微生物的应用(2)

2019-02-16 17:28

光合细菌是地球上最早的光合生物,广泛分布于海洋、江河、湖泊、沼泽、池塘、活性污泥及水稻、水葫芦、小麦等根际土壤中。它能促进土壤中放线菌、固氮菌等微生物的生长,增强农产品的耐贮性和提高品质,降解土壤中残留的农药及其它有毒物质。与生产应用关系密切的光合细菌主要是红螺菌科中的一些种、属。 (6)菌根菌剂

使用的菌种包括由多数内囊霉科属或种形成丛枝状菌根,简称AM真菌。目前的土法生产已能够解决小批量生产问题,用于名贵花卉、苗木、药材,有较好的应用前景。 (7)促生菌剂

指通过接种在植物根际增殖且具有促进生长作用的土壤细菌称为植物促生根际细菌(PGPR)。 (8)抗生菌肥料

指用分泌抗生物质和刺激素的微生物制成的肥料产品,使用菌种通常是放线菌,如细黄链霉菌(Streptomyces jingyangesis)。我国应用多年的“5406”即属此类,应用后不仅有肥效作用而且能抑制一些作物病害,刺激和调节作物生长。 2.微生物农药

利用微生物或其产物来防治植物病虫害和杂草危害的一类微生物制剂。当这些病原体和拮抗微生物或其代谢产物为昆虫吞食、接触或病菌感染后,通过微生物的活动、毒素的作用而使害虫和病原菌的新陈代谢受影响,破坏其机体器官,影响其发育繁殖或变态,从而达到灭菌防病的目的。 3.食用菌

食用菌资源十分丰富,全世界可供食用的真菌有2000多种。常见栽培品种有双孢蘑菇、草菇、金针菇、平菇、香菇、猴头菌、木耳、银耳、灵芝、和茯苓等。 4.微生物饲料

微生物饲料是利用微生物的新陈代谢和个体的繁殖来生产和调制的饲料。大体上分为两大类:一类主要是利用微生物的发酵作用改变饲料原料的理化性状,如增加适口性,提高消化率及营养价值,或解毒、脱毒和积累有益的中间代谢产物。包括乳酸饲料、粗饲料发酵、担子菌发酵饲料、禽畜粪便发酵饲料等;与微生物饲料生产与调制有关,能提供菌体蛋白和有益代谢物,或具备解毒、脱毒功能的有益微生物,称为饲料微生物。菌种的研究是微生物制剂应用的基础,优良的菌种是企业的保证。国内外都在开展这方面的研究.主要包括新菌株的分离、 筛选、鉴定、生物学特性、代谢产物、对宿主的适应性和作用机理以及菌株的组合配比和应用效果等。1989年美国FDA批准41种认为是安全有效的微生物,我国农业部1999年6月公布,干酪乳杆菌、植物乳枰菌、嗜酸乳杆菌、乳链球菌、粪链球菌、屎链球菌、乳酸片球菌、枯草杆菌、纳豆芽孢杆菌、啤酒酵母、产阮假丝酵母、沼泽红假单胞菌等l2种菌可作为饲用微生物添加剂。此外不断有研究和应用新菌种的报道, 知腊样芽孢杆菌、地农芽孢杆菌、固氮菌等。

饲用微生物在提高动物抗病能力、提高饲料转化率、提高生产性能、改善生态环境等方面有明显的作用,并且具有安全、无污染、无残留等特点,有利于绿色食品的生产,有利于保障人类健康。因此发展前景十分广阔。 5.沼气发酵

沼气(marsh gas或swamp gas):又称生物气(biogas),是一种混合可燃

气体,其中主要成分为甲烷、还含有少量H2、N2、CO2等。沼气发酵:其生化本质是一种由产甲烷细菌进行的甲烷形成(methanogenesis)过程。 四、微生物在固体废弃物上的应用

随着我国经济持续高速增长,城市化进程不断加快,生产、销售、消费过程中产生的固体废弃物随着经济的增长而增加,大量未经处理的废弃物直接排放大自然,成为日趋严重的环境污染源,已经成为中国最严重的公害之一。

农业植物纤维性废弃物中的成分一般都能被微生物分解作用,加到动物饲料中可大大提高饲料效果。微生物处理技术就是指应用微生物工业技术,采用生物工程手段,将秸秆、木屑等农业植物纤维性废弃物加工变为微生物蛋白产品,其应用的微生物包括细菌、酵母菌及微型藻类,发酵主要有液体发酵和固体发酵两种方式。

好氧堆肥是在有氧的条件下,借好氧微生物 (主要是好氧细菌) 的作用来使有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而被微生物吸收:固体的和胶体的有机物先附着在微生物体外,由生物所分泌的胞外酶分解为可溶性物质,再渗入细胞。 微生物通过自身的生命活动氧化还原和生物合成过程,把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物, 并放出生物生长活动所需要的能量,把另一部分有机物转化合成新的细胞物质,使微生物生长繁殖,生产更多的生物体。由于好氧堆肥温度高, 一般在50~ 60℃,甚至可达80~90℃,故亦称为高温堆肥。

厌氧堆肥是在无氧条件下,借厌氧微生物 (主要是厌氧细菌) 的作用来进行的。 当有机物进行厌氧分解时,主要经历了两个阶段: 酸性发酵阶段和碱性发酵阶段。 分解初期, 微生物活动中的分解产物是有机酸、醇、二氧化碳、 氨、 硫化氢等:在这一阶段中,有机酸大量积累,PH值随着下降,所以叫做酸性发

酵阶段,参与的细菌统称为产酸细菌。 在分解后期, 由于所产生的氨的中和作用,PH值逐渐上升,同时,另一群统称为甲烷细菌的微生物开始分解有机酸和醇,产物主要是甲烷和二氧化碳。随着甲烷细菌的繁殖,有机酸迅速分解,PH值迅速上升,这一阶段的分解叫碱性发酵阶段。厌氧堆肥运转费用低,如果对所 产生的甲烷气处理得当,还有利用的可能。 五、微生物在污水处理中的应用

目前我国的污水处理方法有很多,有物化法( 包括吹脱法、膜分离技术等) ,化学方法(包括化学氧化法、 电化学法等) ,这些处理污水的方法.存在许多弊端。投资大、不彻底 ,易造成二次污染等,不满足世界环境与发展委员会提出的“可持续发展 的要求。 这就要求我们在处理问题的时候,多考虑环境保护的因素,多从技术的先进性和是否代表了可持续发展的方向两个方面来考虑。所以近年来利用微生物技术处理控制污水的方法逐渐受到重视,并在污水处理等领域得到了广泛应用。 与物理、化学等处理方法不同,微生物能利用 自身的新陈代谢作用,分解污水中的有机物,也就是说能够 “ 吃掉污染”。

微生物净化污水的过程主要是指在污水处理装置中采用不同性能的微生物,并且让它们相互配合,从而实现物质循环的过程。当城市污水进入污水处理装置中的时候,微生物会发挥其作用。微生物在一定条件下,能够对水体进行分辨,判断出水体的成分,从而有选择性的进行处理 ,并且不断地进行有规律的改变。微生物区系对污水中的有机物或者是有毒物质进行分解和氧化等处理 ,从而对污水起到净化的作用。污水经过处理后,可流人河道或者被二次使用。污水经过微生物处理后,会生成大量的废渣和生物膜的残余物,这些物质可以通过厌氧处理 ,从而生成可被利用的沼气以及有机肥料。

利用微生物技术处理污水能有效的减少甚至避免环境的二次污染,但是它 对环境有一定的要求,比较容易受环境的影响,下面介绍几种方法:

活性污泥法,它利用含有好氧微生物的活性污泥,能有效的去除有机物的氨氮,是一种应用最广, 工艺比较成熟的废水生物处理技术。 活性污泥在污水处理中有很强的吸附、 分解能力,缺点是能产生大量的剩余污泥,而两端活性污泥法解决了这一问题,它在增强去污的同时,可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。 根据曝气方式的不同,活性污泥法分为普通曝气法、 完全混合曝气法.逐步曝气法、旋流式曝气法和纯氧曝气法。生物硝化反硝化.是应用最广泛的脱氮方式,是去除水中氨氮的一种较为经济的方法 ,其优点是降低能耗、 实现反硝化脱氮、缩短反应历程、降低污泥产量。 但是这种去污方法控制因素多且复杂,各种因素之间又相互关联,比较难把握。A/O工艺比较简单,但脱氮除磷效果稍差,脱氮效率 70~80%,除磷只有20~30%。尽管如此,目前仍是比较普遍采用的工艺。Bardenpho 工艺是对AO工艺的一个改进,它增设了一个缺氧段和一个好氧段,从而有利于提高脱氮效率。膜一生物反应器,是采用物化方法和生物方法相联合的方法.这种方法把污水处理分成两个阶段,第一阶段采用物化方法将高浓度污水进行分离氨氮处理 ,第二阶段采用生物技术进一步对氨氮进行处理 。这种方法将物化方法和生物方法进行了互补,能把氨氮浓度降到足够低(如 100 mg/L 以下)。光能 自养生物膜系统,是由一个微生物种群构成的一个相对稳定的微生物生态系统。 它表层附着大量产氧光能 自养型微生物。 白天,可以制造大量氧气,晚上则处于缺氧和厌氧状态。 这样通过昼夜交替,形成有氧、 缺氧和厌氧的环境,有助于不同阶段的脱氧,使脱氧效果更佳。

微生物絮凝技术在污水处理上也占有很大比重。微生物絮凝剂主要是一类微


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