微生物强化技术

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。

生物强化技术及其在水污染治理中的应用生物强化技术是一种利用生物学原理和方法来改善环境的技术手段，通过利用微生物、植物和动物等生物体对环境中有害物质的吸收、转化和降解作用，来达到治理环境污染的目的。

在水污染治理中，生物强化技术发挥着重要的作用，可以有效地去除水体中的有害物质，改善水质，保护自然生态系统，确保人类健康。

本文将重点介绍生物强化技术在水污染治理中的应用，并探讨其发展前景及挑战。

一、生物强化技术原理生物强化技术是利用生物体的吸收、转化和降解作用来改善环境质量的一种技术手段。

其原理包括生物吸附、生物转化和生物降解三个方面。

生物吸附是指生物体表面的一层吸附膜对有害物质的吸附作用。

微生物、植物和动物等生物体都具有一定的吸附能力，可以吸附水中的有机物、重金属离子和其他有害物质，从而达到净化水质的目的。

生物转化是指生物体对有害物质进行化学变化的作用。

微生物能够利用水中的有机物和无机物作为能源和营养来源，通过代谢过程将有害物质转化成无害的物质，如将有机物降解成水和二氧化碳，将重金属离子还原成金属沉淀。

生物降解是指微生物、植物等生物体对有机物进行分解的作用。

微生物通过分泌酶类物质，能够将有机物降解成更简单的物质，从而去除水体中的有机污染物。

1. 微生物生物滤池微生物生物滤池是一种利用微生物吸附和降解有机物的装置，是生物强化技术在水污染治理中的典型应用。

通过将含有有机物的废水或污水经过生物滤池处理，微生物膜能吸附并降解水中的有机污染物，从而实现废水的净化。

2. 植物修复技术植物修复技术是利用植物对有害物质的吸收和转化作用来改善水体环境质量的技术手段。

通过在水体中引种适宜的植物，如菖蒲、芦苇等，这些植物能够吸收水中的营养物质和有机污染物，净化水质。

4. 自然湿地修复技术自然湿地是一个具有天然生态功能的生态系统，能够有效地净化水质。

通过利用自然湿地的植被和土壤，在湿地中通过生物吸附、生物转化和生物降解作用，去除水体中的有害物质，实现水污染的治理。

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。

微生物强化植物修复重金属污染土壤随着工业化和农业现代化的快速发展，重金属污染土壤的问题逐渐凸显。

重金属污染不仅对土壤生态环境造成严重破坏，还会通过食物链危害人体健康。

为了有效治理重金属污染土壤，微生物强化植物修复技术逐渐受到广泛。

本文将探讨微生物强化植物修复重金属污染土壤的可行性和效果。

重金属污染土壤是指含有重金属离子如铅、汞、镉等超过国家标准的土壤。

这些重金属离子不易分解，会在土壤中不断积累，影响土壤生态环境，并通过食物链传递，危害人体健康。

传统的重金属污染土壤治理方法包括物理、化学和生物方法。

然而，这些方法往往存在治理成本高、操作难度大等问题，因此需要寻找更加高效、环保的治理方案。

微生物强化植物修复技术是一种结合微生物和植物共同作用治理重金属污染土壤的方法。

该技术通过在土壤中添加特定微生物，促进植物对重金属的吸收和降解，从而实现重金属污染土壤的治理。

与传统的治理方法相比，微生物强化植物修复技术具有环保、高效、操作简单等优点。

国内外学者在微生物强化植物修复领域已取得了一系列前期研究成果。

例如，某些特定微生物可以促进植物对重金属的吸收，提高植物的富集能力；同时，微生物还可以通过产生有机酸等物质，提高土壤中重金属的生物有效性。

然而，该领域仍存在亟需解决的难点，如微生物与植物的协同作用机制尚不明确，微生物和植物的筛选与优化还有待加强等。

虽然微生物强化植物修复技术具有许多优点，但是与其他治理方法相比，仍存在一定的不足。

该技术的工艺流程相对复杂，需要经过微生物的筛选、培养和优化等环节，治理周期较长；采用该技术需要投入一定的成本，包括微生物培养、植物种植和维护等费用，可能会增加治理成本。

为了克服现有方法的不足，本文将研究一种新型的微生物强化植物修复技术，旨在提高该技术的可行性和效果。

具体来说，本文将采用以下研究思路和方法：筛选和优化微生物：通过实验筛选出对重金属具有较强活性的微生物种类，并对其生长条件进行优化，提高微生物的存活率和活性。

几种利用微生物修复土壤重金属方法的比较研究摘要：总结了微生物修复土壤重金属污染方法的特点，对其原理进行了分析，比较了微生物刺激技术、微生物强化技术、植物-微生物联合修复三种方法，并对今后的微生物修复技术研究提出了建议。

关键词：重金属；微生物修复；菌根；根瘤菌0引言与常见的大气污染、水污染、工业固体废弃物污染相比，土壤重金属污染具有不可见性和隐蔽性．目前全国遭受不同程度污染的耕地面积已接近 2.0 ×107hm2，约占耕地面积的1/5，我国每年因重金属污染导致的粮食减产超过 1 ×107t，被重金属污染的粮食多达1.2 × 107t，合计经济损失至少200 亿元．土壤重金属污染日益严重导致土壤肥力退化、农作物产量降低和品质下降，严重影响环境质量和经济的可持续发展，威胁到人们的食品安全。

重金属对人类具有巨大的危害，能引起头痛、头晕、失眠、健忘、神经错乱、关节疼痛、结石、癌症，如肝癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌、乌脚病、畸形儿等[1]。

随着社会经济的发展，我国重金属污染已越来越严重，重金属污染事故频发。

近年来，随着土壤重金属防治方面研究增多，开发了越来越多的方法。

但是这些方法成本昂贵，可操作性差，且大部分是重金属稳定化技术，目前大都处在实验室研究阶段。

在此背景下，一些学者提出了利用微生物来修复土壤重金属污染方法，这对于传统的物理化学法是一种延伸。

1微生物修复土壤重金属污染的特点目前,用于土壤重金属污染治理的方法包括物理修复、化学修复和生物修复.物理修复、化学修复虽能达到一定的效果,但是能耗大、二次污染等问题也限制了其应用，尤其对于大面积有害的低浓度重金属污染,更是难以处理[2]。

微生物修复法具有处理费用低，对环境影响小、效率高等优点，加之微生物自身具有种类繁多，数量庞大，比表面积大等特点，所以利用一些真菌、细菌、放线菌等来修复重金属污染土壤具有很大的潜力，并且对重金属污染的耐性通常为真菌＞细菌＞放线菌。

微生物技术或成为城市垃圾生物处理的新技术展望在城市生活垃圾处理过程中，传统垃圾处理法和现代新型垃圾处理法工艺做对比，微生物种群对垃圾的分解发酵分析开发出新的微生物技术或成为城市垃圾生物处理的新技术展望。

随着我国城市人口的不断增长和生活水平的提高，城市生活垃圾每年以8~10%的速度快速增长，其中约半数是生活有机垃圾。

垃圾大量堆放，不仅占用大片土地，使人地冲突更加突出。

而且污染大气、土壤、地表水以及地下水。

采纳生物技术将其进行生物降解或生物转化，不仅可以有效处理城市垃圾，而且可以实现资源的再利用。

因此，与物理法、化学法相比，生物处理技术具有更宽阔的进展前景。

各种动植物、微生物，对自然界存在的各种有机物都有降解作用，其中微生物的降解作用最大。

凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物降解。

生物处理就是依靠自然界广泛分布的微生物，通过生物转化，将城市垃圾中易于生物降解的有机组分转化为腐殖质肥料、沼气或其他转化产品(如饲料蛋白、乙醇或糖类)，从而达到城市垃圾无害化和资源化的一种处理方法。

一、依据处理过程中起作用的微生物对氧气需求的不同，生物处理可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

1.好氧生物处理基本原理①好氧生物处理是一种在有氧的条件下，利用好氧微生物使有机物降解并稳定化的生物处理方法。

城市垃圾中往往含有大量的生物组分的大分子及其中间代谢产物如纤维素、碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等，这些有机物一般都较简单为微生物降解。

在好氧生物降解过程中，有机废物中的可溶性小分子可透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物直接汲取利用，而不溶的胶体及简单大分子有机物，则先被吸附在微生物体外，依靠微生物分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，再输送入细胞内为微生物所利用。

微生物通过自身的生命活动新陈代谢过程，把一部分有机物氧化分解成简洁的无机化合物，如c02、HzO、NH3、P043_、S042～等，从中获得生命活动所需要的能量；同时又把另一部分有机物转化合成新的细胞物质，使微生物增殖。

15Metallurgical smelting冶金冶炼微生物强化浸出及微波技术在黄铜矿冶金中的运用李正中（云南锡业股份有限公司铜业分公司，云南 蒙自 661100）摘 要：在以往的湿法炼铜工艺中，应用微生物的氧化活性，通过加热搅拌的方式进行黄铜矿的浸出，但是浸出效率不高，应用微生物强化浸出技术，比如，在浸出液中加入适当的金属阳离子，或者是表面活性剂，改善微生物的遗传物质，提高微生物的活性，从而提升浸出效率。

运用微波电磁波的穿透性，以及热效应和非热效应，通过加热黄铜矿，起到很好的催化作用，可加快黄铜矿的浸出效率，与传统的加热方式相比，微波技术加热的可选择性，以及浸出无污染的特性，使其在冶金行业中得到一定的应用，在倡导环境保护的今天，具有十分广阔的推广前景。

关键词：微生物强化浸出；微波技术；黄铜矿冶金中图分类号：TF18 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）18-0015-2收稿日期：2020-09作者简介：李正中，男，生于1979年，汉，云南大理人，本科，冶炼工程师，研究方向：有色冶金。

湿法炼铜是一种非常环保的冶金技术，与火法冶金相比，其不会产生SO 2，对环境的污染程度较小，受到了冶金行业的普遍关注。

湿法炼铜的浸出技术较多，比如，生物堆浸、微生物浸出、搅拌堆浸、加压浸出等，其中，微生物浸出受到的关注度教高，其对环境的污染非常小，并且冶金投入的成本低，在冶金行业内应用较为普遍。

1 微生物强化浸出在黄铜矿冶金中的运用低品位硫化铜矿是冶炼黄铜的主要矿物质，而其中黄铜的浸出对技术要求较高，并且浸出困难，需要强化微生物的浸出能力，提高浸出的效率，可以应用以下措施，增强微生物的活性，从而加快浸出速度，缩短浸出时间。

1.1 微生物浸出原理微生物浸出的原理是，利用其细菌的氧化性，与矿石中的低价硫发生反应，细菌获取了生长所需的营养物质，同时细菌通过培养基，获取N、K、P，和其他微量元素，满足自身生长繁殖的需求，再与矿石中的二价铁发生氧化反应，生成三价铁，而三价铁具有很强的浸出能力，可用于浸出难度大的矿石冶金中。

微生物强化技术摘要：微生物强化技术是用微生物的活性物质，调节和改变某种成分，从而增强基础物质的性能技术。

该技术不仅可以改善基础物质的外观和口感，还可以提高其维生素含量，降低或抑制其有害成分，从而改善基础物质的营养价值及饱和度。

微生物强化技术还可以改变基础物质的性质，比如增加稠度、降低渗透性、改变酸碱度、增强抗菌性等，从而改变基础物质的加工过程和加工产品的性质。

introduction：微生物强化技术是一种利用微生物的细胞膜和酶，以及细胞质含量较高的细菌活性物质，调节物质的基础物质的特性和性能，改变其外观和口感、维生素含量、有害成分含量等的技术。

该技术可以改善基础物质的营养价值和饱和度，增加其使用价值，有助于提高其价值链，这对于减少食品废物、改善食品安全、提高食品品质以及实现食品节能减排等方面都有重要意义。

Principle:微生物强化技术主要的原理是利用微生物的活性物质来改变基础物质的品质特性。

常用的微生物强化技术有改变基础物质外观的蛋白酶和蔗糖酶处理技术，以及增强基础物质酸碱度和抗菌性的乳酸菌和酵母菌处理技术。

Application:微生物强化技术可以应用于食品加工领域，是一种可以显著改善基础物质外观和口感、降低渗透性、改善酸碱度、抗菌和抑菌性以及改变加工过程和产品性质的技术。

它可以用于改变蛋白质、油脂、糖和无机盐等成分的性能，这些成分以不同形式存在于加工食品中，因此此类技术对于减少废物、改善食品安全、提高食品品质以及实现食品节能减排有重要意义。

Conclusion:微生物强化技术是一种利用微生物的活性物质来改善基础物质性质的技术，它的应用可以提高食品品质，改善食品的安全性，减少废物，实现节能减排，提高食品价值链，因此，微生物强化技术具有重要的实用价值。