合成生物系统构建与绿色生物“智”造

微生物细胞工厂生产化学品是解决能源和环境问题的有效方式之一。越来越多的化合物可通过合成生物系统实现在微生物中的合成,但菌株的生产能力和鲁棒性仍需进一步提高。提高细胞工厂的智能化,实现生物"智"造过程,将是解决菌株发酵生产能力不足和鲁棒性差的重要途径。本文从蛋白质设计的智能化、生物传感器的智能化、代谢调控的智能化、菌株进化的智能化以及发酵过程智能化等五个层面对生物"智"造的研究现状进行介绍。生物"智"造的发展将为提高工业生物过程的生产水平和过程节能减排做出重要贡献。     

污水厌氧生物处理监控技术研究进展

在厌氧生物处理技术中,通过对各类厌氧菌在工艺运行期间的形态变化及其在污泥中的分布的实时监控,合理把握厌氧工艺进程,充分发挥厌氧菌的各自优势,对废水处理效率的提高具有重要意义。本文介绍了厌氧工艺进程实时监控技术的研究进展,从反应器启动运行中常规指标监测、菌群形态学监测方法及分子生物学监测技术三方面对监控技术加以论述;归纳比较了各方法在监测准确度和灵敏度上的差异,并在此基础上提出了将传统监测方法和分子生物学技术进行结合、将荧光探针标记靶点转移到细胞膜表面等建议,展望了分子生物学技术在污水厌氧生物处理监控领域的应用前景。     

甜菜碱对高盐废水的生物除磷影响初探

在高盐废水的生物处理中,由于高盐度胁迫作用,生物除磷效能普遍偏低。针对SBR系统生物除磷过程,通过监测出水总磷、磷酸盐、亚硝态氮的浓度,探究了甜菜碱的投加时期和投加量对高盐废水生物除磷的影响。研究结果表明:投加适量的甜菜碱能有效应对环境和盐度突变对系统除磷带来的负效应,增强SBR系统的鲁棒性;甜菜碱关键作用于好氧阶段,在曝气开始时投加甜菜碱更有利于生物除磷;在盐度突变的情况下,增加甜菜碱的投加量正反馈于磷酸盐去除率,但持续性不高。     

基于ORP的控制策略在废水生物处理中的应用

在废水生物处理的过程中,氧化还原电位(ORP)与污染物的浓度以及生化反应进行的程度有着良好的相关关系,其对判断反应器的运行状态,节省能源,提高反应器的运行效果具有重要的指导作用.介绍了ORP作为有机物降解过程及硝化过程的控制参数在好氧生物处理中的控制策略,ORP作为反硝化过程的控制参数在缺氧生物过程中的控制策略,以及O...     

高效生物硝化工艺研究进展

高效生物脱氮工艺是废水处理领域的研究热点,生物硝化是废水生物脱氮工艺的重要环节,也是废水去除氨氮的有效手段。国内外研究人员先后开发了全程硝化工艺、全量短程硝化工艺和半量短程硝化工艺等高效生物硝化工艺,有力推动了废水生物脱氮技术的发展。综述了全程硝化工艺、全量短程硝化工艺和半量短程硝化工艺的原理、性能和操作等内容,对各工艺的特征和优势进行了比较,以期为高效生物硝化工艺的研发和应用提供借鉴。     

生物支架系统在合成生物学中的应用

合成生物学作为一种新兴的工程化生物学,可以在底盘细胞中引入外源基因模块实现新功能。但是如何将多种外源模块（酶）进行有效地组装从而提高其协同催化功能是急需解决的一个重大问题。由于异源酶在新宿主中存在内源环境适应性问题,限制了酶的生物活性。生物支架系统作为一种有效手段,可以提供有效的多酶组装系统。恰当的生物支架能够提供适应环境的柔性平台,实现多酶体系的表达调控,稳定性组装,利于酶与底物结合的区域化设计。本综述对不同类型的生物支架的研究进展进行了系统的总结。文中根据不同类型支架（蛋白型、核酸型）的特点,介绍了典型的应用范例,论述了每种支架的优势与不足,并对生物支架的常见工作机制做了详细讨论。最后对生物支架在人工细胞器设计和复杂聚合物降解等方面的应用做出展望。     

Control and selectivity of photosensitized singlet oxygen production: challenges in complex biological systems

Singlet molecular oxygen is a reactive oxygen species that plays an important role in a number of biological processes, both as a signalling agent and as an intermediate involved in oxidative degradation reactions. Singlet oxygen is commonly generated by the so-called photosensitization process wherein a light-absorbing molecule, the sensitizer, transfers its energy of excitation to ground-state oxygen to make singlet oxygen. This process forms the basis of photodynamic therapy, for example, where light, a sensitizer, and oxygen are used to initiate cell death and ultimately destroy undesired tissue. Although the photosensitized production of singlet oxygen has been studied and used in biologically pertinent systems for years, the photoinitiated behaviour is often indiscriminate and difficult to control. In this Concept, we discuss new ideas and results in which spatial and temporal control of photosensitized singlet oxygen production can be implemented through the incorporation of the sensitizer into a conjugate system that selectively responds to certain triggers or stimuli.     

生物法制氢

利用生物法制氢提供了解决能源问题的新途径。它既可有效地处理废弃物、充分利用资源，又具有高选择性、高产率、低能耗的优点。所利用的生物体主要包括：化学转化细菌、向光性细菌和藻类。各种生物体具有自身的优点，利用它们生产氢能受到越来越多的关注。     

生物固定化技术处理金属废水研究进展

传统的物理化学方法在去除重金属方面存在二次污染和投资成本大等不足。而生物固定化是一种可有效处理含金属废水的技术,在处理含重金属废水时表现出卓越性能。生物固定化技术是通过包埋法和交联法等物理或化学方法将微生物或酶等生物催化剂限定在某一特定区域,并使其保持活性,能够不断循环利用。通过生物固定化技术处理含重金属的废水,介绍生物固定化技术处理镉、铅和铬几种类型重金属的国内外研究现状。采用生物固定化处理重金属污染具有细胞流失少、反应过程易控制、处理效率高和产物易分离等优势。逐渐成熟的生物固定化技术将对工业、农业和医学产生深远的影响。     

生物微电解-高效接触氧化工艺处理生物制药废水

采用生物微电解与高效接触氧化工艺相结合,利用WJ20型高效生物微电解填料和LK40型生物亲和性组合填料对生物制药废水进行了处理,并采用化学法对磷进行进一步处理。该工艺简单,挂膜好,处理效果稳定,处理成本低。实际运行结果表明,该工艺在进水CODCr500mg/L、BOD5250mg/L、氨态氮30mg/L、磷酸盐(以P计)15mg/L的条件下,处理后的出水CODCr<90mg/L、BOD5<20mg/L、悬浮物<60mg/L、pH6~9、氨态氮<10mg/L、磷酸盐(以P计)<0.5mg/L,完全达到DB44/26—2001中的一级标准。     

石化废水处理中生物除臭技术应用分析

石化行业的污染影响很大,不利于国家的环保建设,尤其是之前投资建设的石化废水处理厂,配套设施老旧,石化废水处理效果不好,更容易诱发恶臭。恶臭污染让周边环境都陷入污染区,生产、工作及生活等社会行为也都会出现干扰影响,所以石化废水处理中,除臭变成了首要技术问题。对生物除臭技术的实践应用进行延展分析,获得有价值结论,以备后续研究参考。     

污水脱氮除磷新工艺研究进展

随着人们对污水生物脱氮除磷过程认识的不断深入,产生了一些新的处理工艺。本文重点介绍了耦合好氧-缺氧N2O分解工艺（CANDO）、同时去除含碳有机物及氮磷营养物质新工艺（BioCAST）、上流式厌氧-缺氧污泥床工艺（UAASB）、厌氧循环流化床工艺（A-CFBBR）、双循环流化床生物反应工艺（TCFBBR）、双污泥反硝化诱导结晶工艺（A2N-IC）等6种新工艺的原理、影响因素和工艺流程特点。通过与传统工艺的相比较,对新工艺的特性进行了探讨。最后展望了污水脱氮除磷技术的发展趋势,指出经济、高效、低能耗的可持续脱氮除磷工艺是污水处理未来的发展方向。     

大豆抗重茬新型生物复合肥料生产技术

针对东北大豆产区因重茬种植造成大豆产量和品质均低的问题,研发了大豆抗重茬新型生物复合肥料。分析大豆重茬种植危害,介绍大豆抗重茬新型生物复合肥料抗重茬病害机制、生产过程、工艺指标控制、产品特点。认为该产品针对性强,使用效果好,具有较好的推广应用价值。     

生物接触氧化法处理轮胎工厂废水

某轮胎工厂采用生物接触氧化工艺处理厂区生产废水及污水,本文对该工艺的特点及实际运行情况进行了分析。     

BF生物填料污泥减量效果试验研究

为减少活性污泥法污水处理过程中剩余污泥的产生量,采用BF生物填料在缺氧—好氧工艺中组成复合生物氧化池,对其污泥减量效果进行了中间试验。结果表明:剩余污泥量减少89.5%,且对CODCr等也有比较高的去除效果。     

生物预处理去除有机物的特点

试验对正在运行的生物预处理以及后续处理工艺进行了调查,了解了生物预处理的出水有机物变化以及对后续处理工艺的影响。试验表明：由于微生物新陈代谢产物溶解在水中的缘故,生物预处理出水会出现有机物增加的现象,影响了后续处理工艺的去除效果。对出水进行的分子质量分布测试表明,微生物新陈代谢产物会产生大量的消毒副产物。生物预处理无法降低水的致突变性。     

Tannery wastewater treatment by electro-oxidation coupled with a biological process

The paper is aimed at defining the best option of a combination of electrochemical and biological processes for tannery wastewater treatment. Kinetic data for the electrochemical process are derived from an extensive experimental study, while those relating to biological processes are taken from the authors previously published studies or from the literature. Four different options based on a combination of electrochemical oxidation and biological treatment are defined and compared with the traditional tannery wastewater treatment with respect to the total required volume, energy need and the quantity of generated sludge.     

酸化水解-活性污泥-生物接触氧化工艺处理有机污水

介绍了采用酸化水解——活性污泥——生物接触氧化工艺处理含有山梨醇、甘露醇、蔗糖、醋酸乙烯、甲基纤维素的有机污水。该工艺具有出水水质稳定，操作简单、管理方便，能耗低等优点，是处理该类有机污水的有效方法。     

Ultrasonic pre‐treatment of biological sludge: consequences for disintegration,anaerobic biodegradability,and filterability

BACKGROUND: Disintegration was developed as a pretreatment process for sludge to accelerate the digestion processes. Ultrasonic treatment may be a good alternative for sludge disintegration. In this study, different specific energy inputs ranged between 0 and 15 880 kJ kg^?1 and very low ultrasonic densities ranged between 0.04 and 0.1 W mL^?1 were applied to biological sludge for disintegration purposes. The potential for improving anaerobic digestion through ultrasonic pre‐treatment and the effect of ultrasonic pre‐treatment on the filterability characteristics of sludge were also investigated. RESULTS: 9690 kJ kg^?1 TS of supplied energy and very low power density of 0.09 Wm L^?1 are efficient for floc disintegration. For 9690 kJ kg^?1 TS, 44% higher methane production was achieved than with raw sludge as a result of biochemical methane potential assay. The supernatant characteristics of the sludge were also affected by the ultrasonic pre‐treatment. For 9690 kJ kg^?1 TS, the soluble chemical oxygen demand (SCOD), dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) in the sludge supernatant increased by 340%, 860%, 716%, and 207.5%, respectively. CONCLUSION: Ultrasonic pre‐treatment is an effective method for biological sludge disintegration even at very low ultrasonic density levels. It leads to increased anaerobic biodegradability but deteriorates the filterability characteristics of biological sludge. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry