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生物技術(shù)研究進(jìn)展范文第1篇

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)生活；污水處理；技術(shù)；研究

中圖分類號(hào)：U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

據(jù)國家相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國城市生活污水的排放量在逐年增加，但處理能力卻十分有限，大部分生活污水未經(jīng)任何處理直接排入自然水體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。同時(shí)，由于淡水資源的缺乏，人們?cè)絹碓疥P(guān)注生活污水回用技術(shù)的發(fā)展，在節(jié)約用水的同時(shí)積極使用生活污水作為第二水資源。因此，加強(qiáng)生活污水處理技術(shù)的研究具有重要的意義。

我國生活污水屬于點(diǎn)污染源, 是人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的污染, 主要來自家庭, 商業(yè),學(xué)校旅游服務(wù)業(yè)及其他城市功用設(shè)施, 包括廁所沖洗水, 廚房洗滌水, 洗衣機(jī)排水, 沐浴排水及其它排水等。

一、生活污水的危害性

生活污水排入水體或滲入地下水將造成污染, 微生物在分解有機(jī)物時(shí)消耗水中的氧, 當(dāng)溶解氧低于3~4mg/L, 就會(huì)影響魚類的生活。當(dāng)溶解氧耗盡后, 在厭氧狀態(tài)下,厭氧菌分解有機(jī)物產(chǎn)生硫化氫, 使水體黑臭, 魚蝦絕跡。據(jù)世界衛(wèi)生組織報(bào)告, 全世界80%的疾病與水有關(guān)系, 世界上每天大約有2.5 萬人因水污染引起的疾病死亡; 生活污水中的氮, 磷營養(yǎng)物質(zhì)排放到水體中, 特別是湖泊, 水庫, 將引起水體富營養(yǎng)化, 使水體在一定時(shí)間處于嚴(yán)重的缺氧狀態(tài), 使魚類大量死亡。

二、城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)研究

1、膜- 生物反應(yīng)器處理生活污水

鑒于膜分離技術(shù)在污水處理中通過固液分離機(jī)制去除污染物和細(xì)菌方法有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，人們對(duì)膜分離技術(shù)應(yīng)用于給水和污水處理方面進(jìn)行了多途徑的開發(fā)和應(yīng)用。膜分離技術(shù)（如微濾、超濾）在城市生活污水處理應(yīng)用方面也有了較大進(jìn)展，已經(jīng)部分商業(yè)化用作回用水。

膜生物反應(yīng)器技術(shù), 是將膜分離技術(shù)與廢水生物處理技術(shù)組合而成的新系MBR(Membrance Biological Reactor) , 該系統(tǒng)以膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)二級(jí)生物處理工藝中的二沉池, 具有工藝流程簡(jiǎn)單, 占地少, 管理方便, 處理效率高, 出水率可直接回用等特點(diǎn)。工藝流程如圖2:其中, 生物處理單元為接觸氧化工藝。試驗(yàn)裝置為折流式水槽, 有效體積27L, 內(nèi)裝彈性立體填料, 主要性能: 絲條與中心繩材質(zhì)均為聚酰胺材料; 單元直徑為173mm; 耐熱溫膜分離單元為超濾膜分離工藝, 試驗(yàn)采用外壓式中空纖維組件,膜材料為PS, 膜面積為1.1m2; 膜切割分子量30000; 工作壓力為0~0.294Mpa 。生物接觸氧化是處理生活污水的有效工藝, 可較好地對(duì)水中的非溶解性的物質(zhì)進(jìn)行分離, 確保處理后的生活污水能夠達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn), 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定, 排泥很少。另外, 考慮到膜- 生物反應(yīng)器的生物特性, 可以采用無泡供氧[8]的新工藝以達(dá)到更好的去污和經(jīng)濟(jì)效果, 同時(shí)在生物處理池中也可以同時(shí)加入鐵鹽, 混凝除磷效果也很理想。

圖1 膜- 生物反應(yīng)器處理生活污水工藝流程圖

2、活性泥技術(shù)

簡(jiǎn)單來說活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。最后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出?；钚阅嗉夹g(shù)的主要設(shè)備為曝氣池和二次沉淀池。由活性泥技術(shù)，還衍生出了很多更先進(jìn)的方法，例如AB 法和SBR 法。在SBR 法的基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了CAST 法，即循環(huán)式活性污泥技術(shù)。作為目前比較先進(jìn)的污水處理技術(shù)，CAST 法具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1）生物選擇區(qū)的設(shè)置有助于抑制污泥膨脹。2）高效的同步硝化與反硝化。3）健全完善的生物除磷系統(tǒng)。4）抗沖擊負(fù)荷功效顯著。但是由于這種技術(shù)正處于起步階段，各方面的性能于功效還不夠完善，以此對(duì)其進(jìn)行更為深入的分析研究使其在原理、操作等各方面得到不斷的發(fā)展與完善，是目前亟待解決的問題。但作為新興技術(shù)的代表，CAST 法無疑還是有很好的發(fā)展前景的，而作為其根源的活性泥法，無論從實(shí)用性還是發(fā)展?jié)摿碚f，都是目前的佼佼者。

3、生物接觸氧化法

生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達(dá)到凈化的目的，通過填料上的生物膜和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來將氧化分解廢水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。生物接觸氧化法是一種高效凈化有機(jī)廢水的處理工藝。其不但具有生物膜法的特點(diǎn)，還具有活性泥法的優(yōu)點(diǎn)。該方法不但適用于處理生活污水，還適用于工業(yè)污水和養(yǎng)殖污水等，并且已經(jīng)取得了較好的處理效果和經(jīng)濟(jì)效益。生物接觸氧化法具有高效節(jié)能、耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，并且被廣泛應(yīng)用于污水處理系統(tǒng)中。

生物接觸氧化法是生活廢水經(jīng)過物理處理后的重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)處理工藝中的重要環(huán)節(jié)，經(jīng)過生物接觸氧化法的處理，亞硝酸和硫化氰等有害物質(zhì)都可以被有效的除去，對(duì)后續(xù)的處理工藝起到重要的關(guān)鍵作用。

同一般的生物膜相比，生物接觸氧化法是以生物膜吸附廢水中的有機(jī)物，通過微生物和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，凈化廢水。一般來說，在氧化池內(nèi)的生物膜主要是由菌膠團(tuán)、絲狀菌和真菌等微生物組成。生物接觸氧化法同和普通生物膜法相比，區(qū)別在于填料的應(yīng)用，也就是微生物在氧化池內(nèi)的狀態(tài)不同。例如：對(duì)于活性污泥法中的絲狀菌，是會(huì)影響生物凈化作用的因素。但是在生物接觸氧化池內(nèi)，由于填料的存在，使絲狀菌呈立體結(jié)構(gòu)，增加了與廢水接觸的表面面積，而且絲狀菌對(duì)有機(jī)物，具有氧化能力，并且適應(yīng)負(fù)荷變化較大的水質(zhì)，可以極大地提高凈化的能力。

生物接觸氧化法具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）容積負(fù)荷高，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；2）具有膜法的優(yōu)點(diǎn)，剩余污泥量少；3）具有活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)，輔以機(jī)械設(shè)備供氧，生物活性高，泥齡短；4）能分解其它生物處理難以處理分解的物質(zhì)；5）容易管理，消除污泥上浮和膨脹等弊端。生物接觸氧化法優(yōu)點(diǎn)眾多，但也有幾處弊端，首先是濾料間水流緩慢，水力沖擊力小。并且生物膜只能自行脫落，剩余污泥不易排走，滯留在濾料之間容易引起水質(zhì)的惡化，影響處理效果。同時(shí)，濾料的更換和建筑物的維修比較困難。但是，隨著未來技術(shù)水平的不斷研究與發(fā)展，以上幾個(gè)問題必將得到很好的解決。

總之，這些方法由于各自具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn), 通過科學(xué)設(shè)計(jì)、優(yōu)化組合，可望在實(shí)際應(yīng)用中獲得技術(shù)與功能上一定程度的互補(bǔ), 有效降低城鎮(zhèn)生活污水的處理與運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用, 從而推進(jìn)城鎮(zhèn)生活污水處理的技術(shù)革命。

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生物技術(shù)研究進(jìn)展范文第2篇

【關(guān)鍵詞】食品微生物；檢測(cè)技術(shù)；進(jìn)展研究

doi：10.3969/j.issn.1004-7484（s）.2014.01.689文章編號(hào)：1004-7484（2014）-01-0569-02

1前言

食品微生物是指與食品有關(guān)的微生物的統(tǒng)稱，包括有食源性病原微生物、生產(chǎn)型食品微生物、食物變質(zhì)。由于食品微生物對(duì)人身體健康的重要影響，采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的檢測(cè)也顯得尤為重要。

2食品微生物檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展及研究

2.1分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展及研究近年來，在食品微生物檢測(cè)技術(shù)中，隨著應(yīng)用儀器與技術(shù)的不斷更新，分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)也朝著多元化的方向進(jìn)行發(fā)展。分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)包括有氣相色譜·質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)、高效液相色譜檢測(cè)、液相色譜·質(zhì)譜聯(lián)用檢測(cè)、氣相色譜檢測(cè)等。分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)主要是通過對(duì)食品微生物化學(xué)組成的分析來進(jìn)行鑒定與區(qū)分。此種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，開辟了食品微生物檢測(cè)與鑒定的新途徑，對(duì)微生物檢測(cè)的準(zhǔn)確性有著顯著的促進(jìn)作用。

2.2PCR檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究PCR檢測(cè)是利用聚合酶鏈反應(yīng)，將模板DNA、Taq酶、鎂離子、雙蒸水、緩沖液等混合物裝入PCR微型管內(nèi)，并在可編程調(diào)控的PCR儀上來完成檢測(cè)。PCR檢測(cè)技術(shù)自從1985年發(fā)明以來，通過不斷地完善與改進(jìn)，應(yīng)用于食品微生物檢測(cè)中時(shí)具有較高的敏感性與準(zhǔn)確性。PCR檢測(cè)技術(shù)包括有免疫PCR、多重PCR、反轉(zhuǎn)錄PCR等，每種PCR檢測(cè)技術(shù)都可準(zhǔn)確地檢測(cè)到相對(duì)應(yīng)的病菌與微生物，但其也主要是針對(duì)食品當(dāng)中病原菌的特異性靶基因進(jìn)行定位檢測(cè)，且PCR檢測(cè)技術(shù)還存在假陽性、定量困難等問題，還需進(jìn)一步地完善[1]。

2.3核酸探針檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究核酸探針技術(shù)主要是利用同位素或者其他標(biāo)記方法，對(duì)已知核苷酸的序列DN段進(jìn)行標(biāo)記，并將其加入已變異的DNA樣品當(dāng)中，進(jìn)而通過一定的條件作用達(dá)到食品微生物檢測(cè)的目的。核酸探針技術(shù)檢測(cè)食品微生物具有敏感性、特異性等優(yōu)勢(shì)，但其在檢測(cè)時(shí)需對(duì)檢測(cè)樣品進(jìn)行一段時(shí)間的培養(yǎng)，且檢測(cè)方法及過程比較復(fù)雜，并對(duì)毒素污染的不含產(chǎn)毒菌的食品無法進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。

2.4免疫分析檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究免疫分析檢測(cè)技術(shù)包括酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)與免疫熒光技術(shù)，酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)是將抗體或抗原吸附于固相載體上并進(jìn)行免疫酶染色，待底物顯色后，再經(jīng)由定量或定性來分析有色產(chǎn)物量，進(jìn)而得到微生物的檢測(cè)結(jié)果。此種檢測(cè)技術(shù)結(jié)合了放射免疫測(cè)定法與免疫熒光法兩者的優(yōu)勢(shì)，具有反應(yīng)靈敏、準(zhǔn)確性高、可定量、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。近年來，隨著酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)的完善，對(duì)檢測(cè)食品中沙門氏菌、大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌等檢測(cè)做出了卓越的貢獻(xiàn)。

而免疫熒光技術(shù)主要是通過在食品樣品上直接滴加已知特異性熒光標(biāo)記的抗血清，并經(jīng)洗滌后在熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察，從而得出檢測(cè)結(jié)果；另外，也可采用間接法先于檢樣上滴加已知特異性熒光標(biāo)記的抗血清，待其產(chǎn)生反應(yīng)后再進(jìn)行洗滌，并加入熒光標(biāo)記的抗體進(jìn)行觀察。免疫熒光技術(shù)主要可用來檢測(cè)葡萄球菌毒素、李斯特菌、沙門氏菌等，其特異性強(qiáng)、敏感性高、檢測(cè)速度快，但也存在一些客觀性的不足，還有待進(jìn)一步在研究與改進(jìn)。

2.5生物傳感器檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究對(duì)食品微生物以生物傳感器檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其主要是將生物受體復(fù)合物（包括酶、核酸、抗體、多糖化合物等）與物理化學(xué)傳感器直接連接，并通過動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)觀察特異性生物，來分析其微生物的種類。生物傳感器檢測(cè)技術(shù)包括有免疫傳感器、酶?jìng)鞲衅?、DNA雜交傳感器、微生物傳感器等，雖然其在食品微生物檢測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用比較廣泛，但其敏感性還存在一定程度的欠缺，具體的發(fā)展與完善有待進(jìn)一步研究。

2.6放射測(cè)量檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究放射測(cè)量技術(shù)作為化學(xué)與物理相結(jié)合的一種微生物檢測(cè)技術(shù)，主要是對(duì)培養(yǎng)基內(nèi)的微生物進(jìn)行檢測(cè)。放射測(cè)量法的檢測(cè)原理比較簡(jiǎn)單，其檢測(cè)方法類似于碳元素追蹤法，通過利用培養(yǎng)基內(nèi)細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖的過程，來確定樣品中微生物存在與種類。放射測(cè)量檢測(cè)技術(shù)具有簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速、自動(dòng)化等諸多優(yōu)勢(shì)，其也被廣泛應(yīng)用于食品微生物中大腸埃希菌的定量檢測(cè)當(dāng)中[2]。

2.7電阻抗檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展及研究電阻抗檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)原理為，培養(yǎng)基中微生物在不斷生長(zhǎng)過程中，可將其電惰性底物代謝成為活性底物，進(jìn)而使得培養(yǎng)基中電導(dǎo)性增大，且培養(yǎng)物的阻抗降低。另外，培養(yǎng)基中微生物在生長(zhǎng)過程中可產(chǎn)生一種特征性阻抗曲線，可依據(jù)電阻改變的圖形對(duì)檢測(cè)細(xì)菌進(jìn)行鑒定。電阻抗檢測(cè)技術(shù)具有反應(yīng)速度快、重復(fù)性好、敏感性與特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用也比較廣泛。

3食品微生物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

基于食品微生物檢測(cè)技術(shù)中目前存在的不足之處，其發(fā)展趨勢(shì)必將朝著以下幾點(diǎn)進(jìn)行：

①標(biāo)準(zhǔn)化與國產(chǎn)化。從我國目前對(duì)食品微生物的檢測(cè)情況來看，大多數(shù)檢測(cè)都是采用國外的快速檢測(cè)法，這也造成了檢測(cè)成本高，缺乏國家相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)等缺點(diǎn)。因此，大力在引進(jìn)并融合國外的先進(jìn)技術(shù)，研究出符合我國檢測(cè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)還需加大力度建立國家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。②提高質(zhì)量與準(zhǔn)確性。應(yīng)用新工藝、高科技，提高與實(shí)驗(yàn)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，并優(yōu)化設(shè)計(jì)特殊培養(yǎng)基，進(jìn)而提高檢測(cè)技術(shù)的靈敏度與特異性。③充分發(fā)揮各檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行食品微生物檢測(cè)時(shí)，必須熟知各種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，有效地做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，從而使其檢測(cè)技術(shù)能夠最大程度地發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)[3]。

4結(jié)束語

隨著科技的快速發(fā)展，相信在不久的將來，各種存在缺點(diǎn)的食品微生物檢測(cè)技術(shù)將會(huì)被新型、先進(jìn)、簡(jiǎn)便的微生物快速檢測(cè)技術(shù)所替代。通過對(duì)檢測(cè)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善與規(guī)范，使其能為人類的公共衛(wèi)生、疾病預(yù)防、飲食健康等方面做出巨大的貢獻(xiàn)。

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生物技術(shù)研究進(jìn)展范文第3篇

1　生物電阻抗斷層成像的基本原理

電阻抗斷層成像(electrical impedance tomography，EIT)是根據(jù)人體內(nèi)不同組織具有不同的電阻抗這一物理原理，通過給人體注入小的安全電流，測(cè)量體表的電位來重建人體內(nèi)部的電阻抗分布圖像，是醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的一個(gè)新方向.

電阻抗斷層成像系統(tǒng)由數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)（Data Measurement System， DMS）及圖像重構(gòu)軟件兩大部分組成. 數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的作用就是在正弦激勵(lì)下從體表測(cè)量中解調(diào)出反映體內(nèi)阻抗分布的電信號(hào)，經(jīng)A/D及數(shù)據(jù)處理后為阻抗圖像重構(gòu)算法提供高精度的數(shù)據(jù). EIT系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如Fig 1所示.

其中，激勵(lì)源的作用是產(chǎn)生對(duì)人體安全的正弦激勵(lì)并以一定的激勵(lì)模式施加于激勵(lì)電極上；測(cè)量系統(tǒng)的主要功能是從測(cè)量電極以一定測(cè)量模式獲取正弦激勵(lì)下的體表電信號(hào)，經(jīng)高精度放大后采用解調(diào)技術(shù)提取反映成像目標(biāo)內(nèi)阻抗分布信息，供算法重構(gòu)阻抗圖像應(yīng)用；控制電路作為計(jì)算機(jī)與激勵(lì)源及測(cè)量電路間的接口電路，主要負(fù)責(zé)激勵(lì)源及測(cè)量電路的參數(shù)及模式設(shè)置，以及校正和定標(biāo)等功能；計(jì)算機(jī)主要進(jìn)行總體控制、數(shù)據(jù)處理、圖像重構(gòu)、圖像顯示等功能.

EIT技術(shù)具有很多優(yōu)勢(shì). 既往研究表明某些人體組織的生理功能變化能引起組織阻抗的變化（如：組織充血和放電等），某些組織病理改變也能引起組織阻抗的變化（如癌變等）［1］，這些信息將會(huì)在EIT圖像中體現(xiàn)出來. 所以EIT具有功能成像的性質(zhì). 該技術(shù)對(duì)人體無創(chuàng)無害，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量簡(jiǎn)便，在對(duì)于患者長(zhǎng)期的圖像監(jiān)護(hù)這方面具有廣泛的應(yīng)用前景，這些是目前多數(shù)臨床成像手段難以做到的. 同時(shí)該技術(shù)造價(jià)低、費(fèi)用低的特點(diǎn)也非常適合進(jìn)行廣泛的醫(yī)療普查. 雖然目前其圖像分辨率不能與CT等成像技術(shù)相比，但它仍是一種有應(yīng)用前景的新型成像技術(shù)，是對(duì)目前醫(yī)學(xué)成像手段的一個(gè)有力的補(bǔ)充.

2　生物電阻抗斷層成像的研究概況

電阻抗斷層成像是國外近些年的一個(gè)研究熱點(diǎn)，歐洲、北美、前蘇聯(lián)等地區(qū)有許多研究小組在進(jìn)行這方面的工作. 歐洲已建立了歐洲EIT統(tǒng)一行動(dòng)組織（CAIT）來組織和協(xié)調(diào)EIT研究工作.

目前，根據(jù)成像的區(qū)別電阻抗斷層成像技術(shù)主要可分為兩種，一種以電阻抗分布的絕對(duì)值為成像目標(biāo)，稱為靜態(tài)EIT；另一種是以電阻抗分布的相對(duì)值（差別）為成像目標(biāo)，被稱為動(dòng)態(tài)EIT.

從激勵(lì)頻率上可將EIT分為單頻及多頻EIT，單頻EIT只采用單一頻率激勵(lì)成像目標(biāo)，而多頻EIT采用多個(gè)激勵(lì)頻率（10 kHz－1 MHz），充分提取了成像目標(biāo)內(nèi)組織的阻抗頻率特性，在此基礎(chǔ)上還可得到組織的特征參數(shù)圖像，為進(jìn)一步鑒別和區(qū)分組織打下了基礎(chǔ)，因而多頻及參數(shù)成像越來越受到人們的重視.

從激勵(lì)方式上可將EIT分為注入電流式(Injected Current EIT )和感應(yīng)電流式（Induced Current EIT). 前者就是采用驅(qū)動(dòng)及測(cè)量電極從成像目標(biāo)表面激勵(lì)及獲取信息，而后者是近三年才提出的采用激勵(lì)線圈及體表測(cè)量電極獲取成像目標(biāo)內(nèi)感應(yīng)電流場(chǎng)的分布信息，這種技術(shù)因成像精度相對(duì)不高，目前僅處于實(shí)驗(yàn)階段.

EIT的圖像重構(gòu)算法是EIT成像系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié). EIT圖像重建中的正問題和逆問題是其圖像重建中兩個(gè)關(guān)鍵性過程. 由模型的阻抗分布及驅(qū)動(dòng)信號(hào)，求其內(nèi)部的電壓和電流分布，這在電磁場(chǎng)分析中被稱為正問題，即由ρ求Φ；阻抗成像被認(rèn)為是一個(gè)逆問題，被定義為：給出邊界電流和邊界電壓的測(cè)量值，求模型內(nèi)的阻抗分布，即，由和v求ρ. 正問題的求解可以利用求解拉普拉斯方程得出區(qū)域內(nèi)部節(jié)點(diǎn)電壓， 進(jìn)而利用給定邊 界條件和阻抗分布模型計(jì)算其內(nèi)部電流密度達(dá)到全面分析這一電場(chǎng)的目的.

逆問題求解比正問題要復(fù)雜的多， 就目前來說可借助于數(shù)值方法通過多次迭代修正阻抗分布的估計(jì)值來實(shí)現(xiàn). 在迭代過程中要調(diào)用正問題求解過程， 利用正問題的解不斷修正阻抗分布模型，以使之最接近真實(shí)阻抗分布.

有限元方法（FEM）是常用的求解電磁場(chǎng)的數(shù)值方法［2］，在EIT中這一方法被廣泛用于正問題過程的求解，其基本思想是通過泛函求極值來為非線性方程求解. 為EIT構(gòu)造FEM模型，其主要目的是通過將這一特殊邊界條件的電場(chǎng)或場(chǎng)域邊界作線性化近似，以解決人體外加電場(chǎng)在人體內(nèi)引起的電流分布的非線性和非均勻性，其實(shí)質(zhì)上是利用數(shù)值方法求解具有特殊定解條件的一組偏微分方程.

圖像重構(gòu)算法也是EIT研究的熱點(diǎn)，目前研究的算法主要有擾動(dòng)法(Perturbation Method)［3］修正的Newton-Raphson方法［4］雙限定方法(Double Constraint Method)［5］敏感性方法（Sensitivity Method）［6］等位線反投影算法［7］. 譜展開法［8］M.Zadehkoochak算法［9］基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)算法［10］:廣義逆法［11］等.

英國Sheffield大學(xué)Brown等［12］1987年建立了第一個(gè)完整的DMS（Mark I System），有16個(gè)激勵(lì)及測(cè)量電極，采用相鄰電極5 mA p-p 51 kHz恒流激勵(lì). 該系統(tǒng)有51 dB的信噪比，及每秒10幅圖像數(shù)據(jù)獲取速度. 1995年Smith等［13］在Mark I的基礎(chǔ)上建立了第一個(gè)實(shí)時(shí)的供臨床基礎(chǔ)研究用的Mark Ⅱ系統(tǒng)，有16個(gè)電極，使用20 kHz 5 mA p-p恒流激勵(lì)，采用16通道并行測(cè)量、數(shù)字相敏檢測(cè)（Digital Phase Sensitivity Detector，DPSD）等技術(shù)，使成像速度達(dá)到25幀/s，測(cè)量電路CMRR＞60 dB， SNR＞60 dB，所測(cè)阻抗數(shù)據(jù)信噪比達(dá)到68 dB，該系統(tǒng)用于人體胸腔得到了初步成像結(jié)果，并已用于臨床基礎(chǔ)研究.

美國紐約Rensselaer Polytechnic Institute的Cook等于1988年建立了基于物理模型的自適應(yīng)電流激勵(lì)成像系統(tǒng)（Adaptive Current Tomograph， ACT2)［14］. 該系統(tǒng)采用32電極并行自適應(yīng)電流15 kHz激勵(lì)，單通道電壓測(cè)量，電流幅值及電壓測(cè)量有12 bit分辨率，30 s獲取一組測(cè)量數(shù)據(jù). 1991年Saulnier等在ACT2的基礎(chǔ)上建立了32電極并行激勵(lì)、并行測(cè)量、并行校正及補(bǔ)償?shù)母呔?、高速度DMS（ACT3）［15］，激勵(lì)頻率30 kHz，系統(tǒng)精度可達(dá)16 bit，在此精度下獲取一幅圖像數(shù)據(jù)需133 ms，若將測(cè)量精度降為13 bit，則獲取一幅圖像數(shù)據(jù)只需2 ms. 該系統(tǒng)對(duì)一直徑8 mm的銅擺進(jìn)行動(dòng)態(tài)連續(xù)成像（銅擺在盛鹽水的直徑30 cm的容器中擺動(dòng)），成像結(jié)果較好，能對(duì)銅擺在不同時(shí)相的位置定位，但銅擺圖像模糊，且明顯大于實(shí)際尺寸.

美國Wisconsin-Madison大學(xué)的SaKamoto等1987年建立了基于物理模型的測(cè)量系統(tǒng)［16］. 該系統(tǒng)采用16個(gè)條形電極、50 kHz 1 mA(峰峰值)的恒流激勵(lì)及模擬解調(diào)技術(shù)，測(cè)量最大誤差3%，放大器CMRR＞80 dB、輸入阻抗大于1 MΩ、噪聲水平10 μV(50 kHz時(shí)）. 該系統(tǒng)基于12 cm×12 cm的方形物理模型得到了初步成像結(jié)果. 1991年Hua等，基于直徑30 cm圓柱形物理模型建立了32通道優(yōu)化電流激勵(lì)測(cè)量系統(tǒng)［17］，采用32個(gè)外圈電流驅(qū)動(dòng)、內(nèi)部電壓測(cè)量的不銹鋼復(fù)合 電極（Stainless current/voltage compound electrode)，激勵(lì)頻率50 kHz，32通道激勵(lì)電流在每次圖像迭代重構(gòu)后都重新計(jì)算及校正，以得到最優(yōu)電流激勵(lì)模式（Optimal Current Pattern)，測(cè)量系統(tǒng)有12 bit的幅值分辨率. 該系統(tǒng)對(duì)位于模型中心、直徑6 cm的絕緣體等進(jìn)行了成像，經(jīng)10次迭代后得到了較清楚的圖像.

上面介紹了幾個(gè)有代表性的電流驅(qū)動(dòng)的測(cè)量系統(tǒng)，在電壓驅(qū)動(dòng)的DMS中，美國Washington大學(xué)的Woo等在1986年建立了32電極、激勵(lì)頻率100 KHz的測(cè)量系統(tǒng)［18］；比利時(shí)Geeraerts等在1992年建立了基于物理模型的32電極14 bit 精度的電壓激勵(lì)電流測(cè)量系統(tǒng)［19］；英國Oxford Polytechnic的Zhu等［20］在上述ACT2，ACT3的基礎(chǔ)上于1992年設(shè)計(jì)了有32個(gè)復(fù)合電極的自適應(yīng)電壓激勵(lì)及電壓測(cè)量系統(tǒng).

上述研究小組的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)大部分僅限于對(duì)物理模型的測(cè)量，只有Sheffield大學(xué)的Smith等在Mark Ⅱ測(cè)量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合等位線反投影圖像重構(gòu)算法，在英國皇家Hallamshire醫(yī)院建立了第一個(gè)供臨床基礎(chǔ)研究用的動(dòng)態(tài)EIT實(shí)時(shí)系統(tǒng)，用于人體肺、胃、大腦、食管等不同部位的成像，證明其具有功能成像的特點(diǎn)［21］. 近三年來，電阻抗成像在二維和單頻的基礎(chǔ)上向三維［22］及多頻［23］成像方面發(fā)展，也有學(xué)者從事感應(yīng)電流（induced current）EIT的研究［24］.

我國在EIT領(lǐng)域的研究起步較晚，重慶大學(xué)、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、第四軍醫(yī)大學(xué)有研究小組在進(jìn)行電阻抗成像系統(tǒng)的研究，這方面的工作才剛剛起步，目前完整的EIT數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)國內(nèi)未見報(bào)道.

幾年來，該技術(shù)又有了許多新的發(fā)展，出現(xiàn)了以人體三維阻抗分布為成像目標(biāo)的三維EIT技術(shù)，以外圍線圈激勵(lì)的感應(yīng)EIT以及多頻激勵(lì)測(cè)量進(jìn)行復(fù)阻抗成像的多頻EIT，這些研究都得到了初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果［25］.

3　EIT研究的關(guān)鍵及難點(diǎn)

3.1　信息的質(zhì)量、數(shù)量問題

3.1.1　電場(chǎng)在體內(nèi)的分布的研究　電場(chǎng)在人體內(nèi)的分布是非線性的，而人體的結(jié)構(gòu)又是非常復(fù)雜的，對(duì)其進(jìn)行深刻的研究掌握其在各種組織各種體液中的分布規(guī)律對(duì)研究驅(qū)動(dòng)測(cè)量技術(shù)、圖象重構(gòu)算法有重大意義.

3.1.2　高精度、高信噪比的數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)　目前EIT因采用體表弱電流激勵(lì)及體表測(cè)量技術(shù)，使內(nèi)部阻抗信息在體表測(cè)量中表現(xiàn)為弱信號(hào)、大動(dòng)態(tài)范圍. 有文獻(xiàn)報(bào)道［26］，在一個(gè)心動(dòng)周期中血流入肺而導(dǎo)致肺組織的阻抗變化為3%，從體表僅能測(cè)量到這種變化的1/20，即內(nèi)部3%的阻抗變化在體表只能得到0.15%的改變. 由此看出，由生理特性決定EIT技術(shù)對(duì)DMS提出了具有高精度、高信噪比的要求. 另外，阻抗圖像重構(gòu)的算法中有大量矩陣運(yùn)算或多次迭代運(yùn)算，經(jīng)測(cè)量系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)的信噪比大小將直接影響成像質(zhì)量. 因此，為得到質(zhì)量較好的重構(gòu)圖像，也要求DMS必須有高精度、高信噪比的基本特性.

3.1.3　新的驅(qū)動(dòng)檢測(cè)原理技術(shù)研究　由于測(cè)量電極的限制，每次只能得到非常有限的獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)（N個(gè)電極能得到N（N-1）/2個(gè)數(shù)據(jù)），因此需對(duì)驅(qū)動(dòng)檢測(cè)方法做進(jìn)一步的研究探討，驅(qū)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)包括向人體施加電能的原理（電流或電壓等）研究；施加電能的方式（接觸或感應(yīng)等）研究；電極的尺寸、個(gè)數(shù)和排列方法研究等；電極的尺寸與斷層截面的厚度、電極的數(shù)量與信息量的矛盾、電極固定位置與測(cè)量的穩(wěn)定性的矛盾等問題的研究. 這些問題需有新的突破才能使阻抗斷層成像技術(shù)上一個(gè)新臺(tái)階.

3.2　關(guān)于重構(gòu)算法問題　由于EIT是非線性問題，在求解算法方面存在很多困難，雖然在動(dòng)態(tài)及靜態(tài)EIT技術(shù)都提出很多種算法，但是圖像重構(gòu)效果都不能令人滿意. 這些算法基本上都是基于有限元方法，目前各種算法的主要問題在于收斂性能、抗噪能力較差，而且隨著拋分規(guī)摸的增加計(jì)算量也大幅度增加，病態(tài)性程度也增加等.

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生物技術(shù)研究進(jìn)展范文第4篇

關(guān)鍵詞 地下水；生物脫氮；異養(yǎng)反硝化；自養(yǎng)反硝化

中圖分類號(hào)X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）110-0148-02

近年來，生物反硝化法得到了較為廣泛的關(guān)注，高效低耗的特點(diǎn)，使其被認(rèn)定為最具發(fā)展?jié)摿?、最為?shí)用的一種脫氮方法。生物反硝化包括異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。

1異養(yǎng)反硝化

異養(yǎng)反硝化以有機(jī)碳為碳源和電子供體，利用反硝化細(xì)菌脫除地下水中硝酸鹽。1983年，法國建成第一個(gè)以生產(chǎn)飲用水為目的的地下水生物脫氮處理工廠。采用Biodent工藝(如圖1所示)。通過補(bǔ)充乙醇和磷酸鹽的待處理水，使得硝酸鹽濃度大幅度下降，出水亞硝酸鹽濃度明顯降低[1]。

圖1Biodent生物脫氮工藝

1.硝酸鹽污染水；2.厭氧生物反應(yīng)器；3.空氣；4.生物碳濾器；5.凝聚劑；6.活性碳； 7.砂；8.臭氧；9.出水貯池；10.投加氯氣和硫代硫酸鈉

德國研發(fā)固定床生物脫氮技術(shù)（Denipor工藝），用NaOH調(diào)節(jié)pH，乙醇和磷酸鹽作基質(zhì)，漂浮性Styropor球作填料，硝酸鹽去除率大于90% [2]。Nilsson等[3]以乙醇作電子供體將脫氮假單胞菌固定于藻酸鈣凝膠中進(jìn)行生物脫氮，硝酸鹽被完全去除，亞硝酸鹽濃度也接近于零。Kokofuta等[4]用聚乙烯乙醇硫酸鹽和聚二丙烯基二甲氨鹽酸鹽組成的復(fù)合物固定脫氮假單胞菌。在中性條件下，出水亞硝酸鹽濃度接近于零，脫氮率為80%。異養(yǎng)反硝化處理費(fèi)用低，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓划a(chǎn)生廢液，但必須嚴(yán)格控制有機(jī)物投加量，否則造成二次污染。

2自養(yǎng)反硝化

自養(yǎng)反硝化以無機(jī)碳為碳源，以還原性硫化物為電子供體脫除地下水中硝酸鹽，其包括氫自養(yǎng)反硝化和硫自養(yǎng)反硝化。

2.1 氫自養(yǎng)反硝化

H2無毒、無污染，以H2為電子供體的自養(yǎng)反硝化是較理想的脫氮方法。Ginocchio等[5]在原水中注入大量H2，經(jīng)過1.5h后，水中30mg/L硝酸鹽全部脫除。Robert等[6]將生物反硝化與電解供氫相結(jié)合，脫氮率為100%。Kurt等[7]采用氫作基質(zhì)，利用混合培養(yǎng)物，在流化床中研究了自養(yǎng)型生物脫氮。當(dāng)pH升至9.0時(shí)，生成大量亞硝酸鹽，故將pH調(diào)至7.5為最適。Denitropur工藝是利用氫和脫氮菌混培物開發(fā)的另一自養(yǎng)型生物脫氮技術(shù)[8](如圖2所示)，由9個(gè)固定床反應(yīng)器串聯(lián)組成，以三維波紋結(jié)構(gòu)的Mellapack為填料。被處理水用氫加壓飽和，并補(bǔ)充CO2和磷酸鹽。脫氮水先充氧，然后在雙層濾池中過濾，最后用紫外線消毒。該裝置水處理能力為50m3/h，對(duì)硝酸鹽處理能力為90kg/d。當(dāng)停留時(shí)間為1h時(shí)，硝酸鹽可從75mg/L降至5mg/L。氫自養(yǎng)反硝化以純H2為氫供體，存在安全隱患，且其溶解度較小，并非理想的脫氮方法。

圖2Denitropur生物脫氮工藝

1.污染水；2.氫；3.氫飽和；4.生物反應(yīng)池；5.逆向充氧；6.空氣；7.雙層濾池；8.紫外線消毒；9.脫氮水

2.2 硫自養(yǎng)反硝化

除H2外，硫也被用于自養(yǎng)型生物脫，在缺氧條件下，以硫或還原性硫化物為電子供體進(jìn)行自養(yǎng)反硝化。劉玲花等[9]利用硫/石灰石濾柱脫除地下水中硝酸鹽氮，水中硝酸鹽基本被除盡，反應(yīng)產(chǎn)物中幾乎無亞硝酸鹽氮。姜巍等[10]采用裝填硫磺和石灰石的生物膜反應(yīng)器脫除地下水中硝酸鹽氮，去除率達(dá)80%以上。荷蘭利用硫/石灰石濾器建立了一個(gè)自養(yǎng)型生物脫氮示范工廠[11]，如圖3所示。該系統(tǒng)包括真空脫氣，充氧和回灌等操作。為避免反應(yīng)器堵塞和短流，并去除反應(yīng)產(chǎn)生的氮?dú)?，因此采用真空脫氣。反?yīng)器長(zhǎng)20m，寬7m，深2m，其內(nèi)充填石灰石顆粒和硫，水處理能力為35m3/h。對(duì)于含高濃度硝酸鹽的污水，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)試，硝酸鹽氮去除率超過90%。脫氮水的細(xì)菌數(shù)達(dá)-個(gè)/mL，回灌并停留10～12周后，菌落全部去除，細(xì)菌學(xué)指標(biāo)良好。硫自養(yǎng)反硝化在反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量硫酸根離子，污染水質(zhì)，因此該法只適合處理硫酸根離子濃度低的地下水。

圖3 硫/石灰石濾器生物脫氮工藝

1.污染水；2.真空脫氣；3.硫/石灰石脫氮反應(yīng)器；4.階式充氧；5.滲濾塘

參考文獻(xiàn)

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生物技術(shù)研究進(jìn)展范文第5篇

關(guān)鍵詞：城市污水；生物除磷脫氮；厭氧微環(huán)境；化學(xué)除磷；碳源；反硝化除磷；

中圖分類號(hào)：U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

近幾十年來，污水的氮磷去除技術(shù)一直是污水處理領(lǐng)域的研究和開發(fā)熱點(diǎn)。盡管傳統(tǒng)活性污泥法能有效地去除污水中BOD、COD、SS及其它易澄清的物質(zhì)，但是其對(duì)污水中氮磷等營養(yǎng)物去除一般低于30%。這樣低的氮磷去除率并不能滿足水體富營養(yǎng)化控制的要求。要更多更高效地去除污水中氮磷，就需要采用專門的氮磷去除技術(shù)。目前生物法脫除氮磷技術(shù)由于成本較低而受到廣泛的關(guān)注。本文對(duì)生物除磷脫氮技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并提出生物除磷脫氮技術(shù)發(fā)展的主要方向。

1 生物除磷脫氮主流工藝

全世界范圍內(nèi)，開發(fā)和應(yīng)用了許多工藝以有效去除污水中的氮磷。比較典型的有缺氧-好氧（A1/O）脫氮工藝、厭氧-好氧（A2/O）除磷工藝、厭氧-缺氧-好氧（A2/O）同步除磷脫氮工藝及其改進(jìn)型新工藝（如倒置A2/O工藝、UCT工藝、MUCT工藝等），此外還包括一些具有除磷脫氮功能的SBR工藝(如CAST工藝、DAT-IAT工藝、MSBR工藝等)以及氧化溝工藝（如Orbal工藝、卡魯賽爾氧化溝工藝等）等。

盡管上述這些工藝得到了廣泛的應(yīng)用，但由于除磷和脫氮各自所需不同泥齡的矛盾，除磷效率高的系統(tǒng)脫氮效果差，脫氮效率高的系統(tǒng)除磷效果又不理想，或者脫氮和除磷效果都不理想。

2 城市污水的生物除磷脫氮工藝研究與應(yīng)用發(fā)展方向

2.1 厭氧微環(huán)境的改善

通過減少進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的硝態(tài)氮和溶解氧，可以提高厭氧區(qū)厭氧微環(huán)境，從而提高聚磷菌厭氧釋磷和好氧過量攝磷的能力而提高生物除磷效率。這一方向的典型工藝有UCT工藝和MUCT工藝。盡管UCT和MUCT這類工藝成功地減少了進(jìn)入?yún)捬醭氐腄O和硝態(tài)氮，對(duì)除磷的效果有所改善。但是由于這類改進(jìn)工藝除磷與脫氮采用的是同一個(gè)系統(tǒng)的污泥，故而仍然沒有解決除磷與脫氮所需泥齡不同的問題，因此沒能實(shí)現(xiàn)理想的氮磷同時(shí)去除效果。

2.2 化學(xué)除磷與生物脫氮除磷組合工藝

化學(xué)除磷與生物除磷的組合工藝有兩類。其一是Phostrip工藝，它先利用聚磷菌在好氧條件下過量攝磷，然后把泥水分離的高含磷菌體在厭氧條件下釋磷，釋磷后菌體回流到好氧池重新攝磷。而投加化學(xué)藥劑到厭氧釋磷后的高含磷上清液，把厭氧釋放的磷沉淀去除。Phostrip工藝以較低的成本取得了較好的除磷效果。由于旁流厭氧釋磷，污水中堿度對(duì)投藥量影響很小，此外上清液中磷含量較高（可達(dá)100mgP/L），其投加的化學(xué)藥劑（常用石灰）量相對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)除磷而言要少很多。實(shí)踐表明，在較低的碳磷比和碳氮比污水條件下系統(tǒng)出水TP低于1mg/L[1]。

其二是把化學(xué)藥劑直接投加到生物脫氮除磷系統(tǒng)中，彌補(bǔ)生物脫氮除磷系統(tǒng)中生物除磷效果的不足，保證出水TP水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，即所謂的生物化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)。采用的藥劑有硫酸亞鐵、三氯化鐵和鋁鹽等。藥劑投加點(diǎn)可以是初沉池出水、曝氣池或二沉池前。盡管投加藥劑加大了運(yùn)行成本，但是投加藥劑后系統(tǒng)出水TP可以低于1mg/L或0.5mg/L。因此，這種生物化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)在國內(nèi)外城市污水處理廠中得到了廣泛應(yīng)用[2]。

2.3 生物除磷脫氮技術(shù)所需碳源的開發(fā)

近年來城市污水的C/N和C/P比不斷下降，形成了低碳高氮磷的所謂低碳源城市污水。由于生物脫氮和生物除磷都需要有一定的碳源，去除1m g磷一般需要7～9mg的V F A， 反硝化過程的需要量更多。因此，生物脫氮系統(tǒng)一般要求進(jìn)水BOD5/TN不小于4，而生物除磷系統(tǒng)則要求進(jìn)水BOD5/TP大于17。這種低碳高氮磷的污水無法滿足脫氮除磷的要求。如何補(bǔ)充污水中的有效碳源，滿足生物除磷脫氮的要求已經(jīng)成為城市污水處理領(lǐng)域研究開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。

一些污水處理廠采用了投加甲醇等外加碳源，盡管取得較好氮磷去除效果，卻明顯增大了運(yùn)行成本。通過污水在線預(yù)發(fā)酵技術(shù)，利用兼性發(fā)酵細(xì)菌把污水中脫氮除磷微生物不能直接利用的大分子復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化為低分子揮發(fā)性脂肪酸，提高污水中脫氮除磷微生物可以利用的有效碳源含量，從而可以改善系統(tǒng)生物除磷脫氮的效果[3]。也有研究者對(duì)初沉污泥進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)VFA以補(bǔ)充生物除磷脫氮所需碳源，其一是在線發(fā)酵的深池型初沉池，另一種是離線發(fā)酵池。近年來一些研究也致力于發(fā)酵剩余污泥生產(chǎn)VFA補(bǔ)充生物除磷脫氮所需碳源[4]。

隨著氮磷去除要求的進(jìn)一步提高，對(duì)污水中有效碳源的需求也會(huì)進(jìn)一步提高。準(zhǔn)確衡算和判斷城市污水中的有效碳源量，充分利用城市污水和污泥中的有機(jī)物補(bǔ)充有效碳源，實(shí)現(xiàn)低碳高氮磷城市污水的氮磷去除，仍將是今后技術(shù)發(fā)展方向之一。

2.4 反硝化聚磷新工藝

反硝化聚磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究，為城市污水的同步除磷脫氮技術(shù)注入了新的活力[5]。反硝化聚磷的原理是在厭氧過程中，反硝化除磷菌釋磷并在細(xì)胞內(nèi)合成PHB；在缺氧過程 中反硝化除磷菌以硝酸鹽氮取代氧作為胞內(nèi)PHB氧化的電子受體，并完成磷的吸收。據(jù)測(cè)算，反硝化除磷工藝能節(jié)省碳源50%，節(jié)省能源30%。人們已經(jīng)開發(fā)了許多基于反硝化聚磷理論的新工藝，如Dephanox工藝、BCFS工藝、生物膜反硝化除磷工藝、A2N雙污泥反硝化脫氮除磷工藝和短程硝化反硝化聚磷工藝等[6]。目前，相關(guān)的工藝研究和開發(fā)仍然比較受到關(guān)注，其中對(duì)這些工藝的生物學(xué)特性、尤其是系統(tǒng)中反硝化聚磷菌本身的研究將會(huì)進(jìn)一步深入。

3 結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于水體水質(zhì)的要求日益提升。城市污水處理廠面臨日益嚴(yán)格的氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)濟(jì)高效地去除城市污水中的氮磷營養(yǎng)鹽仍然將是廣大環(huán)境工作者的重要目標(biāo)之一。進(jìn)一步深入研發(fā)和應(yīng)用將圍繞著生物除磷脫氮的厭氧與缺氧微環(huán)境、有效碳源、化學(xué)除磷與生物除磷脫氮技術(shù)的耦合、以及反硝化除磷新工藝等方面展開。

參考文獻(xiàn)

[1] 周希安,張有賢,張會(huì)敏,郭霞. 改進(jìn)的 Phostri p工藝在肖家河污水處理廠的應(yīng)用[J]. 中國給水排水,2006, 22(8):66-69.

[2] 劉帥,李曉婧,趙德遠(yuǎn). 生物化學(xué)協(xié)同除磷技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 山東水利職業(yè)學(xué)院院刊, 2008,(2):17-19.

[3] McCue, T., Shah, R., Vassiliev, I., Liu, Y.H., Eremektar, F.G., Chen, Y.,Randall, A.A. Evaluation of influent prefermentation as a unit process upon biological nutrient removal [J]. Water Sci Technol, 2003,47(11):9–15.

[4] Baker P S, Dold P L. Denitrification behavior in biological excess phosphorus removal activated sludge system [J]. Water Research, 1996, 30:769-780.