生物工程技术及在环境保护中的应用

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摘要：摘要：利用现代生物工程技术提供新的生态环境管理方法、寻找新的环境友好资源，关系到人类社会可持续发展的命运，是生物工程技术现在急需要解决的问题。本文介绍了生物工程技术在环境保护方面的优越性及其在环境工程中的具体应用。 关键词：生物工程技术;环

　　摘要：利用现代生物工程技术提供新的生态环境管理方法、寻找新的环境友好资源，关系到人类社会可持续发展的命运，是生物工程技术现在急需要解决的问题。本文介绍了生物工程技术在环境保护方面的优越性及其在环境工程中的具体应用。

　　关键词：生物工程技术;环保工程;废气;生物膜法;水体

　　一、现代生物工程技术与环境保护

　　现代生物工程技术是以基因操纵、酶构建、细胞构建、微生物结构等DNA分子技术为基础的多个因素的总称号。在医学研究、食品工程和作物改良中，现代生物工程技术不仅发挥着重要作用，而且在环境生物学和环境污染监测中也发挥着重要作用。生物工程技术是一项前沿技术，自20世纪80年代以来受到全球研究机构的广泛关注。生物工程是21世纪最重要的技术支柱之一，也是最重要的发展领域之一。生物工程技术是促进自然资源可持续利用、控制生态恶化趋势、抑制环境污染的有效手段。首先，污染物的分子结构被生物工程利用发酵技术进行分解，最终产物几乎是无毒无害的稳定物质，例如，甲烷、氮气、水和二氧化碳，可见，生物工程技术是消除污染最彻底、最安全的方法，也是有机废物的优先修复的首先技术。酶反应是生物工程技术的基础化学反应工程，该反应在中间条件、大气压和接近室温下进行，起生物催化剂的作用的是在反应过程中作为活性蛋白质的酶。生物工程技术与高温高压化学工艺相比，反应条件大大简化，绿色生物质的生产成本大大降低，一些化学物质和物种可以完全替代。

　　二、生物工程技术在环保工程中的应用

　　(一)废气处理中的生物工程技术

　　1、生物膜法

　　(1)原理

　　这种方法是在多孔介质表面固定微生物，然后将废气中的有害物质利用微生物代谢转化为不具有复杂结构的无机物和细胞，然后分解为无机盐、水和二氧化碳。生物膜除臭效果明显，可分为三种方案。首先是空气和液体的扩散，与生物膜接触时的有害的、有气味的化学物质会变成液体。然后是有害化学物质在液体和固体的扩散过程中，开始扩散到生物膜上。最后是氧化生物膜表面有许多具有特殊功能的微生物，可以氧化气味分子。

　　(2)工艺流程

　　从风道中抽出来的臭气首先进入清洗器，预处理气体，然后加湿后进入生物过滤器进行净化，净化后的气体最终从风机中排出。清洗器的设计合理，可以大量节约水资源。水从清洗器抽出后，可以从顶部带着污染物喷出，通过一系列处理措施，把这些污染物过滤掉，然后水被循环利用。水在向下流动的过程中，本身含有微生物的生长养分，最后流入水库，提高了水的利用率，并达到净化的目的。

　　2、生物过滤法

　　(1)原理

　　生物过滤方法是在合理的条件下，固体载体使用填充有微生物来收集的废气，然后再由氧化剂把被填料吸收的气体分解，微生物完成去除肺部气体的过程。因为足够的有机营养物质是微生物生长所必需的，所以固体载体对于有机含量的要求比较高，这有助于在固体载体上的微生物物质的转化。

　　(2)填料选择

　　载体可以生长比微生物生存和生长所需表面积更多的微生物。其特点是抗老化、营养优良、吸收性良好、无气味、高吸附性、低成本、高孔隙率、结构均匀。填充物通常是草纤维，例如干草、干树皮、半软塑料、塑料或它们的混合物。

　　(二)水体处理中的生物工程技术

　　活性污泥法和生物膜法目前在我国是最普遍、最有效的污水处理方法。

　　1、生物膜法

　　首先，将水中获得的有机生物膜放入氧气循环中，使其进行分解，然后放入盐酸层中，分解出厌氧基菌，最后在水层中沖洗出被气化的生物膜。这样，新的生物膜再次成长，重复这个过程的话污水就会被净化。这是被称为生物胶卷的过程。生物膜法的优点是(1)性价比高;(2)污泥含量低，固液分离容易，动态性能比高;(3)优异的硝化性能;(4)较强的应对温度和水质的变化能力。

　　2、活性污泥法

　　此方法是利用微生物处理废水的一种方式。含有有机物与好氧微生物产生微生物的活性污泥，是容易与水分离的黄褐色物质。分解污染物的主要物质就是活性污泥含有的微生物。真菌和细菌可以直接从可溶性有机物中获得营养物质，在这个过程中，腐生微生物起着重要的作用。

　　3、生物及生态的修复

　　这个技术的目的是净化水，载体是其他生物和微生物，它们的分解、变化、流动和恢复、水生生态系统的重建。路基系统是利用各种半水生生物和水生生物进行污水处理研究的最有效的方法，成本高。其独特优点是无二次污染，能耗低，处理效果高，性价比高。富营养化管理和水质污染抑制的重要发展方向。

　　(三)污泥以及土壤当中金属处理的生物技术

　　1、微生物法

　　污泥和土壤中的重金属微生物法可以有效地把它们去除。土壤中重金属的化学形态生物作用(如酵素反应等)可以改造，并且土壤环境的流动性和生物学有效性可以得到较大程度的降低。重金属被固定在生物吸收和代谢的水体中提取并还原。

　　2.生物的降解

　　生态学的应用是废水处理技术的基础。今天城市为了使用这种污水处理技术所需的物质、微生物、蚯蚓，人工延长生物链。随着污水处理时间的增加，污水中的污物在运输过程中生物消费最大。为了节约环境费用，污物可以降解、回收、做肥料。

　　(四)有机固体废物处理

　　1、好氧堆肥法

　　好氧堆肥是将有可能生物分解的有机物，利用自然界中广泛存在的微生物进行人工调节，转化为稳定的腐殖质的过程。好氧堆肥法是将腐蚀性有机物和有机物按一定比例混合，在合理条件下繁殖腐烂有机物时，利用高微生物分解有机物，利用高温去除病原体，减少有机固体废弃物的异味，稳定解毒过程。

　　2.厌氧发酵法

　　厌氧发酵是指天然微生物在缺氧条件下接种含油微生物，将有机物转化为甲烷和二氧化碳的方法。能量回收、污泥量化、降低能耗等优点是未来有机废物处理的发展方向之一。厌氧发酵技术的应用尚处于探索阶段。这种方法提高了能源利用效率，具有很高的实用价值和经济价值。但是，在实际使用过程中，普遍存在设备状态低，自动化水平低，技术水平低等问题，因此，对于该技术还需要深入研究，提高管理能力和水平。

　　参考文献

　　[1]曾令波.生物技术在环境污染治理中的应用研究进展[J].高等函授学报(自然科学版). 2018(06)

　　[2]胡述龙.厌氧生物技术在工业废水处理中的应用研究[J].科技资讯，2019(20)

　　[3]郑浩宇.生物技术在环境保护中的应用研究[J].科技与创新，2018(01)

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