水污染控制用新型炭纤维生物膜载体的研制与应用

1课题简介 本课题开发的直径为纳米－微米级新型生物炭纤维载体的批量制备技术及其高效水处理固定床反应器技术引入高效水处理工程,提升了我国废水处理新技术开发的整体实力,具有自主知识产权。     

催化铁生物强化技术处理化工废水的工艺开发

针对传统的生物处理工艺对于难降解废水处理效果欠佳的问题，结合催化铁还原预处理难降解工业废水和生物处理工艺的技术优点，通过开展催化铁与水解酸化、催化铁与活性污泥、催化铁与生物膜法以及混凝沉淀等方法的组合工艺研究，获得了适用于高有机物浓度、高毒性、难生化、高pH值、高氨氮工业废水处理的催化铁／水解酸化一好氧生物膜工艺，     

催化还原技术强化废水生物处理工艺开发

工业废水中毒害有机物,单一生物方法不能有效处理,是水污染控制的难点.国内外对高级氧化方法进行了大量研究,但因反应条件苛刻、成本高,没能大规模应用.本成果在归纳毒害有机物分子结构共性基础上,原创性地研发出催化还原技术,即通过强化内电解还原反应破坏有机物毒性官能团,消除对微生物的抑制,与生物处理方法耦合,实现物化与生化相互强化、协同降解污染物、同时脱氮除磷.工艺应用于工业园区废水处理优于规定标准.本项目属水污染控制领域.     

生物质的抗降解性及其生物炼制中的科学问题

木质纤维素资源的化学成分和结构复杂,目前还缺少能够破坏纤维素结构稳定性的低成本技术,生物降解转化的效率还不能适应大规模工业化要求。国内这方面基础研究相对薄弱,急需针对生物质抗降解屏障与生物转化的难点,围绕其中3个关键科学问题开展研究：（1）植物生物质是如何抗生物降解的——从生物降解转化的角度深入研究这一系列抗性屏障的特性,寻求破解之道,是实现生物质高效转化的基础;（2）微生物是如何攻击植物生物质抗降解屏障的——深入研究微生物降解木质纤维素的机理、多样性以及酶系合成调控,探寻人工构建低成本且高效的复合酶系的可能途径;（3）破解抗性屏障和提高转化效率的可能途径——分子生物学和系统生物学研究的发展为生物的定向设计与改造提供了可能,通过设计和改造植物、微生物及其降解酶系,选育适于转化纤维素为大宗平台化合物的微生物,研究其代谢调控,构建代谢工程菌,研究定向转化的过程及相关产品,结合物理化学预处理技术的研究,可望集成和设计出新的木质纤维素类生物质生物转化液体燃料和化学品的综合生物炼制技术方案。     

石油污染土壤微生物修复技术

由于石油工业的迅速发展,石油泄漏造成的环境污染日益严重,其中对土壤的污染尤为严重,我国石油污染土地面积约20万平方公里。长期的石油污染不仅破坏了土壤结构,石油中多环芳烃对人还有致癌、致突变和致畸等作用,石油污染土壤给生态环境带来了巨大危害。20世纪80年代发展起来的微生物修复石油污染土壤技术由于其操作简单、费用低、效果好以及无二次污染等优势已经成为石油污染治理方法的主流。但是,微生物降解石油速度缓慢、存活率低、现场盐碱度、温度、污染物种类及浓度等多种因素的影响,限制了微生物修复技术的应用。因此,寻找环境适应性强的高效石油降解微生物菌株,建立石油污染生物修复强化工艺以及联合生物修复技术,己经成为改进和完善石油污染生物修复技术工艺的关键。     

高盐碱化石油污染土壤及石油废水的生物治理

本研究研发高盐碱石油污染土壤和废水的生物-物理协同修复关键技术,利用耐盐碱石油烃降解菌和表面活性剂生产菌,辅以土壤改良剂,提出盐碱化、板结化土壤石油污染的生物修复和油田废水处理新方案。采用自然环境中筛选的土著微生物进行驯化,对生态环境影响极小,构建多功能微生物菌群,研发微生物菌群的高密度发酵技术和多功能微生物菌剂及有机肥使用工艺,为高盐碱含量石油污染土壤和石油废水的生物治理提供了数据支撑。     

阿姆斯微生物菌剂降解餐厨垃圾效果研究

随着社会快速发展,餐厨垃圾产量逐年增加,亟需寻求一种既经济又有效的处理技术及产品,用以解决我国日益严重的餐厨垃圾污染问题。本文研究了自主创新产品阿姆斯微生物菌剂对餐厨垃圾的降解效果及产出物可用性,结果表明,阿姆斯微生物菌剂处理餐厨垃圾升温快速,高温维持时间长,腐熟时间较短,腐熟彻底。餐厨垃圾减量率高,产出物有机质等含量高,对种子无毒,适合作为生物有机肥应用于农业生产上,是一种高效处理餐厨垃圾的微生物菌剂。     

超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发

国家863重大专项“超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发”课题（编号：2002AA601160），针对含难降解有毒有害有机污染物工业废水特别是农药废水的特点，克隆了6个解毒酶基因，完成了超级工程菌高效表达载体的构建与解毒酶基因的高效表达，解毒酶结构基因的定点突变和改造。开发出环境安全性高、适应性强、生物降解广谱的高效超级工程菌5种；可用于生产实践的解毒酶4种；高密度发酵培养达到中试水平。开发出性能指标高于传统技术30％以上、适合于超级工程菌生长的环流式深床生物反应器，适合于解毒酶反应的膜-解毒酶-生物反应器等集成生物处理新技术。     

微生物学名词

微生物microorganism个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物学microbiology研究微生物形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动规律,以及与其他生物和环境相互关系的学科。细菌学bacteriology研究细菌等原核生物的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布、分类和进化等生命活动规律,及其在人类生产与生活中应用的微生物学分支学科。     

水资源可持续开发管理与保护

本课题以我国"十五"环境科技发展规划为目标,研究内容包括水资源可持续管理的技术与策略、水资源保护决策标准和水资源可持续开发利用的理论和技术,研究开发在线水质监测仪器,应用具有低成本、高效率的新型污水处理技术和组合工艺,完善城市饮用水安全保障技术等.课题的完成将有力地提高我国水资源和水处理技术应用水平和国际竞争力.     

食品安全关键检测技术研究与应用

项目简介：本项目属于预防医学与公共卫生领域，涉及卫生检验学、食品毒理学的基础与应用研究。项目以病原生物学、分析化学、免疫学、生物化学和分子生物学等前沿检测分析手段为基础，针对食品中病原微生物、生物毒素、违禁化学品、农药和兽药残留、肉类新鲜度与转基因成分，构建高效实用的鉴定分析平台，并以此为基础成功开发多项创新性产品。在全省和全国的食品安全监管及相关突发性公共安全事件处理工作中，这些创新性技术成果得到了广泛推广与应用。主要技术内容包括：     

城市污水生物／生态处理技术

随着现代工业的发展及人口城市化的加速,城市污水量将愈来愈大,水环境污染日益加剧,城市污水处理的任务愈来愈重,国家面临的经济负担也愈来愈大。为了防止水环境污染,国家863计划“城市污水生物／生态处理技术与示范（2003AA601110）”课题在武汉经济技术开发区的沌口污水处理厂内建立试验研究基地,针对开发区的城市污水,研发高效低耗、经济实用的污水生物／生态处理工艺技术,为开发区及其它地区城市污水处理提供技术支撑。该课题的研究,对于经济有效地处理城市污水、提高水环境质量、优化投资环境、高速发展经济具有十分重要的意义。课题由华中科技大学牵头,参加单位为北京工业大学、中国科学院生态环境研究中心、武汉凯迪水务有限公司、武汉大学,华中科技大学章北平教授为课题首席专家。     

微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用

芳烃化合物作为最重要的化工原料已经广泛应用于医药、农业和化工产业中,并已造成了严重的环境危害。近年来,利用微生物对芳烃化合物代谢能力的多样性对环境污染进行生物修复、进而解决环境问题引起了广泛的关注。在分子水平、细胞水平和群体水平研究芳香烃代谢机理,不仅丰富了对微生物代谢途径多样性的认识,也是进行生物修复、生物催化、生物转化等相关研究的前提。本文针对近年国内外的相关进展,就微生物降解芳烃污染物及其在生物修复和生物催化中的应用等方面进行了综述,并对该领域来束发展方向进行了展望。     

微生物学名词

微生物microorganism个体难以用肉眼观察的一切微小生物之统称。微生物学microbiology研究微生物形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布和分类进化等生命活动规律,以及与其他生物和环境相互关系的学科。细菌学bacteriology研究细菌等原核生物的形态结构、生理生化、遗传变异、生态分布、分类和进化等生命活动规律,及其在人类生产与生活中应用的微生物学分支学科。     

高效好氧生物反应器研制与应用

针对我国中小城镇污水和工业废水处理对系列化、设备化的高效好氧生物反应器的迫切需求，国家863水污染控制技术与治理工程重大专项“高效好氧生物反应器研制与应用”课题（2002AA601200），对近年国内外高效好氧生物反应器的研究成果进行了深入研究，分析其优点和不足，力求综合这些反应器的优点，克服其缺点，形成一种新型的高效好氧生物流化反应器。在此基础上，针对好氧生物流化反应器提高处理效率和降低能耗的关键问题，重点研究了反应器的结构、高效固液分离（气浮与过滤）单元技术、     

新型多功能生物有机肥的研发

通过项目实施,成功解决我国生物有机肥生产中功能菌株的筛选和稳定菌群的构建难题,建立并完善了菌群微生物多样性研究的分子生态学技术;利用静止发酵法和真菌液体发酵产孢技术解决了低成本菌株生产工艺,研制出适合我国生物有机肥生产的长槽式生物反应器,研制出污水污泥高效生物脱毒的设备和工艺,成功地解决了农业废弃物资源化利用问题。     

新型气升式生物反应器

一、主要技术内容 "新型气升式生物反应器"(New Air Lift Bioreactor,简称NALR)系"九五"国家重点科技攻关计划项目,项目编号为:96-C03-04-02. 该项目是针对一些对溶氧与混和要求较高的工艺而开发的.NALR独特的结构可使发酵液周期性地通过传质强化区,强化区的数量可根据发酵液流变特性和微生物的代谢特征进行设置,以满足微生物生长和产物生成所需要的混和与传质要求.     

植物系统去除水体氮磷污染原理与关键技术

本项目是浙江省重点农业科研项目（2005C22020）。项目以浙江青山湖水库上游临安市污水处理厂附近水库淹没区为基地,通过定位试验,应用生物镶嵌技术、物理强化技术、微生物技术、宏观仿生技术等综合措施,在现场和室内进行若干对比和专题实验研究,发展了氮、磷污染水体植物修复与优化景观的理论模式,建立了植物系统去除水体氮、磷污染的新技术体系,为发展生物环保产业,把环境治理工程变为兼顾环境效益和经济效益的措施提供科学依据和技术集成示范。     

外来有害藻类识别及快速检测技术研究

海洋外来有害生物入侵被世界环保基金认定为海洋面临的四大威胁之一,已成为一个世界性生态和经济问题。海洋生物入侵的生态危害主要表现在以下几个方面：影响生态系统功能,破坏海洋生态平衡;影响生物多样性;影响渔业资源和渔业生产;危害旅游业和水产品安全;与土著生物杂交,造成遗传污染;带入病原微生物;暴发性增值,导致海洋生态灾害。鉴于我国外来海洋生物现状及分布情况了解甚少,并缺乏有效的检测手段,在开展海洋外来有害藻的识别和快速检测技术研究,在外来有害藻类识别、快速检测技术等方面,取得了多项理论和技术突破,研究内容包括：海洋外来种识别技术、海洋外来藻类快速检测技术及建立适用于业务化监测和风险管理的外来物种名录和信息管理系统等,研究内容具有很好的新颖性,研究成果处于国际先进水平,研究成果降低了海洋外来物种检测的成本以及由于及早发现外来生物而避免入侵的巨大经济损失,在港口等海洋生物入侵高风险区的示范应用为开展业务化监测打下良好基础。     

鲜活水产品致病微生物控制技术与安全预警体系合作研究

针对我国水产品及其加工制品存在的致病性微生物质量安全问题,研究分析致病微生物的生长活动规律,引进美国俄勒冈州立大学的水产品安全预警技术,通过预测微生物学技术、栅栏技术及HACCP技术等手段,建立以南美白对虾为主的水产品养殖过程致病性微生物的生长预测模型,进而形成南美白对虾养殖过程致病菌安全预警技术体系;引进美国俄勒冈州立大学的电解水抑菌技术,有效控制冷冻水产制品及其加工环境致病微生物的生长及繁殖;引进美国俄勒冈州立大学的致病菌抑菌剂处理技术,结合我国水产品致病微生物的生物学特性,研发具有广谱抑菌性的无公害生物抑菌剂并应用于水产品的加工及流通领域;通过本项目的研究与实施,解决鲜活水产品在生产、运输、加工及销售过程中致病微生物导致的食品质量安全问题,形成致病微生物安全控制示范基地。