蚯蚓堆肥及蝇蛆生物转化技术在有机废弃物处理应用中的研究进展

有机废弃物处置不当引起的环境污染与潜在资源浪费已引起广泛关注,生物堆肥处理是解决有机废弃物污染与再利用的主要技术手段之一.蚯蚓堆肥和蝇蛆生物转化是废弃物生物处理与利用的两项代表性技术,不仅可将废弃物基质转化为均匀且稳定的类腐殖质化合物,同时收获丰富的虫体蛋白.本文在介绍蚯蚓堆肥和蝇蛆生物转化基本定义与原理的基础上,重点综述了两种技术的工艺过程与机制、影响因素与控制、以及废弃物生物质特性演变规律等;进而阐述了虫体生物量转化、肠道消化分解、生物酶降解、以及微生物区系等多重物理及生化机制共同实现有机废弃物减量化-增值化-稳定化处理的共性与差异,以及工程应用潜力与发展前景.     

添加碳氮代谢相关微生物对堆肥过程中菌群结构的影响

堆肥是固体有机废弃物资源化利用的有效方法之一,碳氮代谢是堆肥化进程中的主要生化反应。本文通过筛选出与碳氮代谢相关的微生物并制成菌剂添加到堆肥中,研究添加菌剂对堆肥化的影响,利用PCR-DGGE方法对堆肥化进程中细菌群落进行分析,结果显示:各组堆肥的生物菌群在堆肥过程中的变化趋势是相似的,但添加菌剂减少了堆肥的生物多样性,使有效微生物迅速成为优势菌群,从而促进堆肥腐熟。     

微生物共代谢在氯代有机物生物降解中的作用

概述了微生物共代谢的生化机制,研究进展以及在氯化有机物生物降解中的作用,提出了微生物共代谢这种尚未被人们透彻了解的生物过程在氯代有机物等难解化合物生物处理中的应用前景。     

污泥产短链脂肪酸微生物的研究进展

厌氧消化系统微生物是生物降解有机物工艺的核心。系统综述了厌氧消化产短链脂肪酸的微生物种类及其种类间的代谢关系,重点阐述了污泥中基质、温度、p H值、碳氮比和污泥停留时间等因素对污泥厌氧消化产短链脂肪酸微生物的生物多样性、优势种群及产物的影响,介绍了促进污泥厌氧发酵产短链脂肪酸微生物活性的研究进展,展望了通过调控主要影响因素实现对厌氧消化系统微生物优势种群的控制。     

拟除虫菊酯类农药的降解与代谢研究进展

拟除虫菊酯类农药残留引发各种环境污染和食品安全问题,文章主要综述了该农药的生物降解、光降解和生物代谢三个方面的国内外研究现状。生物降解是其分解代谢的重要环境过程之一,微生物、哺乳动物、水生生物、昆虫及植物等对拟除虫菊酯的代谢都具有不可替代的作用,其中微生物降解菌的分离、微生物的酶促降解及其衍生的基因工程菌技术迅速发展,为通过基因克隆高效表达拟除虫菊酯降解酶提供依据。合理利用光能可有效去除拟除虫菊酯,光敏化降解与光猝灭降解研究可有助于农药混配的效果分析。通过拟除虫菊酯在生物体内的代谢分析可为治疗人体农药中毒提供有效方法。文章还讨论了吸附作用、氧化作用对拟除虫菊酯的降解效果。     

发酵生物制氢领域的基因工程技术研究进展

氢气以其清洁、无污染、热值高的特征和广泛的来源,被认为是未来的良好能源载体。自然条件中,很多微生物可以利用有机底物或者水和光能代谢产生氢气。通过基因工程技术手段可以提高这些微生物的产氢能力,更有利于生物制氢技术的工业化应用和推广。文章综述了近年来基因工程手段在发酵法生物制氢领域的研究和应用情况,对现有的研究成果进行了比较,并对该技术将来在生物制氢领域的发展趋势做以预测分析。     

有机废物厌氧发酵生物合成己酸研究进展

厌氧发酵处理有机废物并合成高价值羧酸盐的技术日趋成熟。尤其是己酸作为产物之一,因其附加值高,易于分离,用途广泛,越来越受到关注。微生物合成己酸需要电子供体及受体。详细介绍了乙醇、乙酸分别作为电子供体、受体合成己酸的机理——逆β氧化反应,总结合成己酸底物以及影响合成的因素（温度、pH值、水力停留时间、竞争路径、氢气分压、底物比例、氮源等）。目前采用科氏梭菌以乙醇为电子供体来合成己酸的技术较成熟,探索了利用乳酸为电子供体合成己酸的代谢机理,并指出开发乳酸转化合成己酸的技术可成为未来发展方向。     

两阶段生物系统处理酵母废水有机物的变化特征

目前酵母废水主要采用两阶段(厌氧-好氧)生物处理工艺。利用紫外扫描(UV)、渗透凝胶色谱(GPC)、气相色谱-质谱(GC-MS)等方法对一典型酵母企业生产废水生物处理系统各阶段废水中溶解性有机物的紫外吸收、分子量分布及化学组成等特性进行了分析。分析发现酵母废水中大部分有机物能在厌、好氧两阶段被降解去除,有些厌氧阶段不能去除的有机物可以在好氧阶段去除,同时,在生物处理过程中还产生了微生物代谢产物-新的化合物。生物系统中难以去除的有机物主要是酵母废水中难以降解的有机物以及生物系统中产生的微生物代谢产物等。难以降解的有机物主要有4类:烃类、邻苯二甲酸酯类、多环芳烃类、杂环类。微生物代谢产物或生物系统降解中间产物主要有:卤代产物、杂环醇类、硅代产物等。     

重金属废水的生物治理技术研究进展

重金属污染水体的修复是目前研究的热点之一,其中生物治理技术尤其得到了广泛关注。利用菌类微生物的表面结构特性及其生化代谢作用,通过吸附法、代谢法、絮凝法等将重金属元素与水体分离或降低其毒性,可达到废水治理的目的。运用藻类细胞壁对重金属离子的化学吸附作用,可从水体中分离出重金属离子,国内外对此进行了广泛研究。种植能富集重金属的水生植物可有效治理受污染的天然水体。基因工程技术在这一领域的应用,加强了菌类和微藻的吸附、代谢、絮凝功能,提高了废水处理能力。固定化技术的应用提高了废水治理的效率及稳定性,有力地推动了重金属废水微生物治理技术的发展。文章综述了近年来国内外在利用微生物及植物技术治理重金属废水方面的研究进展,并对其发展方向进行了展望。     

生物强化技术在生物修复中的应用

对生物强化技术在生物修复中的应用情况进行了探讨,主要从生物强化技术的基础与分类、应用、系统的设计与运行等方面进行了讨论。生物强化技术以生物修复工程为技术支撑,利用高效的降解微生物治理目标污染物,在环境污染治理中具有广阔的应用前景.     

Road to full bioconversion of biowaste to biochemicals centering on chain elongation: A mini review

Production of biochemicals from waste streams has been attracting increasing worldwide interest to achieve climate protection goals. Chain elongation(CE) for production of mediumchain carboxylic acids(MCCAs, especially caproate, enanthate and caprylate) from diverse biowaste has emerged as a potential economic and environmental technology for a sustainable society. The present mini review summarizes the research utilizing various synthetic or real waste-derived substrates available for MCCA production. Additionally, the microbial characteristics of the CE process are surveyed and discussed. Considering that a large proportion of recalcitrantly biodegradable biowaste and residues cannot be further utilized by CE systems and remain to be treated and disposed, we propose here a loop concept of bioconversion of biowaste to MCCAs making full use of the biowaste with zero emission. This could make possible an alternative technology for synthesis of value-added products from a wide range of biowaste, or even non-biodegradable waste(such as, plastics and rubbers). Meanwhile, the remaining scientific questions, unsolved problems, application potential and possible developments for this technology are discussed.     

金属材料的微生物腐蚀与防护研究进展

探讨了金属材料在微生物作用过程中的腐蚀与防护。通过在实验室内构建微生物环境来模拟自然状态下金属材料的腐蚀行为。回溯了微生物腐蚀的研究历史,结合近年来的研究进展,重点阐述了生物膜在金属腐蚀过程中的特性,并针对滨海工业用循环冷却水系统中金属材料的MIC,介绍了相关的防腐蚀技术并展望了未来的发展趋势。自然海水中,微生物倾向于附着在材料表面形成生物膜,它在金属/溶液界面扮演着双重角色。金属的微生物腐蚀通常由多种微生物协同作用,具有复杂的作用机制,应该综合运用各种物理、化学手段,尤其是防护性涂层方法才能达到控制腐蚀的目的。     

生物滴滤净化VOCs进展

生物滴滤净化挥发性有机污染物技术是近年来发展起来的一项新技术。介绍了生物滴滤技术的研究现状 ,包括净化机理 ,可以净化的污染物 ,起降解作用的微生物和它们需要的环境条件 ,及生物滴滤模型。目前生物滴滤技术在以下几方面需要完善和发展 :提高微生物的降解能力 ,改进生物滴滤填料 ,完善生物滴滤模型和开展实际废气的应用研究。     

二氧化钛光催化消毒技术在水处理中的研究

二氧化钛光催化消毒是一种新型的水处理技术,可以有效地去除水中常规的和新出现的致病微生物,杀菌效果好且相对常规消毒手段消毒副产物较少,处理工艺自身不会对处理水造成二次污染。通过总结光催化技术的研究历史,阐述了光催化氧化机理和杀灭微生物的具体过程,综述了二氧化钛光催化技术在水处理领域中杀灭细菌、真菌、藻类、原生动物和病毒的研究成果,论述了二氧化钛光催化消毒的必要性,并对二氧化钛光催化消毒的应用前景作了展望。     

啤酒废水处理技术的应用进展

本文系统地介绍了近年来国内啤酒废水处理技术的应用现状 ,通过调查、分析 ,对目前国内应用比较广泛的成熟工艺的优缺点进行了介绍 ,并作了简要的比较和探讨 ,最后指出了啤酒废水处理技术的应用趋势。     

焦化废水处理技术的研究现状与进展

介绍了焦化废水的来源、成分及其危害,从物化法、化学法和生物法3个方面综述了近年来国内外有关焦化废水处理技术的研究进展,分析了现有处理方法的优缺点和存在的问题,并提出了焦化废水处理技术的发展趋势。     

新型有机污染物污染现状及其深度处理工艺研究进展

新型有机污染物的污染现状及其去除技术近年来受到学界的广泛关注。由于传统污水处理厂不能有效去除新型有机污染物,导致其随污水处理厂出水、污泥等进入生态环境,产生危害。因此,为有效去除该类污染物,近年来新型有机污染物的去除技术逐渐成为研究热点。通过总结新型有机污染物的污染现状及其危害,对目前新型处理技术,包括活化过硫酸盐、光催化耦合微生物同步降解、臭氧微气泡法、金属-有机框架材料、固定化微生物和漆酶降解等技术进行了综述,并分析了各种技术的优势和缺点。结果表明:目前对这些新型工艺降解新型有机污染物的研究大多处于实验室研究阶段,且多为单一工艺研究,部分工艺存在有毒有害产物。建议通过建立数学模型,使其在预测工艺降解能力、评估污染物毒性及其环境风险、污染程度等方面更加简便、经济。同时应进一步筛选高效菌株,研发安全可靠的新型处理材料,通过清洁生产,从根源上消除新型污染物污染。     

低温等离子体协同催化降解VOCs的研究进展

低温等离子体协同催化降解VOCs技术因其具备操作条件简单、去除效率高、CO2选择性好、能量利用率高及产生二次污染物量少等特点,近年来受到国内外研究者的普遍关注。文章在研究大量文献的基础上,概括和分析了低温等离子体协同催化降解VOCs的影响因素和作用机理,并对其在挥发性有机化合物治理中的发展进行了展望。     

一段式短程硝化-厌氧氨氧化生物脱氮技术与工艺

分别从一段式短程硝化-厌氧氨氧化技术的原理、影响因素、工艺反应器形式及应用等几个方面进行阐述,归纳了温度、p H、基质浓度、DO等对该工艺的影响;总结了一段式短程硝化-厌氧氨氧化反应器的启动特征;比较了颗粒污泥和生物膜两类生物载体系统的脱氮效能;最后分析了一段式短程硝化-厌氧氨氧化技术存在的问题及发展趋势。     

臭氧对膜法水处理中膜污染的影响

膜过滤是一种高效水处理技术,包括污水处理中的膜-生物反应器（membrane bioreactor,MBR）和针对二级生物处理出水（生产再生水）、地表水（生产饮用水）的膜过滤工艺等,其中膜污染是制约膜工艺应用的一个主要问题.臭氧具有强氧化性,在水处理上得到了广泛的应用.近十几年来,针对臭氧-膜过滤组合工艺的研究正变得越来越多,因此本文对这些研究进行了系统综述与分析.在MBR组合臭氧控制膜污染方面的研究中,目前结论相对较少.可以通过对MBR进水预臭氧化或者投加适量臭氧到MBR混合液这2种方式来减轻MBR膜污染.在针对微污染水的臭氧-膜过滤组合工艺中,根据臭氧的功能和结构形式主要分为3种,分别是污染膜臭氧清洗、分离式臭氧-膜工艺和一体式臭氧-膜工艺.绝大部分报道认为臭氧可以有效地控制膜污染的发展,但也有少数投加臭氧后膜污染加剧的情况.目前,臭氧化影响膜污染机制的研究主要集中在有机物方面,根据原水水质和工艺结构参数等的不同,颗粒物、微生物和无机物质也在这个过程中起着相应的作用.另外,在迄今为止的研究中,还缺乏对于臭氧投加方式和分散方式的统一衡量和比较标准.作者建议应该加强对一体式臭氧-膜组合工艺的研究,并且要注意臭氧投加的工艺经济性.