生物技术带来的利弊论文(范文大全)

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第一篇:生物技术带来的利弊论文

生物技术带来的利弊

13广编一班 丁盼盼 131211121 摘 要: 20世纪是生物科学发展史上最为辉煌的时代,特别是20世纪50年代以来,随着数理科学的广泛而深刻地渗人到生物科学领域以及一些先进的仪器设备和研究技术的问世,生物科学已进入从分子水平研究生命活动过程及其规律以及生命体与环境相互作用规律的生命科学的新时代。无可置疑,这推动了社会的进步,但与此同时,也有一定的弊端。

关键词:生物科技; 现代社会; 利弊

生物技术(biotechnology),是指人们以现代生命科学为基础,结合其他基础科学的科学原理,采用先进的科学技术手段,按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,为人类生产出所需产品或达到某种目的。近些年来,以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛,并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。.现代生物技术给人类带来了巨大的利益。极大的提高了有关领域的生产力,提高了人民生活水平,本文就在四个领域浅谈现代生物技术给人类带来的有益之处。

1、现代生物技术给现代农业带来的好处:利用生物技术改良品质,提高作物产量,选育优良品种。包括粮食作物、烟草、经济作物、蔬菜瓜果、花卉、树草的抗病基因、高蛋白含量基因、固氮基因。还有快速繁殖,缩短繁殖期,较快获得较多产物。培育人工种子,可选育所需苗株,低成本,高收益。以及我们所了解的产生新物种。

2、现代生物技术给医药、健康带来的好处:在医药方面应用广泛,特别是贵重药物生产、疫苗生产、新的诊病技术、新的治疗方法有特殊意义。利用基因工程和细胞工程生产药物。如,生长激素、生长激素释放抑制素、胰岛素、干扰素等。另一方面,随着克隆技术的不断发展,一旦技术成熟,将给医疗卫生界带来翻天覆地的变革,大大提高人类健康水平。而且,试管婴儿的出现,给人类带来前所未有变化,给有相关需求的家庭带来了福音。此外,对于濒危物种,克隆技术在保护和恢复方面也有很大帮助。

3、现代生物技术在能源方面带来的好处:发展洁净新能源是未来能源业建设的发展方向,现代生物技术的生产力发挥的更充分。发展新型燃料电池。燃料电池使用气体燃料,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。充分利用有机垃圾或有机废水为原料生产氢能源。据称,日本研究人员为制取氢气的生活垃圾可循环利用,还研制新型“发酵设备”更有利于提高生活垃圾制氢效力。我国哈尔滨建筑大学研究人员已建立以厌气活性污泥为原料的有机废水经微生物发酵法生产氢的技术。

4、现代生物技术给环境保护带来的有益之处:环境保护方面的应用分为两大类,一是污染监测,二是污染治理。现代生物技术建立了一类新的快速准确监测与评价环境的有效方法,主要包括利用新的指示生物、利用核酸探针和生物传感器。另外,还有生物酶技术、金标免疫速测技术、FCR技术、生物发光检测技术、生物芯片技术和生物传感器。其中生物芯片技术和生物传感器应用最为广泛。在环境保护上,基因芯片也有广泛的用途,现代生物技术除了应用于环境监测以外,还应用于环境污染治理。现代生物治理采用纯培养的微生物菌株来降解污染物。

天生万物,有利有害,现代生物技术同样是把双刃剑,给人们带来极大 利益的同时,也带来了很大的危机。其潜在的危害有许多,因为许多可能性都是事先难以想象的。

就转基因生物、食物而言,会给已有的生态系统带来巨大危害,因为转基因生物可能会与一些其他生物杂交,也许会出现新的形状,这些新的形状可能会对其他生物不利。转基因生物使某种生物灭绝,可能造成食物链的破坏。导致其他几种生物灭绝.转基因生物可能有很强的繁殖,抗逆能力,可能会大量繁殖,导致其他生物无法生存。对食物链、生态平衡造成很大,打破物竞天择之理。此外,转基因生物、食物对生态系统的影响不会马上显现出来,需一段时间才能有所体现。而对于转基因食物而言,需进行完善的检测方可投入市场。就克隆技术而言,克隆技术也可能带来负面影响,一些克隆动物在遗传上是全等的,一种特定病毒或其它疾病的感染,将会带来灾难,如果无计划克隆动物,会扰乱物种的进化规律,干扰性别比例,这种对生物界的人为控制会带来许多意想不到的危害。但只要采取相应的研究对策,制订科学的克隆计划,这种负效应就可以避免。至于克隆人由于涉及伦理和人权问题,因此一直是社会各界争论的话题.生物技术也可能引起生产方式和人类健康的退变。这种情况可能会随着需要特定处理的转基因作物的出现而产生,特别是抗除草剂的转基因作物出现。农民必须从同一公司购买种子和除草剂,否则除草剂起不了作用。同样的问题也可能在需人造肥料的转基因作物上出现,这些转基因作物会取代传统的依靠有机肥的作物,后者在发展中国家是很普遍的,并且也有利于环境保护。生物技术在食品上的应用对发展中国家的农民也会造成许多困难。生物技术也会对人类的健康制造麻烦。为了预防起见,转基因作物产品必须经免疫测定筛选后才能利用。

生物技术也可能引发环境问题。人们利用生物技术生产出抗旱、耐盐、抗病虫害作物同时,也导致生物多样性遭受严重破坏,甚至导致一些物种灭绝。这一结果是由于生物技术促进农作物向它原本不适应的地域扩张而造成的。生物技术同样加速土壤侵蚀和沙漠化。农业,尤其是耕作农业的扩张会增加除草剂、杀虫剂、人造肥料的使用,农业中不断投入的能源促进全球变暖。

未来20年,随着世界人口的增长,农业将经历具有重大意义的革新。毫无疑问,生物技术作为科学和技术在这场变革中将起到关键性的作用。原则上讲,生物技术本身有能力帮助人们提高农业生产力和保护环境,但在实践中,生物技术作为环境保护的代理人其作用相对来说是微乎其微的。人们对它在环境保护以及促进人类进步中的作用仍将拭目以待。

总结

科学技术室一把双刃剑,它有利也有弊。生物技术可以为我们的生活带来便利,但是也潜在不确定的危机,我们应该理性对待,让生物技术这种高端的科技能更好的造福全人类。

参考资料

①:任南琪 李建政主编.环境污染防治中的生物技术.化学工业出版社,2004年01

月第一版

②:郎春雷 现代环境生物技术的特点及应用 环境卫生工程 2009年10月第十

七卷增刊

③:沈德中 污染环境的生物修复 化学工业出版社 2002年

④:刘仲敏 现代应用生物技术 化学工业出版社 2004年10月一日第一版

⑤:孔繁翔.环境生物学[M].北京:高等教育出版社,2000 ⑥:陈坚 环境生物技术[J],生物工程进展,2001(5)⑦: 姜成林,徐丽华.微生物资源的开发与利用[M].北京:中国轻工业出版社,2001

⑧:潘春梅 微生物技术 化学工业出版社 2010年9月1日

⑨:于淑萍 应用微生物技术 化学工业出版社 2010年8月1日.

第二篇:生物技术论文

生物芯片技术及其在环境科学方面的应用全是别人的,加点自己的

摘要:生物芯片技术是20世纪以来发展迅速且引人瞩目的一个前沿领域。本文主要介绍了生物芯片技术在环境化学、环境微生物检测以及环境医学领域中的应用。并对生物芯片在环境领域的应用前景做出了展望。

关键词:生物芯片;环境科学;

生物芯片(biochip)技术是20世纪90年代初期发展起来的一个新兴的领域,自从1991年Fodor等提出DNA芯片的概念后,近年来以DNA芯片为代表的生物芯片技术得到了迅猛发展。生物芯片是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术,其概念源于计算机芯片。它主要是指通过微加工和微电子技术在固体基质表面构建微型生物化学分析系统,以实现对生命机体的组织、细胞、蛋白质、核酸、糖类及其它生物组分进行准确、快速、高通量的检测。生物芯片技术的本质特征是利用微电子、微机械、化学、物理及计算机,将生命科学研究中的样品检测、分析过程实现连续化、集成化、微型化。芯片上集成了成千上万密集排列的分子微阵列或分析元件,能够在短时间内分析大量的生物分子,快速准确的获取样品中的生物信息,检测效率是传统检测手段的成百上千倍。该技术被评为1998世界十大科技进展之一。目前,生物芯片已在环境微生物检测、环境化学及环境医学等研究方向重显现出独特的优势。

一、生物芯片的分类及其原理 常见的生物芯片主要分为三大类:即基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室。

1.基因芯片(Gene chip)基因芯片又称DNA芯片(DNA chip)。)。最初的生物芯片主要用于基因测序、基因表达图谱的鉴定和基因突变的分析与检测,而且随着人类基因组计划的逐步实施以及分子生物学的迅猛发展,基因芯片己成为生物芯片中最重要的一类。基因芯片是在基因探针的基础上研制出的,所谓基因探针只是一段人工合成的碱基序列,在探针上连接一些可检测的物质,根据碱基互补的原理,利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。它将大量探针分子固定于支持物上,然后与标记的样品进行杂交,通过检测杂交信号的强度及分布来进行分析。

2蛋白质芯片(Protein Chip)蛋白质芯片与基因芯片的基本原理相同,但它利 用的不是碱基配对原理而是抗体与抗原结合的特异性即免疫反应来检测。蛋白质芯片构建的简化模型为:选择一种固相载体能够牢固地结合蛋白质分子(抗原或抗体),这样形成蛋白质的微阵列,即蛋白质芯片。蛋白质芯片的检测原理类似于抗原、抗体检测的 ELIS法,如采用双抗夹心的形式,通过机械点涂的方法,将多种不同的单克隆抗体点样固定在固相介质表面(一般是膜介质)上,制备抗体蛋白芯片,并与多种抗原样本杂交,使芯片上的抗体捕获相应的抗原。然后再与标记的多种不同的抗体杂交,由于蛋白抗原上的多价结合表位可结合标记抗体,根据杂交信号的有无、多少便能进行定性、定量的分析。3芯片实验室(LAB—on—a—chip)芯片实验室是生物芯片研究领域的一个热点,它是将传统的样品制备、生化反应、数据检测三个步骤集成于一体,缩小构成芯片上的实验室系统,是生物芯片发展的最高阶段。要实现这一目标生物芯片必须以微电流平台作为支撑,只有把样品制备、分析和信号获得连为整体,才能开发出生物芯片应用的最大潜力。目前,利用芯片缩微实验室已成功地将样品分离、DNA提取、PCR反应、DNA杂交检测这几个离散步骤在一个或几个芯片构成的密闭系统中完成。由于芯片可以做成十分微小的形状,所以便于携带,检测分析所需样品少,节约了大量试剂和人工。同时芯片可以 进行大规模生产,成本可以降到很低,用于各种分析 的芯片就可以做成一次性使用,避免了样品污染和交叉污染。芯片实验室是未来生物芯片的发展方向。

二、生物芯片在环境科学研究中的应用

生物芯片是近几年发展起来的一个新兴和热点领域,在国外研究和应用较多,我国在此方面的研究尚处于起步阶段,且主要应用于医药领域,在环境科学领域的应用和研究较少。但其高通量、检测快的特点,使其在环境领域有着广泛的应用前景。现今,生物芯片已在环境化学、环境生物学、环境毒理学、环境医学及分子生态学等研究领域中有了应用实例。

1、生物芯片在环境化学中应用

生物芯片在环境化学中的一个重要应用领域是分析和监测环境中的污染物。环境化学污染物主要包括有机化学性污染物和无机污染物。生物芯片设计集成化,从而简化了分析过程,使检测速度加快,因此在环境监测中有很好的应用和发展前景。目前,在环境化学领域中得到应用的有毛细管电泳芯片、微反应芯片等。Wang等将毛细管电泳芯片与厚膜电流检测器集成在一起(缓冲液为MES(20mol/L,PH=5.0),分离管道长度为72mm,分离电压为2000V)。使用此方法,可在140S内从掺入有机磷神经毒物的河水中分离检测出磷、甲基对硫磷、杀螟硫磷和乙基对硫磷。这些结果显示毛细管电泳芯片有可用于现场检测的快速检 查。Backer等[6JN用基于氧化锡的微反应芯片实现了对空气中CO、NO和NO2气体的测量。

2、生物芯片在环境微生物检测方面中的应用

微生物广泛存在于环境中,其密度及多样性是反应环境质量的重要指标之一,因此,对环境微生物进行检测具有十分重要的意义。随着分子生物学的不断发展,人们可以在分子水平上构建细菌的进化树并以此为依据对其进行分类。基因组水平的DNA杂交技术成为菌种鉴定的里程碑,利用16SrRNA的高度保守性,人们可以通过6SrRNA的序列分析来对细菌进行分类。通过该方法研究环境中微生物的组成、数量及其变化,可以了解生物群落的结构与其功能及生物地球化学活动的关系。Guschin等利用寡核苷酸微阵列芯片对硝化细菌进行了分类,芯片上固化的寡核苷酸与16SrRNA序列完全互补,并通过改变探针的微阵浓度和多颜色检测来进行定量分析。2008年,Victor Parror等利用包含200个抗体的微阵列生物芯片,并结合免疫解析的方法寻找通用微生物标记物以进行环境检测,其检测限为:0.2ng/ml蛋白质和10·4—10·5个细胞/ml,并成功地在全球范围内极端环境样品中检测到了生物大分子物质。

3、生物芯片在环境医学中的应用

环境医学是研究环境与人群健康的关系,特别是研究环境污染对人群健康的有害影响及其预防的一门科学。如今,生物芯片技术已在环境流行病学、职业病研究和环境医学监测等领域得到了应用。①应用于环境流行病学: 周琦等以SARS冠状病毒TOR2株序列为设计标准,研制出用于检测SARS病毒的全基因芯片,芯片探针长度为70nt,相邻探针序列重复25nt,共660条病毒探针,覆盖了SARS冠状病毒的全部序列,应用该基因芯片对病人、出人境食品、动植物及其产品进行检测,结果表明基因芯片技术检测SARS冠状病毒灵敏度 高、特异性强,而且准确、快速。吴海等以HBV、HVC高度保守的片段为探针成功制作了乙、丙型肝炎病毒双检基因芯片,可望应用于临床。赵伟等PCR产物用点样仪点于玻片介质上,制成芯片,检测40例乙肝患者血清的乙肝病毒,准确率达80%

②用于对公害病和职业病的研究:NIEHs已经开始环境基因组目标的研究以确定包括在环境疾病中的200个基因共同的序列多态性。NIEHs对暴露到PAHs和其他污染物环境中的波兰煤炭炉工人的血液、淋巴系统基因表达进行了研究。这种研究一个重要的考虑是基因表达可以被其他因素影响,如食物、健康状况、个人习惯等,减少这些因素的影响必须完成大量处理样品与对照样品的比较。一个新的领域基因毒理学正在发展起来,研究基因差异与毒物易感性的关系,在人类对疾病易感性个体变化的认识上基因毒理学将产生巨大推动作用 ③应用于环境医学监测: 孟紫强等探讨了SO的分子毒作用机制,通过采用Affmetrix公司的大鼠基因表达谱芯片(RAE230A)研究了短期动态吸人SO的大鼠肺组织基因表达谱的变化,并揭示了高浓度SO短期暴露对基因表达的影响。杨磊等用基因芯片分析急慢性砷染毒时人正常肝细胞(L--02细胞)基因表达谱的变化,得出了长期染砷后与肿瘤发生及氧化还原有关的基因表达量升高的结。

三、环境芯片的在环境科学领域应用前景展望

生物芯片技术是21世纪的朝阳产业,有很好的发展前景。它克服了传统生物学技术操作繁杂、自动化程度低,检测效率低等不足,充分利用了生物科学、信息学等当今前沿领域的研究成果,现在已越来越广泛的被应用到多个领域中。环境科学研究的主要是环境中的物质,尤其是人类活动产生的污染物,及其在环境中的产生、迁移转变、归宿等过程和运动规律,因此,将生物芯片技术引入环境科学研究中有重大意义。生物芯片高信息量、快速、微型化、自动化、成本低、污染少、用途广等优点,很适应环境学研究中的技术需求,使其在环境科学领域有很好的应用前景。虽然生物芯片技术在环境领域的应用实例还较少,且其自身还有许多问题亟待解决(如提高芯片的特异性、简化样品制备和标记操作程序、增加信号检测的灵敏度等等),但随着技术的发展与完善,生物芯片技术必将会越来越广泛的应用到环境科学研究的各个领域,给21世纪人类对环境的保护和治理带来一场“革命”。

[参考文献]

[1] 陈忠斌.(生物芯片技术).北京:化学工业出版社,2005 [2] 李瑶.(基因芯片技术——解码生命),化学工业出版社,2004 [3] 曲媛媛/魏利.(微生物非培养技术原理与应用),科学出版社,2009

第三篇:走近生物技术论文

姓名:陈伟璇学号:0803509157专业:制药工程班级:制药工程08(1)

浅谈生物制药工艺学及其与制药工程的联系

摘要:生物制药工艺学是制药工程专业的重要专业课之一,我们结合生物制药工艺学这门课程的教学特点、教学任务、教学方法来浅谈生物制药工艺学,通过生物制药净化车间设计谈谈生物制药工艺学与制药工程之间的联系。

关键词:生物制药工艺学、制药工程

Abstract: biological pharmaceutical technology is an important course of pharmaceutical engineering specialty, our biology pharmacy technology, this course features, task and method to discuss biopharmaceutical technology, through biological pharmacy purification workshop design about biological pharmacy technology and the contact between the pharmaceutical engineering.Keywords:biological pharmaceutical technology, pharmaceutical engineering

一、课程特点

生物制药工艺学是制药工程专业必修的一门主要的专业理论课,一门涉及生物学、医学、药学、生物技术、化学和工程学等学科基本原理的综合性应用技术科学。该课程重点讨论各类生物药物的来源、性质、结构、用途、制造原理、工艺过程与生产方法等,旨在着重培养学生具备从事生物药物研究、生产与开发的基本知识、基本理论和基本技能,时也为应用现代生物技术研究、开发生物药物奠定必备基础[1]。近年来,随着生物技术的飞跃发展,课程内容进一步拓宽、充实。对该课程进行重点建设,合当前生物制药学科发展的需要,对全面提高制药工程系列课程教学质量有着重要意义[2]。以生物制药工艺过程为教学内容的重点、注重与生物领域各学科的紧密结合、同时将理论上升为工厂的生产实践是其主要特点。

二、课程任务

其任务是使学生了解生物药物的来源及其原料药物生产的重要途径和工艺过程,握生物药物的一般提取、分离纯化原理与方法,解各类生物药物的结构、性质、用途和生产方法、生产工艺原理与过程。通过本课程的各个教学环节的学习,生应具备生物药物研究、生产、开发的基本知识、基本理论与基本技能,且具有应用现代生物技术研究、发生物药物的初步能力[3]。其中生物药物的提取、分离纯化有固相分离法、吸附法、离子交换法凝胶层析法、亲和层析法、高效液相色谱法等经典工艺,特别是针对大分子生物活性物质的分离纯化来解析工艺过程,生物学科的联系较紧密。因此,在教学过程中,注重将生物学科领域的知识结合到课程教学中,以便学生能够更好地理解抽象的工艺过程。同时,紧紧围绕着培养工科学生的目标,注重将理论知识与工厂实践的结合。有些高校还通过与企业合作,建立起实习基地,通过参观、实地考察等形式,使得学生有机会接触生产流程,并通过工厂实习和生产实践加深和巩固了理论知识。

三、课程教学方法

本课程的特点是知识点比较多,如何在有限的学时内将抽象的理论讲通讲透并付诸实践是一个难题。特别是在教学学时不断受到压缩的情况下,教学任务和学时数之间的矛盾就更加突出。

1、在实践中,采用多媒体教学与传统教学结合、理论教学与实验教学结合、自主学习与协作学习结合,案例教学、基于问题学习、基于资源利用的学习、合作式学习等多种形式的教学策略,加强了学生对基础理论知识、基本技术的掌握,提高了学生对知识的综合运用能力。特别是在课件的制作中,将药物的结构、生产工艺和作用机制等将尽可能插入图片展示,并配以相关文字,利用PowerPoint、Flash、Auto hardware 等系统制作集图、文、像于一体的、包括随堂教案、重点归纳、难点释疑、习题、参考文献目录、制药工艺实例和实验的现场图片多媒体教学课件,产生生动、直观的教学效果,以便调动学生的学习积极性、教学质量[4]。

2、作为一门注重实践的课程,重视实验课的建设及实验内容与理论教材的 结合,注重学生独立思考及动手能力的培养是必不可少的。在生物药物的工艺研究过程中,论与实验技术的结合是十分重要的,生物制药工艺学实验就是将生物制药的理论和技术融为一体并付诸实践的课程[5]。实验课内容紧扣《生物制药工艺学》 教材,综合性强,将经典的工艺方法融合在各实验当中,实验课时与理论课同步,并被作为一门独立的课程对学生进行实验技能培养和考核。要内容包括抗生素的制备(四环素、青霉素、链霉素等),多糖的制备、酶的制备及检测

技术(PAGE)、DNA的抽提及检测(琼脂糖凝胶电泳)等,综合运用了微生物发酵法、沉淀法、萃取法、离子交换法、高效液相色谱(HPLC)等生物制药工艺技术,以上均与理论课的相关内容紧密相关。

3、但是目前,大多数实验教学是在实验教材中列出实验步骤,学生实验时只需 “照方抓药”,学生的主体作用和积极性得不到充分发挥[6]。因此,我们必须抛弃给学生提供固定实验方案的老模式,鼓励学生从已有的实验方法中找出不足并提交小组讨论方案,指导老师修改后可进行实验验证。实验过程中,我们要求每位学生都要动手操作,指导老师指导学生正确操作实验仪器并对其进行考核

[7]。

四、课程与制药工程专业知识的联系

生物制药工艺学作为制药工程专业重要的专业理论课,制药工程专业涵盖化学制药、生物制药和中药制药三大领域内容,其中与生物制药工艺有着重大的联系,下面就拿制药工程教学在生物净化车间设计方案的应用来举例。

1、所谓净化就是指为了达到必要的空气洁净度,而去除污染物质的过程。洁净室是根据需要对空气中尘粒、微生物、温度、湿度、压力和噪声进行控制的密闭空间,并以其空气洁净度级别符合有关规定为主要特征。

2、制药工程教学用生物净化间设计净化用房空气洁净度为10000 级下的局部100 级 ,而局部100级由超净工作台来完成 ,设计过程中主要是保证净化用房的 10000 级洁净度。由于空气净化技术是一项涉及各专业的综合性技术,因此我们在设计、建设生物净化间时要坚持三个原则:(1)阻止尘粒和细菌进入;

(2)控制屏蔽尘粒和细菌产生;(3)迅速排除或消除尘粒和细菌[8]。

3、根据以上净化原则和制药工程车间设计,得到生物净化室平面布置图

4、由此可以看出,生物制药无论是在车间设计方面还是其它,与制药工程都有着必然的联系:生物制药工艺学是制药工程必修的一门主要专业理论课,而制药工程专业知识又应用于生物制药工艺中。

参考文献

[1] 吴梧桐主编。制药工艺学(第二版)[M].北京:医药科技出版社,2006。

[2] 吴晓英,韩双艳,范一文,杨汝德。生物制药工艺学课程建设的研究与实践

[J].化工高等教育,2009年第2期.[3 ]吴梧桐主编.生物制药工艺学[M]。北京:医药科技出版社,2005。

[4]吴晓英,刘剑锋,韩双艳,范一文。生物制药工艺学课程多媒体课件的制作研究[J].京大学学报(哲学社会科学版),007,(专刊):02142。

[5]高向东,刘煜,孙士霖等.生物制药工艺学实验课教学改革[J].药学教育,2000,16(2):33-35.[6]张茵.生物制药工艺学实验教学改革的初步探讨[J].药学教育,2007,23(6):42-44.[7] 叶云,钟英英,容元平,张振谦。生物制药工艺学课程教学改革初探[J].科技创新导报,2009,NO.24

[8]张洪斌、姚日生、朱慧霞、邓胜松。制药工程教学用生物净化间的设计[J].医药工程设计杂志,2003 ,24(1)。

第四篇:环境生物技术论文

废水生物处理新技术的理论与应用

唐耿兰

摘要:针对我国目前生态环境状况,对废水生物处理技术近年来的发展进步、功能作用及特性进行了分析。

关键词:废水生物处理、污染控制技术、城市废水处理厂、生物处理技术价及阐释。

引言:随着经济社会的不断发展,各地废水处理工作不断迅速有效地开展,污水处理厂数目明显增加。城市污水处理厂作为解决城市水污染最基本的途径,是保护城市生态环境,治理河流污染的必要举措。本文针对废水处理问题,介绍了废水生物处理新技术。

废水生物处理技术已有一百多年的历史,其理论和实用技术在此一百多年间也不断发展和进步,并得到广泛应用,对控制水污染和改善水体水质起到了重要作用。而从全世界范围看,水污染至今还没有得到有效控制,特别是在广大的发展中国家。在我国,水污染依然严重,水环境与水生生态状况仍十分严峻,近年来我国城市废水处理厂建设进入了一个新的高速发展时期,对废水处理新技术的要求日益增长。广大环境保护科技工作者非常需要一部系统全面、反映废水处理技术现状和发展的著作。

一、废水生物处理新技术:

废水生物处理是用生物学的方法处理废水的总称,是现代废水处理应用中最广泛的方法之一,主要借助微生物的分解作用把废水中有机物转化为简单的无机物,使废水得到净化。按对氧气需求情况,废水生物处理可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。

厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为废水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使废水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、废水灌溉、氧化塘,等等。

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。

二、生物转盘

生物转盘工艺是废水生物处理新工艺的一种。

废水生物处理新技术之生物膜法,是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术,是一种固定膜法,废水中微生物沿固体(可称载体)表面生长的生物处理方法的统称,主要用于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物,因微生

物群体沿固体表面生长成粘膜状,故名。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统,其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是,生物膜首先吸附附着水层有机物,由好气层的好气菌将其分解,再进入厌气层进行厌气分解,流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜,如此往复以达到净化废水的目的。

生物膜法具有以下特点:一是对水量、水质、水温变动适应性强;二是处理效果好并具良好硝化功能;三是污泥量小(约为活性污泥法的3/4)且易于固液分离;四是动力费用省。用废水生物处理新技术生物膜法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池等。

生物转盘作为一种好氧处理废水的生物反应器,可以说是随着塑料的普及而出现的。反应器由水槽和一组圆盘构成:数十片、近百片塑料或玻璃钢圆盘用轴贯串,平放在一个断面呈半圆形的条形槽的槽面上。盘径一般不超过4米,槽径约大几厘米,有电动机和减速装置转动盘轴,转速1.5~3转/分左右,决定于盘径,盘的周边线速度在15米/分左右。废水从槽的一端流向另一端,盘轴高出水面,盘面约40%浸在水中,约60%暴露在空气中。盘轴转动时,盘面交替与废水和空气接触。盘面为微生物生长形成的膜状物所覆盖,生物膜交替地与废水和空气充分接触,不断地取得污染物和氧气,净化废水。膜和盘面之间因转动而产生切应力,随着膜的厚度的增加而增大,到一定程度,膜从盘面脱落,随水流走。生物转盘一般用于水量不大时。同生物滤池相比,生物转盘法中废水和生物膜的接触时间比较长,而且有一定的可控性。水槽常分段,转盘常分组,既可防止短流,又有助于负荷率和出水水质的提高,因负荷率是逐级下降的。生物转盘如果产生

臭味,可以加盖。

三、生物转盘应用实例

废水生物处理新工艺中一体化废水处理装置一体化废水处理装置,是一种以旋转生物处理单元——生物转盘为核心的高效废水处理装置。整个装置分为以下几个处理单元:

1、初沉池 废水通过提升泵将调节池废水提升至SW装置内,首先进入初沉池,初沉池采用斜板沉淀池,在重力作用下,利用浅层沉降原理,使废水中大部分悬浮物和无机颗粒物沉降下来,同时也可夹带去除一部分有机物。为了便于随时提取某块斜板以清理所附载的难以滑落的污泥,装置采用了活动斜板。初沉池底部与缺氧区隔开,避免缺氧池混合液的搅动,影响初沉池的沉淀效果,初沉池的污泥定期由抽粪车清除。

2、缺氧池 缺氧池位于生物转盘壳体和外部箱体间的夹层内,在此空间内,初沉池的来水与经水力提升转子提升的回流硝化液以及二沉池的回流污泥在此混合,并经潜水搅拌机充分混合,完成反硝化过程,硝态氮在反硝化菌的作用下最终形成氮气,从水中逸出,最终达到脱氮的目的。

3、旋转生物处理单元—生物转盘 夹层缺氧池经脱氮的出水自流至旋转生物处理单元。旋转生物处理单元是装置的核心部分,采用了独特的复合生化技术,能在低能耗条件下高效降解污染物。整个旋转生物处理单元由三级生物反应器组成,每个生物反应器由一个生物转子和一个生化槽组成,每个生物转子内部由多级生物叶轮构成,每个生物叶轮上设置了大量地螺旋状的生物叶片。在传动装置的驱动下,三个生物转子同步旋转,空气(氧气)通过生物转子端面的气水孔进入,与废水混合,经氧气、废水、微生物三相接触和传质,实现含碳有机物的降

解和含氮有机物的硝化过程。同时,旋转的生物叶片被废水冲刷,老化的生物膜脱落,新的生物膜形成,从而达到生物系统不断更新的过程。硝化后的废水经水力转子提升至中间分配水槽,分配水槽由堰门控制着去往沉淀池和缺氧池废水流量。

4、二沉池 二沉池采用斜板沉淀池,在重力作用下,利用浅层沉降原理,将旋转生物处理单元的出水中含有大量脱落老化的生物膜沉淀,澄清后的处理出水进入下一个单元。沉淀的污泥一部分通过回流污泥泵进入缺氧池,另一部作为剩余污泥有抽粪车定期外运。

四.城市生活污水处理技术的新发展:

1.新的处理工艺开发研究的主要目标

进一步提高出水水质:降低悬浮物,降解富营养物,去除生物难降解物减少其它,溶解性无机物含量改善卫生指标,降低在相同处理能力和效果时的处理费用,减少占地面积,提高处理能力。

2.活性污泥法-膜分离处理技术

在膜分离技术中,膜就相当于普通滤池中的滤料,它可以让混合液中的一部分组分顺畅通过,让其余组分不能通过,从而达到分离混合液的目的。膜的分类及分离特征:

微滤:细菌、原生动物;

超滤:乳化剂、病毒;

纳米过滤:腐殖酸、酶、活性剂/颜料;

反渗透:溶解盐

城市生活污水处理中主要采用:微滤、超滤,工业废水处理:纳米过滤、反渗透

五.污水好氧微生物处理新工艺

废水经格栅去除杂物后,用潜污泵抽至斜板沉淀池,同时加入去磷剂,出水自流进入曝气生物滤池,DO控制在3~5 mg/l,出水进入清水池后再进入消毒池,二氧化氯加入量为30 g/M3废水,停留时间1.5 h。曝气生物滤池12~24小时进行反冲洗一次,反冲洗出水再返回调节池、斜板沉淀池每天排泥一次,排入污泥沉淀池,其上清液进入调节池,剩余污泥定期消毒后环卫清污车运走。经处理后水质达到(GB8978-1996)一级排放标准。以曝气生物滤池为主工艺处理医院污水,工艺可靠、出水稳定,但必须按严格的管理程序、即质量测试、操作设备、工艺技术管理环节,同时设备必须一年进行一次大修,处理后水质稳定达标排放是可行的。

活性污泥降解污水中有机物的过程:

活性污泥在曝气过程中,对有机物的降解(去除)过程可分为两个阶段,吸附阶段和稳定阶段。在吸附阶段,主要是污水中的有机物转移到活性污泥上去,这是由于活性污泥具有巨大的表面积,而表面上含有多糖类的粘性物质所致。在稳定阶段,主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。当污水中的有机物处于悬浮状态和胶态时,吸附阶段很短,一般在15~45min左右,而稳定阶段较长。

结论:城市废水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献:《现代废水处理新技术》、《污水好氧处理新工艺》、《污水厌氧处理新工艺》、《城市废水处理技术》

第五篇:关于生物技术的论文_(推荐)

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