生命科学导论的环境生物技术省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

6.1 环境生物技术环境生物技术6.2 水污染物生物处理技术水污染物生物处理技术6.3 大气污染物生物处理技术大气污染物生物处理技术6.4 固体废弃物生物处理与处置技术固体废弃物生物处理与处置技术6.5 生物修复技术生物修复技术6 生命科学与环境技术生命科学与环境技术第第1页页环境情况环境情况第第2页页环境情况环境情况第第3页页环境情况环境情况第第4页页环境情况环境情况实例实例1 大大气气：贵贵阳阳、重重庆庆、北北京京、兰兰州州等等5个个城城市市位位于于世世界界十十大大空空气气污污染染最最严严重重城城市市之之列列，全全国国600多多个个城城市市中中，大大气气质质量符合国家一级标准不足量符合国家一级标准不足1。2 水水：全全国国每每年年污污水水排排放放达达360亿亿吨吨，仅仅10 生生活活污污水水和和70 工工业业废废水水得得处处处处理理，其其中中约约有有二二分分之之一一工工业业污污水水处处理理设设施出水达不到国家排放标准。施出水达不到国家排放标准。3 固固体体废废弃弃物物：城城市市垃垃圾圾和和工工业业固固体体废废弃弃物物与与日日俱俱增增，工工业业废废弃弃物物累累计计堆堆积积量量已已超超出出66亿亿吨吨，占占地地超超出出5万万公公顷顷，使使200多个城市陷入垃圾包围之中。多个城市陷入垃圾包围之中。第第5页页基基本本依依据据：生生态态系系统统内内物物质质循循环环主主要要是是依依靠生物过程来完成。靠生物过程来完成。生物技术特点生物技术特点：速度快、消耗低、效率高、：速度快、消耗低、效率高、成本低、反应条件温和、无二次污染。成本低、反应条件温和、无二次污染。6.1 环境生物技术环境生物技术环境污染物环境污染物（Environmental pollutants）主要是指人）主要是指人们在生产生活过程中，排入大气、水域和土壤内，并们在生产生活过程中，排入大气、水域和土壤内，并引发环境污染，对人和环境有不利影响物质。引发环境污染，对人和环境有不利影响物质。第第6页页环境生物技术优势环境生物技术优势1 最终产物无毒无害最终产物无毒无害2 有机废物资源化首选技术有机废物资源化首选技术 3 投资省、费用少、消耗低投资省、费用少、消耗低 4 有利于实现清洁生产目标有利于实现清洁生产目标 5 处理粗放处理粗放 6 可生产环境友好材料可生产环境友好材料第第7页页国际环境生物技术学会国际环境生物技术学会环境生物技术是开发、利用和调整生物系统进行环境生物技术是开发、利用和调整生物系统进行污染环境污染环境(土地、水、空气土地、水、空气)补救和环境友好产品补救和环境友好产品生产过程生产过程(包含绿色加工技术和可连续发展技术包含绿色加工技术和可连续发展技术)。1994年出版国内第一本年出版国内第一本环境生物技术环境生物技术直接或间接利用完整生物体或生物体一些组成部直接或间接利用完整生物体或生物体一些组成部分或一些机能，建立降低或消除污染物产生生产分或一些机能，建立降低或消除污染物产生生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质人工技术系统，称之为环境生物技术。有用物质人工技术系统，称之为环境生物技术。环境生物技术定义环境生物技术定义第第8页页关于环境生物技术研究内容，国内学者认为可分关于环境生物技术研究内容，国内学者认为可分为三个层次。为三个层次。第一层次为第一层次为当代环境生物技术当代环境生物技术，是指以基因工程，是指以基因工程为主导近代防治污染生物技术，包含构建降解杀为主导近代防治污染生物技术，包含构建降解杀虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物高效虫剂、除草剂、多环芳烃类化合物等污染物高效基因工程菌，创造抗污染型转基间植物等。这一基因工程菌，创造抗污染型转基间植物等。这一层次知识密集，为快速、有效防治污染开辟了新层次知识密集，为快速、有效防治污染开辟了新路径，使处理日益出现大量环境难题成为可能。路径，使处理日益出现大量环境难题成为可能。环境生物技术研究内容环境生物技术研究内容第第9页页第二层次是以第二层次是以废物生物处理废物生物处理为主要内容，为主要内容，包含在新理论和技术支撑下开发出一系列包含在新理论和技术支撑下开发出一系列废物强化处理工艺；这是当前广泛使用治废物强化处理工艺；这是当前广泛使用治理污染生物技术，仍在不停强化和改进，理污染生物技术，仍在不停强化和改进，已为控制现时环境质量起到了极其主要作已为控制现时环境质量起到了极其主要作用。用。环境生物技术研究内容环境生物技术研究内容第第10页页第三层次主要包含第三层次主要包含氧化塘、人工湿地和农氧化塘、人工湿地和农业生态工程业生态工程等，其特点是最大程度地发挥等，其特点是最大程度地发挥白然界生物环境功效，投资运行费用少，白然界生物环境功效，投资运行费用少，易于操作管理。易于操作管理。环境生物技术研究内容环境生物技术研究内容第第11页页6.2 水污染物生物处理技术水污染物生物处理技术6.2.1水污染物生物处理概述水污染物生物处理概述6.2.2好氧生物处理好氧生物处理6.2.3厌氧生物处理厌氧生物处理第第12页页6.2.1水污染物生物处理概述水污染物生物处理概述水污染物（水污染物（Water pollutants）主要是人们在生产、生活过程中排出对江河、湖泊、海主要是人们在生产、生活过程中排出对江河、湖泊、海洋产生有害影响物质，其形式多以废水状态存在。废水洋产生有害影响物质，其形式多以废水状态存在。废水按其起源可分成生活污水、工业废水和降水，其中化学按其起源可分成生活污水、工业废水和降水，其中化学组成主要分为：组成主要分为：1.有机物有机物2.无机物无机物3.气体气体第第13页页6.2.1水污染物生物处理概述水污染物生物处理概述水污染物生物处理水污染物生物处理主要是指利用生物生命活动过程，对废水中污染物主要是指利用生物生命活动过程，对废水中污染物进行转移和转化，从而使废水得到净化处理方法，进行转移和转化，从而使废水得到净化处理方法，大多数情况是处理废水中有机污染物。大多数情况是处理废水中有机污染物。依据作用微生物不一样，生物处理方法可分为依据作用微生物不一样，生物处理方法可分为好氧处理好氧处理厌氧处理厌氧处理第第14页页活性污泥系统对有机底物降解是经过几活性污泥系统对有机底物降解是经过几个阶段和一系列作用完成：个阶段和一系列作用完成：1 絮凝、吸附作用絮凝、吸附作用 2 活性污泥中微生物代谢活性污泥中微生物代谢 3 活性污泥凝聚、沉淀与浓缩活性污泥凝聚、沉淀与浓缩 6.2.2好氧生物处理好氧生物处理第第15页页活性污泥法基本流程活性污泥法基本流程曝气池曝气池沉淀池沉淀池清水清水污泥消化池污泥消化池污泥回流污泥回流剩下污泥剩下污泥第第16页页曝气池曝气池第第17页页运行中推流式曝气池运行中推流式曝气池第第18页页环状跑道形曝气池环状跑道形曝气池第第19页页氧化沟氧化沟第第20页页鼓风曝气：空气加压设备（鼓风机）鼓风曝气：空气加压设备（鼓风机）管道系统管道系统扩散装置（曝气器）扩散装置（曝气器）机械曝气：曝气叶轮机械曝气：曝气叶轮 曝气转刷曝气转刷两种曝气示意图两种曝气示意图(二二)曝气系统曝气系统第第21页页曝气头安装曝气头安装第第22页页生物膜法生物膜法是利用微生物群体附着在固体填是利用微生物群体附着在固体填料表面料表面 而形成生物膜来处理废水一个方法。而形成生物膜来处理废水一个方法。生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘生物接触氧化生物接触氧化生物流化床生物流化床第第23页页第第24页页6.2.3厌氧生物处理厌氧生物处理厌氧生物处理过程又称厌氧消化，是在厌氧条件下厌氧生物处理过程又称厌氧消化，是在厌氧条件下由活性污泥中各种微生物共同作用，使有机物分解由活性污泥中各种微生物共同作用，使有机物分解并生成并生成CH4和和CO2过程。这种过程广泛地存在于自然过程。这种过程广泛地存在于自然界，直至界，直至1881年人类才开始了利用厌氧消化处理废年人类才开始了利用厌氧消化处理废水历史，至今已一百多年。当前，厌氧消化工艺已水历史，至今已一百多年。当前，厌氧消化工艺已开始大规模地被应用于废水处理。开始大规模地被应用于废水处理。第第25页页厌氧处理优缺点厌氧处理优缺点废水厌氧处理主要用于废水厌氧处理主要用于高浓度有机废水前处理高浓度有机废水前处理;厌氧法优点厌氧法优点优点有哪些？优点有哪些？1产生沼气可用于发电或作为能源产生沼气可用于发电或作为能源n沼气中主要成份是甲烷，含量沼气中主要成份是甲烷，含量5075%之间，之间，是一个很好燃料。是一个很好燃料。以日排以日排COD10t工厂为例，若工厂为例，若COD去除率为去除率为80%，甲烷产量为理论，甲烷产量为理论80%时，则时，则可日产甲烷可日产甲烷2240m3,其热值相当于其热值相当于3.85t原煤，可原煤，可发电发电5400度电。度电。第第26页页2对营养物需求量少对营养物需求量少好好氧氧方方法法BOD：N：P=100：5：1，而而厌厌氧氧方方法法为为（350500）：5：1，相相比比而而言言对对N、P需需求求要要小小多多，所以厌氧处理时能够不添加或少添加营养盐。所以厌氧处理时能够不添加或少添加营养盐。4产生污泥量少，运行费用低产生污泥量少，运行费用低不需要曝气不需要曝气 基基于于这这些些优优点点，厌厌氧氧处处理理在在食食品品、酿酿造造、制制糖糖等等工工业业中得到了广泛应用。但厌氧处理也存在缺点中得到了广泛应用。但厌氧处理也存在缺点第第27页页1出水有机物浓度高于好氧处理；出水有机物浓度高于好氧处理；发酵分解有机物不完全；发酵分解有机物不完全；2对温度改变较为敏感；对温度改变较为敏感；工业中需要设置进水控温装置，工业中需要设置进水控温装置，37。3厌氧微生物对有毒物质较为敏感；厌氧微生物对有毒物质较为敏感；但但经经过过毒毒物物驯驯化化处处理理厌厌氧氧菌菌对对毒毒物物耐耐受受力力经经常常会会极极大大地提升。地提升。厌氧法缺点厌氧法缺点第第28页页4.首次开启过程迟缓首次开启过程迟缓,处理时间长处理时间长好氧处理体系活性污泥或生物膜通常只需要好氧处理体系活性污泥或生物膜通常只需要7天天就能够培育成就能够培育成功，而厌氧处理体系活性污泥或生物膜普通需要功，而厌氧处理体系活性污泥或生物膜普通需要812周周才能够才能够培育成功培育成功 5处理过程中产生臭气和有色物质处理过程中产生臭气和有色物质是什么？是什么？臭气主要是臭气主要是SRB形成含有臭味形成含有臭味硫化氢气体硫化氢气体以及以及硫醇硫醇、氨气、有氨气、有机酸机酸等臭气。同时硫化氢还会与水中铁离子等金属离子反应形等臭气。同时硫化氢还会与水中铁离子等金属离子反应形成成黑色硫化物黑色硫化物沉淀，使处理后废水颜色较深，需要添加后处理沉淀，使处理后废水颜色较深，需要添加后处理设施，深入脱色脱臭。设施，深入脱色脱臭。第第29页页6.3 大气污染物生物处理技术大气污染物生物处理技术大气污染物（大气污染物（Air pollutants）就是大气中到达有害程度物质，以致破坏人和生态系统就是大气中到达有害程度物质，以致破坏人和生态系统正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害。造成正常生存和发展，对人体、生态和材料造成危害。造成大气污染主要是自然和人为两个方面。人类社会出现以大气污染主要是自然和人为两个方面。人类社会出现以前，森林火灾、海啸、土壤和岩石风化等自然过程都会前，森林火灾、海啸、土壤和岩石风化等自然过程都会对大气产生污染，但能够自行消失并维持生态系统平衡。对大气产生污染，但能够自行消失并维持生态系统平衡。人类诞生后，尤其是工业革命以来，人类排放污染物对人类诞生后，尤其是工业革命以来，人类排放污染物对环境空气产生了更为严重危害。环境空气产生了更为严重危害。第第30页页液相或固相介质液相或固相介质二氧化碳、水等二氧化碳、水等 气体有机物气体有机物微生物降解微生物降解 吸附吸附乙醇、硫醇酚、甲酚、吲哚乙醇、硫醇酚、甲酚、吲哚脂肪酸、乙醛、酮、二硫化碳脂肪酸、乙醛、酮、二硫化碳氨和胺氨和胺 生物过滤生物过滤 悬浮生长系统悬浮生长系统附着生长系统附着生长系统 有机废气生物处理机理有机废气生物处理机理第第31页页“吸附吸附-生物膜生物膜”（新型）双膜理论（新型）双膜理论 废气中挥发性有机物（以及空气中废气中挥发性有机物（以及空气中O2）从气相本体扩散，）从气相本体扩散，经过气膜抵达润湿生物膜表面；经过气膜抵达润湿生物膜表面；扩散抵达生物膜表面有机物（及扩散抵达生物膜表面有机物（及O2）被直接吸附在润湿）被直接吸附在润湿生物膜表面；生物膜表面；吸附生物膜表面有机污染物成份（及吸附生物膜表面有机污染物成份（及O2）快速被其中微）快速被其中微生物活菌体捕捉；生物活菌体捕捉；进入微生物菌体有机污染物在菌体内代谢过程中作为能进入微生物菌体有机污染物在菌体内代谢过程中作为能源和营养物质被分解，经生化反应最终转化为无害化合物源和营养物质被分解，经生化反应最终转化为无害化合物（如（如CO2，H2O）；）；生化反应气态产物生化反应气态产物CO2从生物膜表面脱附并反扩散进人从生物膜表面脱附并反扩散进人气相主体，而气相主体，而H2O则被保持在生物膜内。则被保持在生物膜内。第第32页页原理原理微生物将有机成份作为碳源和能源，并将其分微生物将有机成份作为碳源和能源，并将其分解为解为CO2和和H2O有机废气生物处理工艺有机废气生物处理工艺第第33页页生物滤池（生物过滤箱）生物滤池（生物过滤箱）第第34页页针对有机堆肥臭气去除生物滤池针对有机堆肥臭气去除生物滤池第第35页页生物洗涤塔（悬浮生长系统）生物洗涤塔（悬浮生长系统）第第36页页生物滴滤塔生物滴滤塔第第37页页l固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃固体、半固体物质，固体废弃物系指生产和生活活动中丢弃固体、半固体物质，包含从废水、废气中分离出来固体颗粒物。包含从废水、废气中分离出来固体颗粒物。l在固体废物中凡含有易燃性、腐蚀性、毒性、反应性、感在固体废物中凡含有易燃性、腐蚀性、毒性、反应性、感染性废物染性废物,称为危险废物。称为危险废物。l废物是一个相对概念，在某种条件下它为废物，在另一个废物是一个相对概念，在某种条件下它为废物，在另一个条件下却可能成为宝贵原材料。故固体废物有条件下却可能成为宝贵原材料。故固体废物有“放在错地放在错地点原料点原料”之称。之称。6.4 固体废弃物生物处理与处置技术固体废弃物生物处理与处置技术第第38页页l起源：固体废弃物主要起源于人类生产和消费活动。起源：固体废弃物主要起源于人类生产和消费活动。l分类：固体废弃物分类：固体废弃物分类方法很多分类方法很多，l按其形状可分为块状、粒状、粉状和半固体按其形状可分为块状、粒状、粉状和半固体泥状、浆状、泥状、浆状、糊状等废物；糊状等废物；l按其起源可分为矿业废物、工业废物、农业废物、城市生按其起源可分为矿业废物、工业废物、农业废物、城市生活垃圾等废物；活垃圾等废物；l按其性质可分为有机和无机废物；按其性质可分为有机和无机废物；l按其危害程度可分为普通性和危险性废物。按其危害程度可分为普通性和危险性废物。固体废弃物起源和分类固体废弃物起源和分类第第39页页按危害性按危害性 普通废物普通废物危险废物危险废物污泥、污泥、粉尘粉尘固体固体废物废物普通固体普通固体废物废物危险固体危险固体废物废物矿业矿业废物废物尾矿、尾矿、废石废石工业工业废物废物废渣、废渣、废屑废屑农业农业废物废物生活生活废物废物环境工程环境工程废物废物垃圾、垃圾、粪便粪便秸杆、秸杆、畜粪畜粪含有毒性、含有毒性、易燃性、腐易燃性、腐蚀性、反应蚀性、反应性、传染性、性、传染性、放射性、爆放射性、爆炸性炸性第第40页页垃圾组成和分类垃圾组成和分类垃圾组成和分类垃圾组成和分类l垃圾大致可分为无机物类和有机物类，垃圾中各组分含量与居民所处阶层、垃圾大致可分为无机物类和有机物类，垃圾中各组分含量与居民所处阶层、生活水平和习惯等原因相关。生活水平和习惯等原因相关。取样点取样点金属金属玻璃玻璃塑料塑料纸类纸类织物织物草木草木厨余厨余灰渣灰渣砖瓦砖瓦含水率含水率普通住宅区普通住宅区1.9612.814.615.12.8611.232.61.926.7453.9高级住宅区高级住宅区8.7518.415.635.14.161.4816.30.2233.2学学 院院 区区7.1825.212.717.64.6413.611.710.10.7936.2商商 业业 区区6.6911.518.538.56.2412.52.650.3134.6大大 饭饭 店店4.7925.118.244.42.430.204.70.3010.3医医 院院1.2526.114.138.93.551.0413.31.7139.4公公 园园6.569.5212.412.21.6314.85.522.612.826.0第第41页页资源性资源性 如城市垃圾含有各种可再利用物质和一定热值可燃物质。如城市垃圾含有各种可再利用物质和一定热值可燃物质。污染污染“特殊性特殊性”对环境影响通常是经过水、气和土壤进行，是水、气、土壤环境污对环境影响通常是经过水、气和土壤进行，是水、气、土壤环境污染染”源头源头”。严重危害性严重危害性 1.易燃性易燃性;2.腐蚀性腐蚀性;3.反应性反应性;4.毒性毒性;5.感染性感染性固体废物特点固体废物特点第第42页页l处理、处置和利用固体废物对维护国家连续发展有主要处理、处置和利用固体废物对维护国家连续发展有主要意义。其标准为：意义。其标准为：l1.最小化最小化l2.资源化资源化l3.无害化无害化固体废物处理固体废物处理/处置和利用标准处置和利用标准简单堆放法简单堆放法 围海造地围海造地法法堆肥处置法堆肥处置法 焚烧处置焚烧处置法法卫生填埋法卫生填埋法第第43页页分选技术分选技术城城市市垃垃圾圾卡车卡车管道运输管道运输常温常温低温低温湿式破碎湿式破碎筛选筛选重力重力静电静电涡流涡流光学光学磁场磁场溶剂溶剂浮选分离等浮选分离等燃燃 烧烧热热 分分 解解微生物分解微生物分解废气处理废气处理废水处理废水处理废渣处理废渣处理大气大气河流河流填埋填埋无机物无机物铁铁非铁非铁金属金属玻璃玻璃有机物有机物纸纸纸浆纸浆塑料塑料橡胶橡胶空瓶空瓶空罐空罐废纸废纸废零件废零件分选回收、手选分选回收、手选水水蒸蒸气气和和电电力力燃燃料料气气、油油、炭炭黑黑堆肥堆肥、葡葡萄糖萄糖、蛋蛋白白、乙乙醇醇、丙丙酮酮、甲甲烷烷、乙烯乙烯建材建材骨料骨料或道或道路用路用材等材等消消费费活活动动生产活动生产活动工业废物工业废物天然资源天然资源搜集运输技术搜集运输技术破碎技术破碎技术转换技术转换技术后处理技术后处理技术垃圾处理流程垃圾处理流程第第44页页堆肥化：堆肥化：依靠自然界广泛分布细菌、放线菌、真菌等微生物，依靠自然界广泛分布细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可被微生物降解有机物向稳定腐殖质转化生有控制地促进可被微生物降解有机物向稳定腐殖质转化生物化学过程。物化学过程。堆肥：堆肥：深褐色、质地涣散、有泥土味物深褐色、质地涣散、有泥土味物质。这种物质养料价值不高，但却质。这种物质养料价值不高，但却是一个极好土壤调整剂和改良剂，是一个极好土壤调整剂和改良剂，其主要成份是腐殖质。其主要成份是腐殖质。堆肥化堆肥化第第45页页一、好氧堆肥一、好氧堆肥通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无通气条件下借好氧性微生物活动使有机物降解，从而使固体废弃物无害化、资源化。害化、资源化。堆肥化堆肥化堆制堆制 升温升温 高温高温 降温降温 腐熟腐熟1-2d1-2d50-6050-60中温菌中温菌嗜热菌嗜热菌中温菌中温菌寄生虫和病原菌被杀死寄生虫和病原菌被杀死30-40 30-40 一次发酵一次发酵二次发酵二次发酵特点：高温堆肥（普通在特点：高温堆肥（普通在50-60，极限可达，极限可达80-90）第第46页页环境温度：对二次发酵影响大环境温度：对二次发酵影响大有机质含量：有机质含量：20-80%为宜。太低，升温慢，太高，供氧不足为宜。太低，升温慢，太高，供氧不足（发臭）（发臭）水分：水分：50-60%为宜。过高，氧不足为宜。过高，氧不足碳氮比：初始碳氮比：初始30-35：1为宜。过高，缺氮，周期长，过低，为宜。过高，缺氮，周期长，过低，氮损失。氮损失。碳磷比：碳磷比：75-150为宜。为宜。酸碱度：中性或弱碱性。酸碱度：中性或弱碱性。通风供氧：动力供氧通风供氧：动力供氧影影响响堆堆肥肥因因素素一、好氧堆肥一、好氧堆肥堆肥化堆肥化第第47页页二、厌氧堆肥二、厌氧堆肥厌氧堆肥厌氧堆肥 在无氧条件下，借厌氧微生物作用，将有机废弃物（包含城在无氧条件下，借厌氧微生物作用，将有机废弃物（包含城市垃圾、人畜粪便、植物秸秆、污水处理厂剩下污泥等）进行市垃圾、人畜粪便、植物秸秆、污水处理厂剩下污泥等）进行厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化过程。厌氧发酵，制成有机肥料，使固体废弃物无害化过程。特点：特点：1）堆置方式与好氧堆肥法相同）堆置方式与好氧堆肥法相同2）堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长）堆内不设通气系统，堆温低，腐熟及无害化所需时间较长3）简便、省工）简便、省工4）封堆后）封堆后1个月左右翻堆个月左右翻堆1次次堆肥化堆肥化第第48页页卫生填埋卫生填埋第第49页页垃圾填埋体主要组成垃圾填埋体主要组成第第50页页6.5 生物修复技术生物修复技术概述概述生物修复类型生物修复类型第第51页页概述概述生物修复概念生物修复概念生物修复优点生物修复优点生物修复和生物处理异同生物修复和生物处理异同生物修复三标准生物修复三标准第第52页页生物修复生物修复(bioremediation)主要是利用天然存主要是利用天然存在或尤其培养微生物在可调控环境条件下在或尤其培养微生物在可调控环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质处理技术。将有毒污染物转化为无毒物质处理技术。这项技术创新之处于于它精心选择、合理设计操这项技术创新之处于于它精心选择、合理设计操作环境条件，促进或强化在天然条件下原来发生作环境条件，促进或强化在天然条件下原来发生很慢或不能发生降解或转化过程。很慢或不能发生降解或转化过程。生物修复概念生物修复概念第第53页页1 生生物物修修复复能能够够现现场场进进行行，这这么么降降低低了了运运输输费费用用和和人人类类直接接触污染物机会；直接接触污染物机会；2 生生物物修修复复经经常常以以原原位位方方式式进进行行，这这么么可可使使对对污污染染位位点点干干扰扰或或破破坏坏到到达达最最小小，可可在在难难以以处处理理地地方方(如如建建筑筑物物下下、公路下公路下)进行，在生物修复时场地能够照惯用于生产；进行，在生物修复时场地能够照惯用于生产；3 生生物物修修复复使使有有机机物物分分解解为为二二氧氧化化碳碳和和水水，能能够够永永久久性性地地消消除除污污染染物物和和长长久久隐隐患患，无无二二次次污污染染，不不会会使使污污染染转移；转移；4 生物修复可与其它处理技术结合使用，处理复合污染；生物修复可与其它处理技术结合使用，处理复合污染；5 降解过程快速，费用低，只是传统物理、化学修复降解过程快速，费用低，只是传统物理、化学修复30-50。生物修复优点生物修复优点第第54页页相同之处相同之处?它们都是利用微生物降解作用，同时也都是利用微生物它们都是利用微生物降解作用，同时也都是利用微生物同化作用扩大繁殖，并经过工程办法保持生物处理过程同化作用扩大繁殖，并经过工程办法保持生物处理过程有很高效率，在处理特殊废物时都需要驯化和筛选高效有很高效率，在处理特殊废物时都需要驯化和筛选高效微生物。微生物。生物修复和生物处理异同生物修复和生物处理异同不一样之处不一样之处?1 生物修复主要控制环境中污染物，而生物处理则控制排生物修复主要控制环境中污染物，而生物处理则控制排放口污染物。放口污染物。2 生物处理是在精心设计工程系统中进行，比较轻易降解。生物处理是在精心设计工程系统中进行，比较轻易降解。生物修复降解化学品多是比较难降解有毒化学品复杂混合生物修复降解化学品多是比较难降解有毒化学品复杂混合物，如燃油、杂酚油、工业溶剂混合物。物，如燃油、杂酚油、工业溶剂混合物。3 因为生物修复复杂性，它需要依靠工程学、微生物学、因为生物修复复杂性，它需要依靠工程学、微生物学、生态学、地质学、土壤学和化学等多学科合作。生态学、地质学、土壤学和化学等多学科合作。第第55页页1 适合微生物适合微生物 是指含有生理和代谢能力并能降解污染物细菌和真菌。是指含有生理和代谢能力并能降解污染物细菌和真菌。2 适合地点适合地点 是是指指要要有有污污染染物物和和适适当当微微生生物物相相接接触触地地点点，比比如如在在表表层层土土壤壤中中存存在在解解苯苯微微生生物物是是无无法法降降解解位位于于蓄蓄水水层层中中苯苯系污染物。系污染物。3 适合环境条件适合环境条件 是指要控制或改变环境条件，使微生物代谢和生长活是指要控制或改变环境条件，使微生物代谢和生长活动处于最正确状态。环境因子包含温度、无机营养盐动处于最正确状态。环境因子包含温度、无机营养盐(主要是氮和磷主要是氮和磷)、电子受体、电子受体(氧气、硝酸盐和硫酸盐氧气、硝酸盐和硫酸盐)和和pH值等。值等。生物修复三标准生物修复三标准第第56页页生物修复种类很多，能够依据不一样标准生物修复种类很多，能够依据不一样标准进行分类：进行分类：依据被修复污染环境依据被修复污染环境 依据生物修复利用微生物情况依据生物修复利用微生物情况 依据人工干预情况依据人工干预情况 生物修复分类生物修复分类第第57页页依依据据被被修修复复污污染染环环境境土壤生物修复土壤生物修复地下水生物修复地下水生物修复沉积物生物修复沉积物生物修复海洋生物修复海洋生物修复 第第58页页依据依据生物生物修复修复利用利用微生微生物情物情况况 使用污染环境土著微生物使用污染环境土著微生物(indigenous microorganism)天然存在有机化合物天然存在有机化合物 使用外源微生物使用外源微生物(exogenous microorganism)异生素异生素 微生物强化作用微生物强化作用(bioaugmentation)微生物强化作用或称生物促进作用微生物强化作用或称生物促进作用(biostimulation)，需要不停地向污染环境，需要不停地向污染环境投入外源微生物、酶、其它生长基质或投入外源微生物、酶、其它生长基质或氮、磷无机盐。氮、磷无机盐。第第59页页依据人工干预情况依据人工干预情况自然生物修复自然生物修复人工生物修复人工生物修复原位生物修复原位生物修复易位生物修复易位生物修复非反应器型非反应器型反应器型反应器型第第60页页自然生物修复自然生物修复(intrinsic bioremediation)是不进行任何工程辅助办法或不调控生态系统，完全依靠是不进行任何工程辅助办法或不调控生态系统，完全依靠自然生物修复过程，即靠土著微生物发挥作用。自然生物修复过程，即靠土著微生物发挥作用。需要有以下环境条件：需要有以下环境条件：有充分和稳定地下水流；有充分和稳定地下水流；有微有微生物可利用营养物；生物可利用营养物；有缓冲有缓冲pH能力；能力；有使代谢能够进有使代谢能够进行电子受体。行电子受体。原位生物修复原位生物修复(in situ bioremediation)在污染原地点进行，采取一定工程办法，但不人为移动污在污染原地点进行，采取一定工程办法，但不人为移动污染物，不挖出土壤或抽取地下水，利用生物通气、生物冲染物，不挖出土壤或抽取地下水，利用生物通气、生物冲淋等一些方式进行。淋等一些方式进行。第第61页页易位生物修复易位生物修复(ex situ bioremediation)是移动污染物到邻近地点或反应器内进行，采取是移动污染物到邻近地点或反应器内进行，采取工程办法，挖掘土壤或抽取地下水进行工程办法，挖掘土壤或抽取地下水进行。反应器型生物修复反应器型生物修复 处处理理在在反反应应器器内内进进行行，主主要要在在泥泥浆浆相相或或水水相相中中进进行行。反反应应器器使使细细菌菌和和污污染染物物充充分分接接触触，并并确确保保充充分氧气和营养物供给。分氧气和营养物供给。第第62页页原位生物修复技术原位生物修复技术 易位生物修复技术易位生物修复技术 生物修复类型生物修复类型第第64页页生物通气法生物通气法生物注射法生物注射法生物培养法生物培养法投菌法投菌法土地耕作法土地耕作法植物修复植物修复原位生物修复技术原位生物修复技术比如比如第第65页页生物通气法是向亚表层供给空气或氧气，促进生物通气法是向亚表层供给空气或氧气，促进不饱和层中污染物生物降解技术。原位生物通不饱和层中污染物生物降解技术。原位生物通气技术严格限制在气技术严格限制在不饱和层土壤不饱和层土壤。这项技术假。这项技术假定氧是生物降解限制原因，补充氧气可促进生定氧是生物降解限制原因，补充氧气可促进生物降解。物降解。详细办法是向不饱和层打通气井。详细办法是向不饱和层打通气井。通气主要有两点作用：通气主要有两点作用：1 供氧进行生物修复供氧进行生物修复2 通气去除挥发性有机物通气去除挥发性有机物 生物通气法生物通气法第第66页页很好气体渗透性不饱和带很好气体渗透性不饱和带第第67页页逸出气体需要处理逸出气体需要处理第第68页页生物注气法是将空气压入生物注气法是将空气压入饱和层水饱和层水中，使挥发性中，使挥发性化合物进入不饱和层进行生物降解，同时饱和层化合物进入不饱和层进行生物降解，同时饱和层也得到氧气有利于生物降解。这种补给氧气方法也得到氧气有利于生物降解。这种补给氧气方法扩大了生物降解面积，使饱和带和不饱和带土著扩大了生物降解面积，使饱和带和不饱和带土著菌发挥作用。菌发挥作用。空气注入井通常是间歇式运行。运行中需要监测空气注入井通常是间歇式运行。运行中需要监测地下水溶解氧和不饱和带中挥发性有机物含量。地下水溶解氧和不饱和带中挥发性有机物含量。生物注射法生物注射法第第69页页第第70页页堆肥式处理堆肥式处理预制床处理预制床处理生物反应器生物反应器易位生物修复技术易位生物修复技术比如比如第第71页页和普通堆肥相同，在堆制时除有待处理污染物以和普通堆肥相同，在堆制时除有待处理污染物以外，还有易降解固体有机物质，如稻草、木屑、外，还有易降解固体有机物质，如稻草、木屑、树皮和畜牧场垫草，并补充氮和磷以及其它无机树皮和畜牧场垫草，并补充氮和磷以及其它无机盐。盐。堆肥式处理堆肥式处理第第72页页第第73页页第第74页页这类处理是在泥浆相中进行，系统内能够补充营这类处理是在泥浆相中进行，系统内能够补充营养物。因为有机物溶解在水相中轻易被微生物利养物。因为有机物溶解在水相中轻易被微生物利用，而有机物吸附在固体颗粒上最不轻易被利用，用，而有机物吸附在固体颗粒上最不轻易被利用，所以让污染土壤或污泥以泥浆形式存在比较轻易所以让污染土壤或污泥以泥浆形式存在比较轻易降解。降解。生物反应器处理适合用于以下基体：生物反应器处理适合用于以下基体：粘土或粉粘土或粉砂粘土；砂粘土；粘滞含油污泥；粘滞含油污泥；土壤经洗涤处理后土壤经洗涤处理后残留微粒。残留微粒。生物反应器生物反应器第第75页页第第76页页