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1环境修复技术和方法环境生物修复复习题一、名词解释1、生物修复（Bioremediation）也称生物整治、生物补救，是指利用微生物、植物或动物，吸收、转化受污染场地（水体、土壤）中的有机污染物或其他污染物，去除其毒性，使受污染场地恢复生态功能的一种生物处理过程。2、环境生物技术直接或间接利用完整的生物体或生物体的某些组成部分或某些机能．建立降低或消除污染物产生的生产工艺，或者能够高效净化环境污染以及同时生产有用物质的人工技术系统，称之为环境生物技术。3、膜污染膜污染是指在膜过滤过程中，水中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象4、稳定塘处理技术稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。5、植物促进也称之为植物提取，植物根系将土壤中重金属或有机污染物从污染的土壤中转移到植物的地上部分。一般指那些能累积超过叶子干重1.0%的Mn，或者0.1%的Co、Cu、Pb、Ni、Zn，或者0.01%的Cd的植物。目前世界上有500多种这样的植物。6、湿地处理系统人工湿地处理系统是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然生态系统综合降解净化功能，且可认为监督控制的废水处理系统，是一种集物理，化学，生化反应于一体的废水处理技术；一般由人工基制和生长在其上的水生植物组成，是一个独特的土壤，植物，微生物综合生态系统。7、土壤异位生物修复是指将受污染土壤，沉积物移离原地，使之与降解菌接种物，营养物及支撑材料混合，集中起来进行生物降解。28、污泥负荷污泥负荷（Ns）是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值，单位kgCOD(BOD)/(kg污泥·d)。在污泥增长的不同阶段，污泥负荷各不相同，净化效果也不一样，因此污泥负荷是活性污泥法设计和运行的主要参数之一。一般来说，污泥负荷在0.3～0.5kg/(kg.d)范围内时，BOD5去除率可达90%以上，SVI为80-150，污泥的吸附性能和沉淀性能都较好。9、生物强化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，提高有效微生物的浓度，增强对难降解有机物的降解能力，提高其降解速率，并改善原有生物处理体系对难降解有机物的去除效能10、生物冶金生物冶金技术，又称生物浸出技术，通常指矿石的细菌氧化或生物氧化，由自然界存在的微生物进行。这些微生物被称作适温细菌，大约有0.5-2.0微米长、0.5微米宽，只能在显微镜下看到，靠无机物生存，对生命无害。这些细菌靠黄铁矿、砷黄铁矿和其他金属硫化物如黄铜矿和铜铀云母为生。11．两阶段厌氧消化两阶段厌氧消化过程被认为是由不产甲烷的发酵细菌和产甲烷的发酵细菌共同作用的两阶段过程。第一阶段常被称作酸性发酵阶段，即由发酵细菌把复杂的有机物水解和发酵（酸化）成低分子中间产物，如形成脂肪酸（挥发酸），醇类。CO2和H2等；因为在该阶段有大量脂肪酸产生，使发酵液的PH值降低，所以此阶段被称为酸性发酵阶段或产酸阶段。第二阶段常被称为碱性或甲烷发酵阶段，是由产甲烷细菌将第一阶段的一些发酵产物进一步转化为CH4和CO2的过程。由于有机酸在第二阶段不断被转化为CH4和CO2，同时系统中有NH4的存在，使发酵液的PH值不断上升，所以此阶段被称为碱性发酵阶段或者产甲烷阶段。12．颗粒污泥颗粒污泥是指UASB工艺中起净化污水作用的污泥颗粒。好氧颗粒污泥是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥，与普通活性污泥相比，它具有不易发生污泥膨胀、抗冲击能力强、能承受高有机负荷，集不同性质的微生物（好氧、兼氧和厌氧微生物）于一体等特点，近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水、高含盐度废水及许多工业废水。13．生物表面活性剂生物表面活性剂主要是指微生物生长过程中在特定条件下所产生的具有表面活性的代谢产物，它是一种天然表面活性剂，一方面广泛分布于动植物等生命体内，另一方面微生物在其菌体外较大量的产生、积储。14．固体流态化固体流态化也叫流体化，可以强化流体和固体之间的相互作用，或使固体颗粒像流体一样用管道输送。315．堆肥腐熟度就是堆肥的腐熟程度，即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。堆肥腐熟度是反映有机物降解和生物化学稳定度的指标。腐熟度判定对堆肥工艺和堆肥产品的质量控制以及堆肥使用后对环境的影响都具有重要意义。16、微生物固定化技术微生物固定化技术是在固定化酶技术的基础上发展起来的新技术，即利用化学或物理方法将游离细胞(微生物)或酶定位于限定的空间区域内，并使其保持活性且能反复使用的技术。17、生物硝化反应硝化作用是一个生物用氧气将氨氧化为亚硝酸盐继而将亚硝酸盐氧化为硝酸盐的作用。将氨降解为亚硝酸盐的步骤常常是消化作用的限速步骤。硝化作用分为两阶段，分别由两类硝化细菌完成第一阶段：铵盐氧化为亚硝酸盐（亚硝酸菌）第二阶段：亚硝酸盐氧化为硝酸盐（硝酸菌）18、生物传感器生物传感器是一类特殊形式的传感器，由生物分子识别元件与各类物理、化学换能器组成，用于各种生命物质和化学物质的分析和检测。19、环境微生物制剂环境微生物制剂是指由生物法生产的或把生物机体作为产品的生物化工产品，具有针对性强，产品多样化，用途广泛，使用安全，操作简单方便并可以随时随地地处理污染等特点。20、生物化工生物化工是生物学、化学、工程学等多学科组成的交叉学科，研究有生物体或生物活性物质参与的过程中的基本理论和工程技术。它是一级学科“化学工程与技术”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。4二、问答题1、简述生物修复和生物处理的异同？答：从原理上说，两个名词是一致的，即利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。区别在于：生物修复主要控制环境中的污染物，而生物处理则控制排放口污染物。生物修复降解的化学品多是比较难降解的有毒化学品的复杂混合物，如燃油、杂酚油、工业溶剂的混合物。污染物的质量浓度从5~50g/L，可以相差10倍，有时还会有无机废物如金属的存在。生物处理是在精心设计的工程系统中进行，活性污泥法处理的废水大部分为生活污水，比较容易降解。活性污泥法使处理的废水处于均匀混合状态，操作运行相对容易些。由于生物修复的复杂性，它需要依靠工程学、生态学、地质学、土壤学和化学等多学科合作。进行生物降解的基体经常是多相的非均质的环境，污染物在土壤中可以与土壤颗粒结合，可以溶于土壤中，也可以存在于空气中，有时土壤中两点之间相差几厘米污染物的含量就会有很大不同。2、生物修复技术和优缺点？生物修复技术：利用生物，特别是微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境或消除环境中污染物的一个受控或自发进行的过程。生物修复的目的是去除环境中的污染物，使其浓度降至环境标准规定的安全浓度之下。生物修复同传统或现代的物理、化学修复方法相比，有许多优点：生物修复可以现场进行，这样减少了运输费用和人类接触污染物的机会；生物修复经常以原位方式进行，这样可以使污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以处理的地方进行，在生物修复时，场地可以照常用于生产；降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复的30%~50%。生物修复技术存在许多局限性：微生物不能降解污染环境中的所有污染物；生物修复要求对地点状况进行工程前的考察，往往费时、费钱；一些低渗透性土壤往往不宜采用生物修复技术；特定的微生物只降解特定的化合物类型，化合物形态一旦变化就难以被原有的微生物酶系降解；微生物活性受温度和其他环境条件的影响；有些情况下生物修复不能将污染物全部去除，因为当污染物浓度太低不足以维持一定数量的降解菌时，残余的污染物就会留在土壤中；如何开展对寒冷地区的污染土壤和海洋中的石油污染治理是生物修复尚待研究的重要课题。53、简述生物修复三原则。答：使用适合的微生物、在适合的地点和适合的环境条件下进行。（1）适合的微生物（先决条件）：是指具有生理和代谢能力并能降解污染物的细菌和真菌。如果在反应器内处理高浓度有毒污染物，修复位点处有降解微生物存在。在多数情况下，则要加入外源微生物。（2）适合的地点（场所）：是指要有污染物和合适的微生物相接触的地点。（3）适合的环境条件：是指要控制或改变环境条件，使微生物的代谢和生长活动处于最佳状态。（4）适合的技术费用：是指生物修复技术费用必须尽可能低4、MRB作为一种新的废水处理技术与其他处理技术相比优势明显，它有那些突出优点？请阐述。MBR作为一种新的废水处理技术它具有以下突出的有点：1）固液分离率高。混合液中的微生物和废水中的悬浮物质以及蛋白质等大分子有机物不能透过膜，而与净化了的出水分开。2）因为不用二沉池，该系统设备简单，占地空间小。3）系统微生物质量浓度高、容积负荷高。由于不用二沉池，泥水分离率与污泥的ＳVＩ值无关。好氧和厌氧反应器中最大混合液悬浮固体（MLSS）质量浓度分别达到40g/L和43g/L,远远高于传统的生物反应器。这是膜生物反应器去除率较传统生物处理技术高的重要原因。MLSS质量浓度的增大，其结果是系统的容积负荷提高，使得反应器的小型化成为可能。4）污泥停留时间长。传统生物技术中系统的水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）很难分别控制，由于使用了膜分离技术，该系统可在HRT很短而SRT很长的工况下运行，延长了废水中生物难降解的大分子有机物在反应器中的停留时间，最终达到去除目的。5）污泥发生量少。由于系统的SRT长，对世代时间较长的硝化菌的生长繁殖有利，所以该系统还有一定的硝化功能。由于该系统的泥水分离率与污泥的SVI值无关，可以尽量减少生物反应器的F/M比，在限制基质条件下，反应器中的营养物质仅能维持微生物的生存，其比增长率与衰减系数相当，则剩余污泥量很少或零。6）耐冲击负荷。由于生物反应器中微生物浓度高，在负荷波动较大的情况下，系统的去除效果变化也不大，处理的水质稳定。7）由于系统结构简单，容易操作管理和实现自动化。8）出水水质好。由于膜的高分离率，出水中SS浓度低，大肠杆菌数少。由于膜表面形成了凝胶层，相当于第二层膜，它不仅能截留大分子物质而且还能截留尺寸比膜孔径小得多的病毒，出水中病毒数少。这种出水可直接再利用。65、膜生物反应器（MRB）处理废水，可采用哪些措施控制膜污染？膜污染是指在膜过滤过程中，混合液中污泥絮体、胶体粒子、溶解性有机物或无机盐类，由于膜的存在物理化学相互作用或机械作用而引起的膜表面或膜孔内部的吸附或沉积，致使膜孔道变小或堵塞，膜表面形成凝胶层或滤饼层，从而造成膜通量降低或者跨膜压差升高的现象。膜污染的控制是指采用适当的措施，控制膜污染的发展，延长膜的清洗周期。探索膜污染的控制措施，对维护膜生物反应器的稳定运行具有重要的意义。根据膜污染的影响因素，膜污染控制技术的开发，应围绕提高膜的性能、优化运行条件和调控活性污泥混合液性质3个方面进行。（1）提高膜的性能。膜的亲疏水性、孔径、空隙率、粗糙度等自身特性对膜污染有着直接影响。通过提高膜自身的性能可以提高膜的抗污染能力。（2）优化运行条件。在MBR的实际运行中，膜通量、操作压力、曝气强度、膜过滤的操作方式、膜表面的错流流速等，均对膜污染有着重要影响，并直接关系到膜的使用寿命。污泥龄也是影响活性污泥混合液及其污染特性的主要工艺参数，MBR的整体性能与污泥龄的选择密切相关。膜组件设计是MBR运行条件优化的另一重要参数。调控混合液的特性。在实际工程项目中，比较有效的调控措施有：投加吸附剂和投加混凝剂。6、AB活性污泥法中A段对B段的影响有