1、環(huán)境生物工程主 講 人：李麗華聯(lián)系地址：化工學(xué)院環(huán)境工程系聯(lián)系電話：5929273電子郵箱：lilihua07Environmental Bioengineering 1PTP課件2008-92PTP課件學(xué) 時 數(shù)：32學(xué)時學(xué) 分：2授課方式： 老師講課提問討論考核方式： 平時考察（30）期末開卷考試（70%) 學(xué)習(xí)方式態(tài)度決定一切！只要態(tài)度端正，沒有什么是不可能的！2008-93PTP課件專業(yè)性教材：當(dāng)代給水與廢水處理原理 許保玖主編，高等教育出版社 其他參考書：環(huán)境生物技術(shù)與工程陳歡林主編，化學(xué)工業(yè)出版社現(xiàn)代環(huán)境生物技術(shù)王建龍、文湘華編 著，清華大學(xué)出版社環(huán)境生物工程倫世儀主編，化學(xué)工業(yè)出

2、版社微生物與水處理工程李軍，楊秀山，化學(xué)工業(yè)出版社2008-94PTP課件第一章環(huán)境生物工程概述 Chapter 1 Brief Introduction5PTP課件.環(huán)境生物工程的研究內(nèi)容 掌握及重點.環(huán)境生物工程的發(fā)展進程.環(huán)境生物工程定義及學(xué)科體系 掌握環(huán)境現(xiàn)狀及生物工程技術(shù)解決環(huán)境污染的特點 主要內(nèi)容2008-96PTP課件第一節(jié) 我國環(huán)境現(xiàn)狀及生物工程技術(shù) 解決環(huán)境污染的特點一、環(huán)境現(xiàn)狀 二、生物工程技術(shù)解決 環(huán)境污染的特點內(nèi)容2008-97PTP課件 一. 環(huán)境現(xiàn)狀 在我國過去幾十年的經(jīng)濟發(fā)展中，由于忽視了發(fā)展中的環(huán)境保護，環(huán)境狀況已經(jīng)變得十分嚴(yán)峻。近年來雖采取了大量控制措施，但環(huán)

3、境質(zhì)量下降的趨勢仍在繼續(xù)。目前，我國已經(jīng)是世界上環(huán)境污染最為嚴(yán)重的國家之一，從城市到鄉(xiāng)村，我國的大氣、河流、湖泊、海洋和土壤等均受到不同程度的污染。 城市污染振蕩 水體污染水污染空氣污染城市污染環(huán)境污染BECDA大氣污染土壤污染生態(tài)破壞2008-98PTP課件（1）水污染現(xiàn)狀水的污染有兩類：自然污染 人為污染 對水體危害較大的水污染可根據(jù)污染雜質(zhì)的不同而主要分為: 化學(xué)性污染 物理性污染 生物性污染污染物主要有：（1）未經(jīng)處理而排放的工業(yè)廢水； （2）未經(jīng)處理而排放的生活污水； （3）使用化肥,農(nóng)藥,除草劑的農(nóng)田污水； （4）堆放在河邊的工業(yè)廢棄物和生活垃圾； （5）水土流失； （6）礦山污水

4、。1984年頒布的中華人民共和國水污染防治法中為“水污染”下了明確的定義，即水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象稱為水污染。 2008-99PTP課件據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，全國每年污水排放達360億噸，僅10%的生活污水和70%工業(yè)廢水得到處理，其中約有一半工業(yè)污水處理設(shè)施的出水達不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。其他未經(jīng)處理的污水直接排入江河湖海，致使我國的水環(huán)境遭受嚴(yán)重污染和破壞。 全國七大水系和內(nèi)陸河流的110個重點河段中，屬4類和5類 水體的占39%；城市地面水污染普遍嚴(yán)重，并有進一步惡化的趨勢，13

5、6條 流經(jīng)城市的河流中，水質(zhì)屬4類、5類和超過5類標(biāo)準(zhǔn)的高達 76.8%；約50%的城市地下水受到不同程度的污染；全國大淡水湖(滇池,太湖和巢湖等)富營養(yǎng)化程度逐年加劇;一些地區(qū)的飲用水源受到嚴(yán)重污染，對人民身體健康造成嚴(yán) 重危害。（1）水污染現(xiàn)狀2008-910PTP課件/index.jsp 公眾與環(huán)境研究中心 -中國水污染地圖 （1）水污染現(xiàn)狀2008-911PTP課件1994年淮河水污染事件 ：2004年沱江“302”特大水污染事故：大量含氨氮的工藝?yán)淠号湃牒幽襄ш柖嗄旰炔簧稀胺判乃保喝∷诎l(fā)生持續(xù)4個多月的水污染2005年北江鎘污染事故：冶煉廠在設(shè)備檢修期間超標(biāo)排放含鎘廢水2005

6、年重慶綦（qi)河水污染：化肥有限公司排除的廢水污染河水2005年松花江重大水污染事件：石化公司雙苯廠苯胺車間發(fā)生爆炸事故 事故產(chǎn)生的約100噸苯、苯胺和硝基苯等 有機污染物流入松花江所致2006年白洋淀死魚事件：由于水污染造成DO過低，造成大量魚類死亡2006年湖南岳陽砷污染事件：3家化工廠日常排放大量含砷廢水2007年太湖水污染事件：天氣連續(xù)高溫少雨,太湖水富營養(yǎng)化較重(藍藻)2007年江蘇沭陽水污染：短時間、大流量的污水侵入到位于淮沭河取水口 水污染現(xiàn)狀中國十大水污染公害事件我國屬于貧水國家，人均占有水量為2.51km3/a，低于世界上多數(shù)國家。水質(zhì)惡化使水資源更趨于緊張。2008-91

7、2PTP課件水污染現(xiàn)狀松花江支流污染2006年8月21日，發(fā)現(xiàn)牤牛河部分水質(zhì)呈紅色，并伴有少量泡沫。初步檢測污染物主要是二甲基苯胺，造成的污染帶長約5 km。 原因:吉林長白山精細化工有限公司向牤牛河中人為排放化工廢水所致。 2008-913PTP課件我國大氣污染嚴(yán)重，屬于煤煙型污染，主要大氣污染物是 粉塵和二氧化硫；太原、貴陽、重慶、北京、蘭州等5個城市位于世界十大 空氣污染最嚴(yán)重的城市之列；全國600多個城市，大氣質(zhì)量符合國家一級標(biāo)準(zhǔn)的不足1%。全國范圍的酸雨危害的程度和區(qū)域日益擴大。 (2)大氣污染現(xiàn)狀我國酸雨覆蓋率以國土面積計已近40%并有半數(shù)以上城市受酸雨之害2008-914PTP課

8、件大氣污染現(xiàn)狀酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)2008-915PTP課件(3)城市污染固體廢棄物污染現(xiàn)狀城市垃圾和工業(yè)固體廢棄物與日俱增，工業(yè)廢棄物累計堆積量已超過66億噸，占地超過5萬公頃，使200多個城市陷入垃圾包圍之中。而且有的垃圾越堆越寬，造成土壤和地下水的嚴(yán)重污染。This is a verycommon rubbishheap of one city!2008-916PTP課件(4)土壤污染現(xiàn)狀農(nóng)用化工產(chǎn)品：化肥，殺蟲劑，殺菌劑,除草劑其它化學(xué)物品：石油污染，重金屬污染等工業(yè)廢棄物：塑料，玻璃制品，電池等農(nóng)業(yè)廢棄物：塑料，秸稈土壤的有機污染土壤的重金屬污染：汞、鉛、鎘、鎳、硒、砷、鉻

9、等土壤的放射性污染 使用化肥、農(nóng)藥、灌溉污水是直接造成土壤污染的主要原因土壤污染的主要類型有機氯農(nóng)藥DDT 五氯酚鈉防治血吸蟲病二噁英類污染 多環(huán)芳烴（PAHs）2008-917PTP課件土壤污染現(xiàn)狀我國土壤有機染料的污染概況毗鄰污染源地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境中各種有機染料總含量達19-3114mg/kg錦州大連北京天津濟南青島蘇州上海紹興寧波廈門廣州汕頭2008-918PTP課件(5)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀森林覆蓋：森林覆蓋率穩(wěn)步增長，但森林的人均占有量低 水土流失：水土流失分布范圍廣、面積大，主要分布于西部地區(qū)， 其中以黃土高原地區(qū)的水土流失最為嚴(yán)重，造成的危害 最大。目前，中國約有1/3的耕地受到水土流失

10、的危害. 每年流失的土壤總量達50多億噸，相當(dāng)于在全國的耕地 上刮去1厘米厚的地表土。濕 地：人類生產(chǎn)生活對濕地資源依賴與開發(fā)程度的提高，直接 導(dǎo)致了對濕地及其生物多樣性的普遍破壞。最近40年來， 已有近50的濱海灘涂濕地不復(fù)存在，黑龍江三江平原 78的天然沼澤濕地喪失，洪湖水生植物種類減少24種、 魚類減少約50種等等。土地沙化：土地沙化問題非常突出，且主要集中在西部。全國沙化 土地總面積已超過174 萬平方公里，占全國土地面積的 近二成，并且正在以每年約3400平方公里的速度擴張。 生物多樣性：銳減，棲息地環(huán)境改變、生境破碎化日趨嚴(yán)重2008-919PTP課件由人類活動所造成的環(huán)境污染和環(huán)

11、境質(zhì)量的惡化已成為制約我國社 會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的障礙。如何在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時控制環(huán)境 污染，改善環(huán)境質(zhì)量，以實現(xiàn)社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之目標(biāo)是我國 亟待解決的重要問題。解決這一問題必須依靠科技進步，特別是高新技術(shù)的應(yīng)用。僅靠傳 統(tǒng)的污染防治技術(shù)和手段，已遠遠不能滿足人類對生存環(huán)境質(zhì)量的 要求，必須另辟新的途徑。生物工程及其與環(huán)境工程的滲透與結(jié)合 為解決上述問題提供了新的契機。結(jié)論生物技術(shù)在解決環(huán)境問題過程中所顯示的獨特功能和顯著優(yōu)越性充 分體現(xiàn)在它是一個純生態(tài)過程，從根本上實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略 思想。隨著生物技術(shù)研究的進展和人們對環(huán)境問題認識的深入，人 們已越 來越意識到，現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)

12、展，為從根本上解決環(huán)境問 題提供了無限的希望。生物技術(shù)已是環(huán)境保護中應(yīng)用最廣的、最為重要的單項技術(shù)，其在 水污染控制、大氣污染治理、有毒有害物質(zhì)的降解、清潔可再生能 源的開發(fā)、廢物處置（資源化）、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境友好材料的合成 污染環(huán)境的修復(fù)和污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)等環(huán)境保護的各 個方面，發(fā)揮著重要的作用。2008-920PTP課件2.生物工程技術(shù)解決環(huán)境污染的特點 生物技術(shù)處理污染物時，最終產(chǎn)物大都是無毒無害、穩(wěn)定的物質(zhì)； 生物處理方法也常是有機廢物資源化的首選技術(shù)； 由于大部分有機污染物適于作為生物過程反應(yīng)的底物，其中有機污 染物經(jīng)生物過程處理后可轉(zhuǎn)化為沼氣,酒精,生物蛋白質(zhì)等有用物質(zhì)

13、.反應(yīng)過程通常是在常溫、常壓下進行的，且轉(zhuǎn)化效率高、副產(chǎn)物少； 生物過程是以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的，作為催化劑的酶是一種活性蛋白 質(zhì), 對底物有高 度的特異性.用生物過程代替化學(xué)過程可以降低生產(chǎn)活動的污染水平，有利于實 現(xiàn)工藝過程生態(tài)化或無廢生產(chǎn)，真正實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。生物處理技術(shù)除易于大規(guī)模應(yīng)用外，還可利用天然水體或土壤作為 污染物的處理場所，從而大大節(jié)約處理過程費用。另外，生物技術(shù) 的產(chǎn)品或副產(chǎn)品基本上都是可以較快生物降解的。用生物制品代替一切可以取代的化學(xué)藥物、化石能源、人工合成物 等，有助于把人類活動產(chǎn)生的環(huán)境污染降至最低程度，使經(jīng)濟發(fā)展 進入可持續(xù)發(fā)展的軌道。鑒于此，環(huán)境友好材料的合成利

14、用是生物 技術(shù)解決環(huán)境問題的又一個重要方面，當(dāng)前其最主要 代表是生物可 降解塑料，還有一些環(huán)境友好的化學(xué)品、農(nóng)藥及其它生物材料。2008-921PTP課件第二節(jié) 環(huán)境生物工程的定義及學(xué)科體系定義 環(huán)境生物工程學(xué)科體系 環(huán)境工程學(xué)生物工程學(xué)生物化學(xué)工程123環(huán)境生物工程是環(huán)境工程與生物工程的交叉學(xué)科，是生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用，即應(yīng)用生物（主要是微生物）來進行環(huán)境污染的防治，使環(huán)境變化向有利于人類社會發(fā) 展的方向轉(zhuǎn)變。同時，應(yīng)用生物技術(shù)還可以實現(xiàn)廢棄物資源化，使人類更充分地利用自然資源，保持生態(tài)平衡。2008-922PTP課件環(huán)境工程學(xué)：把環(huán)境科學(xué)的基本原理與工程技術(shù)相結(jié)合， 通過工程技術(shù)措施

15、對環(huán)境進行污染防治與控制的科學(xué)。1. 環(huán)境工程學(xué)環(huán)境工程學(xué)科體系水質(zhì)凈化與污染控制工程 污染控制工程 大氣環(huán)境污染控制工程固體廢棄物處理處置與管理工程噪聲、振動與其他公害防治技術(shù)環(huán)境評價與管理 環(huán)境規(guī)劃、管理和環(huán)境系統(tǒng)工程環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境質(zhì)量評價清潔生產(chǎn)技術(shù)的推進與應(yīng)用環(huán)境工程學(xué)2008-923PTP課件廢水處理的任務(wù) 是采用各種技術(shù)措施將廢水中所含的各種形態(tài)污染物分離出 來或?qū)⑵浞纸狻⑥D(zhuǎn)化為無害和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢水得到凈化。1. 環(huán)境工程學(xué)現(xiàn)代廢水生物法處理工藝 活性污泥法 生物膜法 厭氧生物處理法 自然生物處理法 脫氮除磷法2008-924PTP課件2. 生物工程學(xué)生物工程學(xué)：研究如何利用微

16、生物的科學(xué)，或者說研究由 微生物參與的工藝過程原理的科學(xué)，包括基因工程和細胞 工程等?；蚬こ蹋褐饕婕耙恍┥镱愋退灿械倪z傳物質(zhì)核 酸的分離提取、體外剪切、拼接重組、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)以及擴 增與個體表達的技術(shù). 將人們所需要的基因從DNA 或染色 體上切割下來或人工合成，在細胞體外將該基因連接到載 體上，通過轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)導(dǎo)達到將重組的遺傳特性在菌種中表 達出來或創(chuàng)造新菌種的目的。細胞工程：包括對一切生物類型的基本單位細胞的離體 培養(yǎng)、繁殖、再生和融合，以及細胞核、細胞質(zhì)乃至染色 體與細胞器（如線粒體、葉綠體）的移植與改建等操作技 術(shù)。簡單的說，就是動物、植物細胞人工培養(yǎng)技術(shù)的研究 領(lǐng)域，它包括細胞的

17、原生質(zhì)體融合技術(shù)、植物細胞培養(yǎng)技 術(shù)以及動物細胞培養(yǎng)技術(shù)。2008-925PTP課件大連理工大學(xué)基因工程實驗室特色：分子雜交技術(shù)FISH(熒光原位雜交） DNA指紋技術(shù)RISE（16SrRNA基因間隔序列分析） 構(gòu)建基因工程菌 宏基因組技術(shù)2008-926PTP課件單菌的鑒定微生物的鑒定一般需要三個步驟： 首先獲得微生物的純種培養(yǎng)物； 其次測定一系列必要的鑒定指標(biāo)； 最后查找權(quán)威性的鑒定手冊確定微生物的類別。鑒定指標(biāo) 指標(biāo)特征描述 生長特征對溫度、pH、o2 等的需求情況 形態(tài) 特征菌落特征菌落結(jié)構(gòu)、質(zhì)地、顏色等細胞形態(tài)細胞對顏色的反應(yīng)；細胞細微結(jié)構(gòu)，如莢膜、鞭毛、芽孢等 生理特征碳、氮源需求

18、及代謝產(chǎn)物情況 生化特征細胞壁的氨基酸成分、糖成分、細胞膜成分等 核酸分析G+C含量、保守基因如16SrRNA 基因序列純培養(yǎng)的細菌形態(tài)2008-927PTP課件根據(jù)基因測序結(jié)果，在NCBI檢索同源性序列并進行分析，結(jié)果如圖。提取DNA基因測序同源性比對系統(tǒng)進化樹核酸水平單菌的鑒定2008-928PTP課件方法：RIS指紋分析16S rDNA 序列分析技術(shù) 系統(tǒng)進化樹的構(gòu)建：使用Mega3.1軟 件，構(gòu)建方法使用了鄰接 法，進化距離計算采用的是Juke-Cantor法 基因組DNA提?。翰捎梅磸?fù)凍融法 菌落結(jié)構(gòu)的解析菌株QYY電鏡照片RIS指紋圖譜圖5.20(a) 初始AQDS還原菌群克隆文庫

19、1#的進化分析 (乳桿菌目)(腸桿菌目) (擬桿菌目)2008-929PTP課件生物化學(xué)工程：應(yīng)用化學(xué)工程的原理和方法，研究解決 有生物體或生物活性物質(zhì)參與的生產(chǎn)過程即生物反應(yīng)過 程中的基礎(chǔ)理論及工程技術(shù)問題。它是生物化學(xué)，微生 物學(xué)，化學(xué)工程學(xué)的邊緣科學(xué)。生物化學(xué)工程學(xué)科體系3. 生物化學(xué)工程生物化學(xué)工程發(fā)酵動力學(xué)酶動力學(xué)生物反應(yīng)工 程傳遞過程生物分離工 程2008-930PTP課件第三節(jié)環(huán)境生物工程的發(fā)展進程 1.環(huán)境生物工程的過去（1）自然界的碳循環(huán)碳是構(gòu)成生物體的主要元素，碳元素循環(huán)主要包括空氣中二氧化碳通過光合作用形成有機化合物，以及有機物被分解釋放出二氧化碳到大氣中，這是自然界中最

20、基本的物質(zhì)循環(huán),其具體過程如圖1-1所示.除植物本身呼吸外，總的呼吸量為110109tc，則微生物呼吸量占84.5/110=76.8%。此即環(huán)境微生物的自凈作用。2008-931PTP課件大氣700109tc植物光合作用吸收（194109tc）綠色植物本身呼吸84109tc 動物呼吸20109tc人類呼吸0.6109tc微生物呼吸84.5109tc火災(zāi)5109tc110109tc0.5109tc腐殖質(zhì)碳酸鹽1016tc水溶解35000109tc土壤 700109tc天然氣、石油、煤1013tc結(jié)晶巖、火山巖1016tc2008-932PTP課件第三節(jié)環(huán)境生物工程的發(fā)展進程 （2）人工生物凈化的

21、誕生 自然界中微生物承擔(dān)著物質(zhì)循環(huán)與凈化環(huán)境的主要責(zé)任。 地球表面的有機物大部分是由微生物分解為無機化合物 而回歸大地。所以說自然界的凈化能力應(yīng)主要歸功于微 生物，并非是夸大之言。 微生物處理有機污染物的能力是巨大的,但在自然條件下， 在一定空間和時間內(nèi)其降解能力是有限的，為了提高微生 物處理污染物的能力,就必須改善微生物生長的環(huán)境條件， 因此出現(xiàn)了人工生物凈化技術(shù)。人工生物凈化技術(shù)為微生 物創(chuàng)造有利于其生長的良好環(huán)境，加速微生物的增殖及新 陳代謝生理功能,從而使污水中的有機性污染物得以降解、 去除。 2008-933PTP課件人工凈化構(gòu)筑物的演變過程為：（2）人工生物凈化的誕生基于土壤凈化的

22、人工凈化構(gòu)筑物 生物膜法是天然生物處理法中土壤自凈的人工化，是使 微生物群體附著于其他物體表面上呈膜狀，并與污水接 觸而使污水得到凈化的方法固定生長法。 基于水體凈化的人工凈化構(gòu)筑物 活性污泥法是天然生物處理法中水體自凈的人工化，是 使微生物群體在反應(yīng)器中呈懸浮狀，并與污水接觸得到 凈化的方法懸浮生長法。 活性污泥法生物氧化塘生物接觸氧化法 深井曝氣純氧曝氣生物氧化溝生物濾池生物轉(zhuǎn)盤2008-934PTP課件2.環(huán)境生物工程的現(xiàn)在 隨著研究與應(yīng)用的深入，廢水生化處理的方法、設(shè)備 和流程不斷發(fā)展與革新，與傳統(tǒng)方法相比，現(xiàn)代生物 處理方法在處理的污染物種類、濃度、負荷、規(guī)模 以 及處理效果、費用和

23、穩(wěn)定性等方面都得到了大大改善。 現(xiàn)在的生物凈化方法追求：追求更高的單位容積生物量（kg/m3）。追求更高的容積負荷（去除kg BOD5/m3d）。追求更高的氧效率及動力效率。2008-935PTP課件塔式生物濾池、組合式生物氧化塔（CBOT)生物流化床（VSAB）加壓接觸氧化法射流曝氣、微孔曝氣吸附-生化法（A-B法） 厭氧-好氧及缺氧-好氧法（A/O及A2/O法）氧化-水解法（H/O法） 新型的處理方法主要包括：2.環(huán)境生物工程的現(xiàn)在2008-936PTP課件3.環(huán)境生物工程的未來(1)新型，優(yōu)異的生物處理工藝及設(shè)備。目前，國內(nèi)外污水處理技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)越來越成熟，以上述 處理方法為代表的生物

24、化學(xué)法處理污水已經(jīng)廣泛為人們所接 受，并大量應(yīng)用于污水處理工藝中。但是，這些傳統(tǒng)的或者 改進的生物處理法都存在著許多自身難以克服的缺點，它們 很難從節(jié)能、省地、高效這三者實現(xiàn)高度的統(tǒng)一，它們都或 多或少地在某一方面失之偏頗。對好氧生物處理來說，供氧問題是整個處理設(shè)施的關(guān)鍵，它 不僅直接關(guān)系到好氧處理效率的高低，同時也決定了整個處 理系統(tǒng)運行費用的高低。考察對氧利用率的設(shè)施，深井曝氣 法有其獨到的,高出其他設(shè)施的優(yōu)點,它的氧轉(zhuǎn)移率在井深100 米的條件下達到90%，并且具有占地省、能耗低的優(yōu)點，但 深井曝氣法又存在基建投資大，技術(shù)要求高，難度大，檢修 維護不方便等缺點，成為推廣該技術(shù)的巨大障礙。

25、2008-937PTP課件提出VTBR（Vertical Tube Biological Reactor） 即垂直折流多功能生化反應(yīng)器，本設(shè)備的設(shè)計構(gòu)想是把深井曝氣 氧轉(zhuǎn)移率高的優(yōu)點繼承下來，把它搬到地面作為一種地面設(shè)施， 以便于管理、檢修和維護；同時它又具有生物膜法的許多優(yōu)點， 設(shè)計的生化反應(yīng)器處理效率高，生物活性好，處理時間短，不需 污泥回流，且能承受水質(zhì)水量的突變，占地面積省，設(shè)備流程簡 單，可以大大減少基建投資。 總之，整套裝置以生物膜法帶動，成為一套固定膜式垂直折流多 功能生化反應(yīng)裝置。該生化反應(yīng)器分別獲得中國和英國專利；該 裝置由兩個以上的固定膜塔式生物反應(yīng)器串聯(lián)組成，VTBR 好

26、氧 裝置是其中一種應(yīng)用最廣泛，特性最突出的工藝。（30）2008-938PTP課件其生物學(xué)原理為：固定在生物載體上的微生物利用水中的溶解氧將水 中的有機物氧化分解，達到脫除污染物的目的。其動力學(xué)特征為：由 特定管線連接的VTBR反應(yīng)器，將空氣依次導(dǎo)入各個反應(yīng)器，使空氣 與液體的接觸時間延長，使氧氣傳遞效率提高，能耗下降，同時，壓 力的升高使水中氧的溶解度增大，處理污水的適應(yīng)范圍向高濃度擴 展。在上述基礎(chǔ)上，提高了生物處理的容積負荷及設(shè)備效率，體現(xiàn)了 技術(shù)經(jīng)濟的先進性。VTBR（Vertical Tube Biological Reactor）2008-939PTP課件VTBR工程實例 Brav

27、ery waste water treatment in Fushun City by VTBR加藥罐進氣VTBR生化機械格柵綜合污水水解酸化池調(diào)節(jié)池進氣排水沉淀池大連理工大學(xué)環(huán)境工程研究設(shè)計所2008-940PTP課件排放垂直折流生化反應(yīng)器排水池進氣調(diào)節(jié)池綜合污水焦碳過濾罐氣浮池大連理工大學(xué)環(huán)境工程研究設(shè)計所VTBR工程實例 Coke Production W-W treatment in Dalian Glass Works2008-941PTP課件進氣排水池排放機械格柵綜合污水回用調(diào)節(jié)罐池垂直折流生化反應(yīng)器活性碳過濾VTBR工程實例 Ammonia Synthesis W-W Treat

28、ment in Dalian Chemical Factory 大連理工大學(xué)環(huán)境工程研究設(shè)計所2008-942PTP課件大連仲夏花園污水回用處理工程回用水池回用出水污水調(diào)節(jié)池垂直折流生化反應(yīng)器中空纖維超濾器消毒罐大連理工大學(xué)環(huán)境工程研究設(shè)計所2008-943PTP課件（2）構(gòu)建基因工程菌3.環(huán)境生物工程的未來 構(gòu)建基因工程菌治理環(huán)境污染是環(huán)境微生物工程高新技 術(shù)中的前沿課題。它能定向有效地利用環(huán)境微生物細胞 中降解污染物的基因，去執(zhí)行凈化污染物的功能。 已發(fā)現(xiàn)環(huán)境微生物具有降解農(nóng)藥、塑料、多氯聯(lián)苯、多 環(huán)芳烴、石油烴、染料及其中間體、酚類化合物和木質(zhì) 素等有機污染物的功能及相關(guān)的基因。具有降解污染物 基因的微生物菌株有時難以適應(yīng)處理環(huán)境，而且繁殖速 度慢，清除有機污染物的速度和效果達不到治理工程的 要求，因此有必要將降解污染物的基因轉(zhuǎn)入繁殖能力強 和適應(yīng)性能佳的受體菌株內(nèi)，構(gòu)建出高效菌株用于治理 污染或用于建立清潔生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)其他利于環(huán)境保護 的生物制品。2008-944PTP課件例如利用降解石油烴的基因構(gòu)建出基因工程菌用于清除大面積 海洋石油污染，利用木質(zhì)素降解基因構(gòu)建基因工程菌用于建立 生物制漿的清潔生產(chǎn)工藝，利用毒性蛋白質(zhì)基因構(gòu)建成基因工 程菌生產(chǎn)生物農(nóng)藥等等。 以下列