种高效菌种的反应器，而那些没有接种高效菌种的反应器，苯酚的去除率由初始苯酚的去除率由初始苯酚的去除率由初始苯酚的去除率由初始100%100%100%100%降低到降低到降低到降低到40%40%40%40%。

ChinChinChinChin在在在在附附附附着着着着生生生生长长长长生生生生物物物物床床床床加加加加入入入入降降降降解解解解BTXBTXBTXBTX（苯苯苯苯、甲甲甲甲苯苯苯苯、二二二二甲甲甲甲苯苯苯苯）的的的的混混混混合合合合优优优优势势势势菌菌菌菌，在在在在HRTHRTHRTHRT为为为为1.91.91.91.9小小小小时时时时时时时时，生生生生物物物物增增增增强强强强系系系系统统统统可可可可去去去去除除除除10mg/l10mg/l10mg/l10mg/l的的的的BTXBTXBTXBTX，而而而而非非非非强强强强化化化化系系系系统统统统去去去去除除除除仅仅仅仅为为为为3.2mg/l3.2mg/l3.2mg/l3.2mg/l。

改善污泥性能，减少污泥产生改善污泥性能，减少污泥产生生物增强作用不仅可以有效消除污泥膨胀，增强污泥生物增强作用不仅可以有效消除污泥膨胀，增强污泥生物增强作用不仅可以有效消除污泥膨胀，增强污泥生物增强作用不仅可以有效消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，而且大大减少了污泥的产生，一般可使污沉降性能，而且大大减少了污泥的产生，一般可使污沉降性能，而且大大减少了污泥的产生，一般可使污沉降性能，而且大大减少了污泥的产生，一般可使污泥容积降低泥容积降低泥容积降低泥容积降低17%17%17%17%到到到到30%30%30%30%。

ChamberChamberChamberChamber研究生物增强技术在延时曝气、曝气塘和氧化研究生物增强技术在延时曝气、曝气塘和氧化研究生物增强技术在延时曝气、曝气塘和氧化研究生物增强技术在延时曝气、曝气塘和氧化沟三种不同系统