微生物生物技术范例6篇

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微生物生物技术范文1

[关键词]城市污水;微生物技术;处理;应用

中图分类号:TG322 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01

目前,微生物处理技术主要应用在对生活污水以及工业废水处理中,并且取得了很好的反响。微生物处理技术具有较高的经济性和沉降性,并且吸附能力和降解能力较强,因此使用微生物技术处理污水将成为必然的趋势,其不仅能减少投入的成本,并且对环境不会产生二次污染。

一、城市污水的性质

随着城市化建设的不断加快,水污染问题越来越严重。城市污水主要是指排入城镇污水系统中的污水,其中包含生活污水、城市降雨径流以及工业废水等。人们日常生活中产生的水称为生活污水,生活污水主要成分是无毒有机物,例如:淀粉、蛋白质、糖类以及油脂等,并且其中还包含植物营养元素,例如:氮和磷等。生活污水与工业废水相比,前者相对稳定一些,并且浓度较低。当生活污水中的污染物质排入到天然水体中的时候,其自净能力超过了水体本身,从而使水体富营养化。工业废水中主要包括循环冷却水冲洗废水以及工艺废水等。工业废水的性质差别较大,并且毒性较高,因此对工业废水处理的难度非常大。城市降雨径流是指雨水和冰雪融化水。有些城市设置了污水管道和雨水管道,而降雨径流是流到雨水管道中的,如果将降雨径流和城市污水一起进行处理的话,当雨水量较大的时候,会超过截流干管的输送能力,甚至会超过污水处理厂的处理能力,从而使大量的污水出现溢流的现象,这会对环境产生极大的影响。

二、微生物处理污水的原理

微生物处理污水的原理如图1所示:

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,可流入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。

三、微生物技术在污水处理中的应用

(一)微生物酸化废水处理技术

1、技术原理

一些有机物经过水解和发酵之后会形成有机酸,其能够调节溶液的pH值,并且利用这种水解发酵对造纸黑液进行处理,降低其pH值,从而使其满足后续生化处理的要求,这个过程就称为微生物酸化法。目前微生物酸化是比较新型的废水处理技术。微生物能够对一些有机物进行处理,将其转化为小分子的化合物,并且将一些能够合成高分子化合物转化为容易降解的低分子化合物。微生物酸化技术会涉及到很多反应,具体包括水化分解、微生物代谢反应以及酶系统等,微生物酸化技术就是以这些反应为条件,让它们相互促进、相互合作完成的。微生物酸化作用其实质也是一种酶促生化反应。

2、 微生物酸化技术的应用

微生物酸化法能够对石灰法以及碱法稀黑液进行厌氧预处理,但是必须要求其pH值较低。微生物酸化技术能够去除污水中的一部分有机物,经过微生物酸化技术处理后的有机物,能够被好氧生物分解。因此微生物酸化技术在目前污水处理中得到了广泛的应用。微生物酸化技术能够减少好氧段单元的鼓风量,并且能够降低对能源的消耗,同时也会减少投入的成本。在使用微生物酸化技术的时候,水解酸化菌能够分解出起泡的物质。这就使下一个阶段的泡沫相对少一些,从而不会出现溢出的现象。

(二)微生物絮凝剂技术

1、微生物絮凝剂技术的特点

首先,微生物具有一定的高效性和无毒性。微生物絮凝剂技术与其他常用絮凝剂相比,在同等剂量的情况下,前者对活性污泥的絮凝速度影响较大,并且能够增大絮凝速度,同时利用过滤法能够除去絮凝沉淀物。我国一些企业会将微生物絮凝剂应用到食品和医药的生产中,这就表明微生物絮凝剂是无毒的。其次,微生物絮凝剂技术不能对环境造成二次污染。微生物菌体分泌出的生物高分子物质称为微生物絮凝剂,其属于天然资源,因此对微生物絮凝剂的应用不会对环境造成污染,并且危害不到其他的生物,从而不会对环境产生二次污染。最后,微生物絮凝剂技术投入的成本相对较低。微生物絮凝剂是生物菌体,并且也是有机高分子,和其他化学絮凝剂相比,相对便宜一些。生物发酵产生微生物絮凝剂,而化学絮凝剂是通过人工合成的,因此在其他化学絮凝剂生产的过程中,会用到一些原材料以及生产工艺,同时也会消耗能源,从这可以看出,微生物絮凝剂投入成本相对较低。

2、微生物絮凝剂技术的应用

(1)能够脱掉废水的颜色。目前,我国对城市污水进行处理过程中,虽然能将生化需氧量降低,但是依然不能很好的对可溶性色素溶液进行脱色。而微生物絮凝剂恰恰能解决这个问题。微生物絮凝剂由微生物脱硫菌种生成之后,其具有一定的絮凝沉淀效果,并且对于一些高分子絮凝剂不能除去的颜色,微生物絮凝剂却可以对其进行有效的脱色。

(2)能够处理畜产废水。在畜产废水中生化需氧量较高,因此对其进行处理过程是非常困难和复杂的。采用高分子絮凝剂对其进行处理,虽然处理效果比较好,但是会对环境产生二次污染,而微生物絮凝剂不仅可以对畜产废水进行有效的处理,而且不会污染到环境,同时经过微生物絮凝剂处理后的废水是非常清澈的。

(3)对膨胀污泥的处理。如果用活性污泥对工业废水进行处理,则会形成容易膨胀的活性污泥,这会严重影响到处理的效果。而用微生物絮凝剂正好解决的这一问题,其不仅可以对活性污泥膨胀的问题进行有效的处理,还可以改善污泥的沉降性能,防止污泥发生解絮的现象。例如:对甘草制药废水进行处理的时候,会生成活性污泥,并且其会发生膨胀,如果向其中加入微生物絮凝剂,污泥的膨胀就会逐渐的被消除,还可以改善甘草制药废水的沉降性能。

结语:

随着人们生活水平的不断提升,人们对生活品质也有了更高的要求,而对于水污染问题人们也越发的重视。当前在污水处理中应用最广泛的就是微生物处理技术,微生物种类非常多,并且分布非常广泛,同时微生物是天然的资源库,因此在城市污水处理中,微生物技术都得到了广泛的应用,并且起到了保护环境的作用。

参考文献

微生物生物技术范文2

微生物燃料电池并不是新兴的东西,利用微生物作为电池中的催化剂这一概念从上个世纪70年代就已存在,并且使用微生物燃料电池处理家庭污水的设想也于1991年实现。但是,经过提升能量输出的微生物燃料电池则是新生的,为这一事物的实际应用提供了可能的机会。

MFCs将可以被生物降解的物质中可利用的能量直接转化成为电能。要达到这一目的,只需要使细菌从利用它的天然电子传递受体,例如氧或者氮,转化为利用不溶性的受体,比如MFC的阳极。这一转换可以通过使用膜联组分或者可溶性电子穿梭体来实现。然后电子经由一个电阻器流向阴极,在那里电子受体被还原。与厌氧性消化作用相比,MFC能产生电流,并且生成了以二氧化碳为主的废气。

与现有的其它利用有机物产能的技术相比,MFCs具有操作上和功能上的优势。首先它将底物直接转化为电能,保证了具有高的能量转化效率。其次,不同于现有的所有生物能处理,MFCs在常温,甚至是低温的环境条件下都能够有效运作。第三,MFC不需要进行废气处理,因为它所产生的废气的主要组分是二氧化碳,一般条件下不具有可再利用的能量。第四,MFCs不需要能量输入,因为仅需通风就可以被动的补充阴极气体。第五,在缺乏电力基础设施的局部地区,MFCs具有广泛应用的潜力,同时也扩大了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。

微生物燃料电池中的代谢

为了衡量细菌的发电能力,控制微生物电子和质子流的代谢途径必须要确定下来。除去底物的影响之外,电池阳极的势能也将决定细菌的代谢。增加MFC的电流会降低阳极电势,导致细菌将电子传递给更具还原性的复合物。因此阳极电势将决定细菌最终电子穿梭的氧化还原电势,同时也决定了代谢的类型。根据阳极势能的不同能够区分一些不同的代谢途径:高氧化还原氧化代谢,中氧化还原到低氧化还原的代谢,以及发酵。因此,目前报道过的MFCs中的生物从好氧型、兼性厌氧型到严格厌氧型的都有分布。

在高阳极电势的情况下,细菌在氧化代谢时能够使用呼吸链。电子及其相伴随的质子传递需要通过NADH脱氢酶、泛醌、辅酶Q或细胞色素。Kim等研究了这条通路的利用情况。他们观察到MFC中电流的产生能够被多种电子呼吸链的抑制剂所阻断。在他们所使用的MFC中,电子传递系统利用NADH脱氢酶,Fe/S(铁/硫)蛋白以及醌作为电子载体,而不使用电子传递链的2号位点或者末端氧化酶。通常观察到,在MFCs的传递过程中需要利用氧化磷酸化作用,导致其能量转化效率高达65%。常见的实例包括假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),微肠球菌(Enterococcus faecium)以及Rhodoferax ferrireducens。

如果存在其它可替代的电子受体,如硫酸盐,会导致阳极电势降低,电子则易于沉积在这些组分上。当使用厌氧淤泥作为接种体时,可以重复性的观察到沼气的产生,提示在这种情况下细菌并未使用阳极。如果没有硫酸盐、硝酸盐或者其它电子受体的存在,如果阳极持续维持低电势则发酵就成为此时的主要代谢过程。例如,在葡萄糖的发酵过程中,涉及到的可能的反应是:C6H12O6+2H2O=4H2+2CO2+2C2H4O2 或 6H12O6=2H2+2CO2+C4H8O2。它表明,从理论上说,六碳底物中最多有三分之一的电子能够用来产生电流,而其它三分之二的电子则保存在产生的发酵产物中,如乙酸和丁酸盐。总电子量的三分之一用来发电的原因在于氢化酶的性质,它通常使用这些电子产生氢气,氢化酶一般位于膜的表面以便于与膜外的可活动的电子穿梭体相接触,或者直接接触在电极上。同重复观察到的现象一致,这一代谢类型也预示着高的乙酸和丁酸盐的产生。一些已知的制造发酵产物的微生物分属于以下几类:梭菌属(Clostridium),产碱菌(Alcaligenes),肠球菌(Enterococcus),都已经从MFCs中分离出来。此外,在独立发酵实验中,观察到在无氧条件下MFC富集培养时,有丰富的氢气产生,这一现象也进一步的支持和验证这一通路。

发酵的产物,如乙酸,在低阳极电势的情况下也能够被诸如泥菌属等厌氧菌氧化,它们能够在MFC的环境中夺取乙酸中的电子。

代谢途径的差异与已观测到的氧化还原电势的数据一起,为我们一窥微生物电动力学提供了一个深入的窗口。一个在外部电阻很低的情况下运转的MFC,在刚开始在生物量积累时期只产生很低的电流,因此具有高的阳极电势(即低的MFC电池电势)。这是对于兼性好氧菌和厌氧菌的选择的结果。经过培养生长,它的代谢转换率,体现为电流水平,将升高。所产生的这种适中的阳极电势水平将有利于那些适应低氧化的兼性厌氧微生物生长。然而此时,专性厌氧型微生物仍然会受到阳极仓内存在的氧化电势,同时也可能受到跨膜渗透过来的氧气影响,而处于生长受抑的状态。如果外部使用高电阻时,阳极电势将会变低,甚至只维持微弱的电流水平。在那种情况下,将只能选择适应低氧化的兼性厌氧微生物以及专性厌氧微生物,使对细菌种类的选择的可能性被局限了。

MFC中的阳极电子传递机制

电子向电极的传递需要一个物理性的传递系统以完成电池外部的电子转移。这一目的既可以通过使用可溶性的电子穿梭体,也可以通过膜结合的电子穿梭复合体。

氧化性的、膜结合的电子传递被认为是通过组成呼吸链的复合体完成的。已知细菌利用这一通路的例子有Geobacter metallireducens 、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)以及Rhodoferax ferrireducens。决定一个组分是否能发挥类似电子门控通道的主要要求在于,它的原子空间结构相位的易接近性(即物理上能与电子供体和受体发生相互作用)。门控的势能与阳极的高低关系则将决定实际上是否能够使用这一门控(电子不能传递给一个更还原的电极)。

MFCs中鉴定出的许多发酵性的微生物都具有某一种氢化酶,例如布氏梭菌和微肠球菌。氢化酶可能直接参加了电子向电极的转移过程。最近,这一关于电子传递方法的设想由McKinlay和Zeikus提出,但是它必须结合可移动的氧化穿梭体。它们展示了氢化酶在还原细菌表面的中性红的过程中扮演了某一角色。

细菌可以使用可溶性的组分将电子从一个细胞(内)的化合物转移到电极的表面,同时伴随着这一化合物的氧化。在很多研究中,都向反应器中添加氧化型中间体比如中性红,劳氏紫(thionin)和甲基紫萝碱(viologen)。经验表明这些中间体的添加通常都是很关键的。但是,细菌也能够自己制造这些氧化中间体,通过两种途径:通过制造有机的、可以被可逆的还原化合物(次级代谢物),和通过制造可以被氧化的代谢中间物(初级代谢物)。

第一种途径体现在很多种类的细菌中,例如腐败谢瓦纳拉菌(Shewanella putrefaciens)以及铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。近期的研究表明这些微生物的代谢中间物影响着MFCs的性能,甚至普遍干扰了胞外电子的传递过程。失活铜绿假单胞菌的MFC中的这些与代谢中间体产生相关的基因,可以将产生的电流单独降低到原来的二十分之一。由一种细菌制造的氧化型代谢中间体也能够被其他种类的细菌在向电极传递电子的过程中所利用。

通过第二种途径细菌能够制造还原型的代谢中间体——但还是需要利用初级代谢中间物——使用代谢中间物如Ha或者HgS作为媒介。Schroder等利用E.coli K12产生氢气,并将浸泡在生物反应器中的由聚苯胺保护的铂催化电极处进行再氧化。通过这种方法他们获得了高达1.5mA/cm2(A,安培)的电流密度,这在之前是做不到。相似的,Straub和Schink发表了利用Sulfurospirillum deleyianum将硫还原至硫化物,然后再由铁重氧化为氧化程度更高的中间物。

评价MFCs性能的参数

使用微生物燃料电池产生的功率大小依赖于生物和电化学这两方面的过程。

底物转化的速率

受到如下因素的影响,包括细菌细胞的总量,反应器中混合和质量传递的现象,细菌的动力学(p-max——细菌的种属特异性最大生长速率,Ks——细菌对于底物的亲和常数),生物量的有机负荷速率(每天每克生物量中的底物克数),质子转运中的质子跨膜效率,以及MFC的总电势。

阳极的超极化

一般而言,测量MFCs的开放电路电势(OCP)的值从750mV~798mV。影响超极化的参数包括电极表面,电极的电化学性质,电极电势,电极动力学以及MFC中电子传递和电流的机制。

阴极的超极化

与在阳极观测到的现象相似,阴极也具有显著的电势损失。为了纠正这一点,一些研究者们使用了赤血盐(hexacyanoferrate)溶液。但是,赤血盐并不是被空气中的氧气完全重氧化的,所以应该认为它是一个电子受体更甚于作为媒介。如果要达到可持续状态,MFC阴极最好是开放性的阴极。

质子跨膜转运的性能

目前大部分的MFCs研究都使用Nafion—质子转换膜(PEMs)。然而,Nafion—膜对于(生物)污染是很敏感的,例如铵。而目前最好的结果来自于使用Ultrex阳离子交换膜。Liu等不用使用膜,而转用碳纸作为隔离物。虽然这样做显著降低了MFC的内在电阻,但是,在有阳极电解液组分存在的情况下,这一类型的隔离物会刺激阴极电极的生长,并且对于阴极的催化剂具有毒性。而且目前尚没有可信的,关于这些碳纸-阴极系统在一段时期而不是短短几天内的稳定性方面的数据。

MFC的内在电阻

这一参数既依赖于电极之间的电解液的电阻值,也决定于膜电阻的阻值(Nafion—具有最低的电阻)。对于最优化的运转条件,阳极和阴极需要尽可能的相互接近。虽然质子的迁移会显著的影响与电阻相关的损失,但是充分的混合将使这些损失最小化。

性能的相关数据

在平均阳极表面的功率和平均MFC反应器容积单位的功率之间,存在着明显的差异。表2提供了目前为止报道过的与MFCs相关的最重要的的结果。大部分的研究结果都以电极表面的mA/m以及mW/m2两种形式表示功率输出的值,是根据传统的催化燃料电池的描述格式衍生而来的。其中后一种格式对于描述化学燃料电池而言可能已经是充分的,但是MFCs与化学燃料电池具有本质上的差异,因为它所使用的催化剂(细菌)具有特殊的条件要求,并且占据了反应器定的体积,因此减少了其中的自由空间和孔隙的大小。每一个研究都参照了以下参数的特定的组合:包括反应器容积、质子交换膜、电解液、有机负荷速率以及阳极表面。但仅从这一点出发要对这些数据作出横向比较很困难。从技术的角度来看,以阳极仓内容积(液体)所产生的瓦特/立方米(Watts/m3)为单位的形式,作为反应器的性能比较的一个基准还是有帮助的。这一单位使我们能够横向比较所有测试过的反应器,而且不仅仅局限于已有的研究,还可以拓展到其它已知的生物转化技术。

此外,在反应器的库仑效率和能量效率之间也存在着显著的差异。库仑效率是基于底物实际传递的电子的总量与理论上底物应该传递的电子的总量之间的比值来计算。能量效率也是电子传递的能量的提示,并结合考虑了电压和电流。如表2中所见,MFC中的电流和功率之间的关系并非总是明确的。需要强调的是在特定电势的条件下电子的传递速率,以及操作参数,譬如电阻的调整。如果综合考虑这些参数的问题的话,必须要确定是最大库仑效率(如对于废水处理)还是最大能量效率(如对于小型电池)才是最终目标。目前观测到的电极表面功率输出从mW/m2~w/m2都有分布。

优化

生物优化提示我们应该选择合适的细菌组合,以及促使细菌适应反应器内优化过的环境条件。虽然对细菌种子的选择将很大程度上决定细菌增殖的速率,但是它并不决定这一过程产生的最终结构。使用混合的厌氧-好氧型淤泥接种,并以葡萄糖作为营养源,可以观察到经过三个月的微生物适应和选择之后,细菌在将底物转换为电流的速率上有7倍的增长。如果提供更大的阳极表面供细菌生长的话,增长会更快。

批处理系统使能够制造可溶性的氧化型中间体的微生物的积累成为了可能。持续的系统性选择能形成生物被膜的种类,它们或者能够直接的生长在电极上,或者能够通过生物被膜的基质使用可移动的穿梭分子来传递电子。

通过向批次处理的阳极中加入可溶性的氧化中间体也能达到技术上的优化:MFCs中加入氧化型代谢中间体能够持续的改善电子传递。对这些代谢中间体的选择到目前为止还仅仅是出于经验性的,而且通常只有低的中间体电势,在数值约为300mV或者还原性更高的时候,才认为是值得考虑的。应该选择那些具有足够高的电势的氧化中间体,才能够使细菌对于电极而言具有足够高的流通速率,同时还需参考是以高库仑效率还是以高能量效率为主要目标。

一些研究工作者们已经开发了改进型的阳极材料,是通过将化学催化剂渗透进原始材料制成的。Park和Zeikus使用锰修饰过的高岭土电极,产生了高达788mW/m2的输出功率。而增加阳极的特殊表面将导致产生更低的电流密度(因此反过来降低了活化超极化)和更多的生物薄膜表面。然而,这种方法存在一个明显的局限,微小的孔洞很容易被被细菌迅速堵塞。被切断食物供应的细菌会死亡,因此在它溶解前反而降低了电极的活化表面。总之,降低活化超极化和内源性电阻值将是影响功率输出的最主要因素。

IVIFC:支柱性核心技术

污物驱动的应用在于能够显著的移除废弃的底物。目前,使用传统的好氧处理时,氧化每千克碳水化合物就需要消耗1 kWh的能量。例如,生活污水的处理每立方米需要消耗0.5 kWh的能量,折算后在这一项上每人每年需要消耗的能源约为30 kWh。为了解决这一问题,需要开发一些技术,特别是针对高强度的废水。在这一领域中常用的是Upflow Anaerobic Sludge Blanket反应器,它产生沼气,特别是在处理浓缩的工业废水时。UASB反应器通常以每立方米反应器每天10~20 kg化学需氧量的负荷速率处理高度可降解性的废水,并且具有(带有一个燃烧引擎作为转换器)35%的总电力效率,意味着反应器功率输出为0.5~1 kW/m3。它的效率主要决定于燃烧沼气时损失的能量。未来如果发展了比现有的能更有效的氧化沼气的化学染料电池的话,很可能能够获得更高的效率。

能够转化具有积极市场价值的某种定性底物的电池,譬如葡萄糖,将以具有高能量效率作为首要目标。虽然MFCs的功率密度与诸如甲醇驱动的FCs相比是相当低的,但是对于这项技术而言,以底物安全性为代表的多功能性是它的一个重要优势。

微生物生物技术范文3

关键词:微生物学 教学内容 教学方法 实验教学 改革实践

中图分类号:G43 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)12(a)-0-02

微生物学是一门实践性很强的生物技术专业必修的专业基础课。它是引领学生进入微生物世界的入门课程,且这门课程学习的根本目的是:学习者不仅要学习掌握微生物的基本理论、基础的实验操作技术,更需要学习者对知识的驾驭应用,即利用相关知识与技能兴利除害、让微生物更好造福人类及推动社会的进步[1]。基于此,需要教师的“教”与学生的“学”能够更好的结合起来[2]。纵观已经发表的教改论文,教学工作者提出了许多良好的经验与方法,这些可以成为年轻教师教学中的重要参考,笔者也是其中的受益者[3-5]。基于前人的基础,在过去几年的微生物教学中,本人也积累了一些想法并已付诸实施,主要从教学内容、教学方法、实验教学等方面进行了一些改革实践,取得了良好的教学效果,现简述如下,愿与同行共斟酌。

1 正确把握教学内容,教学做到详略有度

在本校压缩理论课时、多给学生实践机会的总体指导方针下,目前生物技术专业开设的《微生物学》课程的学时在逐年递减,已经降到了44个学时。如何有效利用有限的课时,既能完成重点知识的介绍、又能尽量拓宽学生对这门学科知识的了解与把握成为问题的关键点。在了解本校生物技术学生课程计划的基础上,这个问题就迎刃而解了。

这门课程是大二的第二个学期开设的,而本专业的学生在大三时还将选修或必修《遗传学》、《免疫学》、《微生物遗传与育种》等课程,这些课程与《微生物学》中的“微生物的遗传变异与育种”、“传染与免疫”等章节高度重复,且前者的内容介绍更加深入具体,因而这些章节可作为次要内容介绍。而微生物的形态结构、营养、新陈代谢、生长繁殖、生态分类等基础知识将作为重点讲授内容。故教学中应根据教学大纲要求,结合总体课程安排,做到详略有度,可以有效利用课时,提高课堂教学效果。

2 采取合理教学方式,达到教学效果最优化

在过去的教学过程中,许多教师会采用满堂灌、注入式等传统教学方法,这些方式往往会制约学生的学习兴趣,教学效果自然不尽人意。为此,笔者在几年的教学过程中逐渐积累了如下措施,取得了一定的教学效果。

(1)开阔学生视野,激发学生浓厚的学习兴趣

兴趣乃是最好的老师,是学生学习的内在动力,而兴趣的培养与眼界的开阔程度密不可分。作为微生物学课堂,教师不能局限于呆板的书本知识的传授,而应重视知识与现实科学发展的联系,并以此开阔学生的眼界。如:在介绍传染与免疫章节时,介绍了人类的传染病主要是由病原微生物导致的,同时还包括少数的病原寄生虫,例如疟疾就是由疟原虫引起的。介绍到这,许多老师就没有下文了,但如果此时接着介绍疟疾曾经是二次大战战士死亡的主要因素、现在每年仍然可以导致全球上百万人死亡,而战胜它的武器竟然是普通植物青蒿的提取物―青蒿素,并联系上2011年美国拉斯克奖(被誉为诺贝奖的风向标)获得者屠呦呦,这也是迄今中国生物医学界最高奖项的获得者,她获奖仅仅是由于在提取青蒿素时对提取工艺进行了简单的改进,采用了低温的乙醚提取法,就获得了具有高活性的青蒿素,教学就变得有趣味有深度了。这样的联系,不仅让学生了解到了科学界发生的重大事件、重要的人物、拉斯克奖、诺贝尔奖等知识,更主要是激发了学生浓厚的学习兴趣,许多学生在惊诧于科学研究成果具有神奇力量的同时,还会主动了解学习这些内容,有些学生甚至将青蒿素的提取工艺都进行了详细的了解。审时度势,可以继续引导学生查阅“Nature”“Science”“Cell”等国际顶级杂志来及时了解人类社会的最新科技成果,了解我国家的最高科学技术奖等,由此来开阔学生的眼界,拓宽其知识面,从而培养学生爱科学、探索科学的浓厚兴趣。

因而在课堂中重视培养学生的学习兴趣,唤起学生的求知欲望,使之爱听、愿学、勤问,敢于知难而进,就会增加学生课后查找、阅读参考资料的主动性,这对学生后续内容的学习也是一种鞭策和激励,从而提高了教学质量。

(2)转变学生身份,使其由教学受体变成教学主体

纵观各大高等院校《微生物学》课程教学方式,多采用以教师作为主体,教学方式主要为多媒体教学,辅以胶片投影、粉笔板书等方式,尽管这些方式具有直观、形象、生动、立体感强、信息量大等特点,也取得了较好的效果,但如果课堂全程以这样方式进行,学生往往会产生怠倦感,也有可能渐渐失去学习的兴趣,这主要是忽略了一点,那就是学生才是课堂的主体。为此笔者在多年的教学中在这方面进行了一定探索实践,建立了一种新的教学模式,即适当转变学生身份,使其由教学受体转变成教学主体。

在有限的课时内,教师应承担理论性强、难度大、基础知识等的讲授,如微生物的形态结构、新陈代谢、生长繁殖、生态分布及分类鉴定等由教师主讲。但有些概念性不强、知识点容易理解并有充分发挥空间的课程内容完全可以交给学生完成,如:霉菌、酵母菌、放线菌的分布及其与人类的关系,培养基的种类、选用与设计培养基的方法,有害微生物对人类的影响及其防治措施,微生物与环境保护,微生物与能源开发利用,微生物与人类健康等可以作为专题的形式来交于学生教授。

采取的教学程序为:开课之初教师提出倡议并公布学生参与讲授的内容将参与学生进行分组(3~4人/组),由各组自行挑选讲授内容各组查阅、整理资料,自行制成PPT并撰写专题论文提交PPT及专题论文给教师审核审核通过后,由每组派1~2名学生进行课堂讲授并接受学生提问学生提问并全班讨论(10~15 min)教师参与讨论并做总结补充。

这种模式笔者已在三届学生中实施,效果颇佳。首先,它吸引了几乎全班同学的积极参与,极大地调动了学生的学习热情。其次,每个组需要独立完成一个专题,这要求全组的成员既需分工又要协作,来完成文献资料的收集、整理、分析,到最后多媒体幻灯片的制作与专题论文撰写等工作,这个过程不仅培养了成员之间的团队合作精神,而且让学生查找、综合归纳、整理资料与撰写论文的能力无形中得到了很大的提高,这为学生在毕业论文设计、撰写等方面都奠定了扎实的基础。最后,每组还将委派1~2名成员走向课堂给同学们作汇报讲解,并要接受大家的提问,这对于学生的自信心、讲解能力、临场应变能力等方面都是综合的考量,也可为学生以后谋职面试、考研复试等职业生涯打下良好的基础。接受了这种教学模式教育的毕业生曾写信告诉我:老师,我非常感谢您曾经给了我那么好的一个锻炼机会,不仅让我体会了教师的职责,同时积累的经验真是让我毕生受用。

这种方式笔者在每年的《微生物学》课程教学中都会利用,对教师来说,也收获颇多。学生收集整理的资料具有比较全面、图片精美等特点,这些又可成为低年级学生的教学资料,非常受益。当然这也需要教师有更多的付出,学生查阅、整理形成的资料需要教师从知识结构是否完整、概念是否准确、查找资料是否前沿等方面严格

把关。

(3)课程考核由单一化转变为多元化

在《微生物学》课程考核中,以前我们往往会步入一个误区,即一张试卷定成绩。这种考核方式势必造成学生平时不上课,课下抄笔记,期末搞突击,高分低能等不良的后果,根本达不到检查教与学效果好坏的目的。因而建立一套较完善的以学生素质发展为最高目标、科学的考核体系势在必行,笔者将课程考核方式由单一的形式转变成多元化,实践后取得了一定的效果。

课程考核将理论课与实践可分开,理论课的考核内容包括考勤10%、课堂表现20%、专题报告20%,期末笔试50%。其中课堂表现主要包括回答问题、课堂讨论等内容,笔者很注重这方面,不论课程时间多么紧张,每堂课前利用10 min进行复习提问环节必不可少。这是承前启后的过程,不仅可以督促学生课后花一定的时间对重点知识进行复习,也是对前一堂课程知识的回顾与巩固,由此引入新的知识会有很好的连贯性,学生更容易进入状态。课堂上,笔者也非常鼓励大家畅所欲言,随时可以提出问题并发表自己的见解,这为学生的胆识、口头表达等能力的培养提供了很好的机会。多元化考核方式的实施,最后的综合成绩就能比较客观反映出《微生物学》课程教与学的效果了,高分意味着学生到课率高、积极参与课堂、专心专题报告制作、期末复习认真;低分则属于那些平时没有付出、期末复习不力者;中等成绩则表示学生的平时表现一般、期末考试成绩一般。

实验成绩考核则是以培养学生的观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力等综合能力为目的,故也应当实行多元化的考核,考核成绩包括出勤10%、综合设计40%、课堂操作20%、实验报告30%。改革后,学生变得善于思考、勤于动手了,许多学生还在此基础上找老师设计申请学校与学院的大学生创新课题。真正做到了知识与实践操作的灵活应用、融会

贯通。

3 重视实验教学,培养学生综合实践能力

微生物学实践教学是微生物学教学的重要组成部分,对于验证课堂教学内容、加深对微生物学基础知识与理论的理解和掌握、获得微生物学的研究方法及实验基本技能等方面起着非常重要的作用,因而一定要加以重视[6]。同时微生物实践教学应该以培养学生的观察能力、动手能力、分析和解决问题的能力、创新能力等综合能力作为目标,真正地让学生学以致用、学有所为。为此要从以下几方面着手:

(1)保证充足的实践学时。目前生物技术专业的微生物实验学时已有原来的24学时增加到3时,保证了在开设基础实验之余,还可以开设其它创新型、综合型的实验。

(2)基础性实验不马虎。微生物实验中的一些经典实验如:革兰氏染色、培养基的配制和灭菌、微生物计数技术、微生物形态观察、微生物的纯种分离技术等可以使学生很好地掌握相关的无菌操作、接种、培养基配制、观察鉴定微生物等技术,从而奠定扎实的操作基础,因而一定要重视。

(3)综合设计性实验必不可少。传统的微生物实践教学多以验证型、演示性和示范性的实验内容为主,强调了教师的主导作用,而忽视了学生的主体作用,甚至一定程度上限制了学生个性的发展,因而在基础性实验之上开设综合性实验必不可少。因为有基础性实验奠定的基础,教师可以布置一些主题,由学生自行完成。如:从环境中分离纯化得到一株某种酶的产生菌株。采取的基本流程为:将学生进行分组布置实验任务学生接受任务,查找资料并自行设计完成实验技术方案提交方案经指导教师批阅通过后执行实验方案,在教师的指导下完成实验操作综合整理实验结果,书写实验报告并提交给指导教师指导教师批阅实验报告,根据实验设计方案、考勤、课堂操作、实验报告等方面进行进行成绩评定。综合性实验的开设有效地激发了学生学习的兴趣和主动性,培养了学生的综合能力,取得了很好的教

学效果。

目前,生物技术的创新正在带动着整个生物技术产业的迅猛发展。而我们的教育对象若干年后将成为我国甚至国际生物技术研究和开发的主力军,他们的培养质量将直接影响到全球生物技术的发展水平[7]。因而,作为教师,我们要树立敬业、创新、乐于奉献的人生目标,并要加强个人知识储备、提高学术研究水平,在此基础上,要认真钻研、提高与改进教学方法,来提高微生物学的教学质量与效果,为培养适应21世纪社会需要的复合型人才贡献自己的光与热。

参考文献

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微生物生物技术范文4

关键词 高职院校;生物技术专业;微生物学;实验教学;改革

中图分类号 Q93-4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2013)09-0322-02

微生物学是高职院校生物技术专业的一门专业基础课,其教学目的是使学生了解微生物的相关知识,掌握微生物实验技能,使其能在相关企业从事产品检验、质量控制及技术管理等工作。传统的实验教学内容多为普通验证性实验,实验之间缺乏系统性及延续性。实验过程以教师为主,学生缺乏主动性和创造性,学生的基本技能得不到系统的训练和提高[1]。因此,笔者结合高职院校微生物学教学特点,总结了高职院校微生物学课程实验教学的改革措施,培养学生的综合能力,适应时展的需求,培养社会需要的高级技能型人才,这也是高等职业教育的出发点。

1 改革现有微生物学课程实验教学方法

1.1 充分利用多媒体教学手段

以前的多媒体手段多用于理论教学,随着各学校硬件及软件设备的不断提高,将多媒体手段用于实验教学,将起到意想不到的效果。借助动画、PPT课件、视频和显微投影等现代教学技术手段,将微观的、描述性的、抽象的内容,变得具体化、形象化。如,将人类肉眼无法直接可见的微生物世界通过图片、动画等形式展示给学生;利用教学视频,使学生能够轻松掌握接种、纯种分离等实验步骤,为后续实验打下基础。运用多媒体教学手段,使教师的实验教学更加形象生动、直观简洁,也激发了学生的学习兴趣和求知欲望,极大地提高了微生物学实验教学的质量和水平[2]。

1.2 学生全程参与实验准备工作

目前高职院校的实验准备工作一般都是由教师来完成的。为了培养学生独立思考和工作的能力,可以让学生全程参与实验仪器与耗材的准备、实验过程及实验结果的分析等。该种做法可以使学生从整体上把握实验思路,掌握实验操作步骤。同时,学生还可以通过实验的准备工作学习到实验试剂的配制方法等,能让其更加充分了解药剂的特性,还能让其在进行正式实验的过程中对实验操作得心应手。因此,应让学生充分参与到实验的各个步骤中去,对其能力的培养有非常重要的作用。但是在实际的实行过程中,会遇到学生对实验准备时间的安排问题。因此,应合理安排学生的课余时间[3]。

2 实行理论和实践课的一体化教学

2.1 更新实验内容,提高实验教学水平

目前,微生物实验教学中存在的一个比较突出的问题就是验证性实验比重太大,而设计性、综合性实验比重太小,这对学生创造性思维的培养非常不利。因此,应适当增加设计性、综合性实验,让学生通过自己掌握的知识,查阅文献,设计实验,有利于提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时还可以提高学生的实验操作能力[4]。此外,还可以利用科研课题的热点将其融入到课堂教学中去,扩大学生的知识面,使其了解最前沿的科研动向。如在学生动手操作之前,用一定的篇幅讲述国内外微生物研究现状及其在工农业生产中的应用,可以增强学生的学习热情。

2.2 有机结合实验课与课程实习

课程实习是通过学校与校外企业合作,让学生去校外企业实训生物技术。由教师带着学生进入企业参观并进行讲解,向企业技术人员请教专业知识,使学生对微生物课程的课本知识得到巩固,加强学生对企业文化的了解[5]。如到酒厂,了解微生物发酵的工艺和设备;到检测中心,了解微生物检验的原理和过程。这样不仅使学生学到更多课堂上学不到的知识,更提高了学生学习的兴趣,学生在做实验时也有更高的积极性。同时也能使学生更快地适应将来在企事业单位的工作。

2.3 实验教学与职业技能鉴定培训相结合

国家从 2000年7月1日起,实行职业资格证书制度,在全社会建立学历证书和职业资格证书并重的人才结构。为进一步贯彻国家职业资格证书制度,实现国家对食品检验人员持证上岗的要求。凡从事技术工种的人员必须经过劳动和社会保障部批准的考核鉴定机构,实施职业技能考核鉴定合格,并取得相应职业资格证书后方能上岗就业[6]。生物技术专业微生物学课程重在培养学生技能,学校应以国际、国家(或行业、企业)制定的食品标准和法规为依据,将培养技能与职业技能鉴定培训相结合,上微生物实验课的同时进行职业技能的培养和工种考证的培训。把学生培养成为专业技术应用型人才,满足企业要求,做到走出校门即能上岗。

3 加强实验教师队伍建设,提高教师自身专业素质

实验教师队伍的教育水平直接影响着实验教学效果[7]。目前部分高校仍“重理论轻实践”,实验技术人员评职称困难,工资待遇也相对较低,造成实验师资队伍学历层次和年龄结构不合理,相关教师的工作积极性也不高,直接影响到教学质量。因此,学校应加强并重视实验教师队伍的建设,以跟上社会发展的脚步。作为微生物专业的实验技术人员,也要不断学习新的专业知识,及时了解和掌握最新的科学技术,探索最佳的实验教学方法和手段,提高自身的科研素质。同时,应充分利用实验室的设备,发挥实验室在教学中的优势,培养出技能强、知识足、动手能力过硬、创新能力好的优质人才[8]。

4 构建新的实验教学考核评价体系

目前,微生物学课程实验教学传统的考核方法是课程结束后,对理论知识进行书面考试,实验课只是结合平时表现与实验报告完成情况给出总评成绩,不再进行综合考核。这势必造成学生重理论、轻实践,不重视实验的不良现象发生,少数学生高分低能,动手能力较差,这违背了高职院校人才培养目标的要求。针对微生物课程实验比例偏多的特点,完善的实验考核制度显得尤为重要,它既是实验教学与质量的反馈,又能直接地反馈实验教学中存在的问题;既能真实地反映出学生的实际水平,又能充分调动学生的学习兴趣。完善的实验教学考核体系应该包括平时成绩考核和期末考核,其中平时成绩考核应该包括到课情况、实验态度、实验原理和基本操作过程的掌握、实验数据处理和结果分析、实验报告完成等几个方面;期末考核可根据不同课程性质,选择采用口试、笔试、动手操作或模拟操作等多种考核形式。通过完善实验考核制度,使学生系统地掌握课程的基本知识内容和实验方法,真正将知识、能力、素质的培养贯彻到实验教学过程的每一个环节[9-12]。

5 参考文献

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微生物生物技术范文5

关键词:固定化; 生物脱氮; 污水处理

引言

污水生物脱氮目前较为普遍采用的是活性污泥法,但其主要存在4个方面的问题[1]:①硝化细菌是自养细菌,生长缓慢;②硝化细菌易受外界环境影响;③硝化和反硝化过程脱氮效率低;④对C/N比较小的废水需另行处理,增加了处理成本。

固定化微生物技术处理含氮污水,既可保持良好的COD去除率,又能得到NH3-N去除率高于普通A/O工艺的较好结果,能较好地解决以上问题。

1 脱氮微生物的固定化方法

固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域,并使其保持活性,反复利用的方法[2]。

1.1 脱氮微生物的固定化方法

固定化脱氮微生物方法一般分交联法、吸附法和包埋法3种。

交联法是靠化学结合的方法使细胞固定化,利用试剂直接与细胞表面反应基团进行反应,形成共价键而达到固定化的目的。

吸附法是微生物细胞通过自然附着力,固定在载体表面和内部形成生物膜。Hosokawa等人用多孔介质吸附固定硝化细菌,同时用絮凝细菌覆盖在固定化细菌之外来提高细菌的吸附固定效力[4]。

包埋法是使微生物细胞包埋在半透明的聚合物或膜内,或使微生物细胞扩散进入多孔性的载体内部,小分子及反应代谢产物可自由出入这些多孔凝胶膜。

1.2 固定化方法的选择

硝化细菌时好养菌,硝化反应要求在曝气有氧的条件下进行。因此需要固定化后的硝化小球既有较高的硝化性能,同时又要有较高的耐曝气强度。

反硝化菌是兼氧菌,反硝化过程不需要曝气,只需搅拌即可。通过聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠、光致交联树脂等多聚体化合物将硝化菌和反硝化菌混合包埋,是目前最常用的氮固定方法。

2 细胞固定化技术在含氮废水处理中的应用研究

利用固定化微生物技术强化生物脱氮过程是近十多年来生物脱氮领域研究的热点之一,国内外学者对硝化细菌和反硝化细菌单独固定及固定化细胞的脱氮特性作了详细的研究 [4]。

2.1 利用载体固定微生物脱氮

2.1.1硝化菌、反硝化菌分层包埋

分层固定是将硝化菌和反硝化菌通过载体分别固定后再分层包埋,类似于传统的先硝化后反硝化的脱氮工艺。Uemoto和Saiki[7]对混合包埋的硝化菌和反硝化菌研究发现,运行一段时间后硝化菌集中于外层,反硝化菌集中于内层,中间过渡层两者共存。

2.1.1硝化菌和反硝化菌混合包埋

混合固定细菌同时硝化反硝化是在好氧的条件下进行的,因此混合固定小球具备良好的耐曝气强度。该方法主要是利用扩散阻力在颗粒内部产生的氧浓度梯度,形成好氧区、缺氧区和厌氧区,形成适合硝化和反硝化两个过程进行的外部条件,从而实现单级生物脱氮。

曹国民等人[8]利用两种常用的固定化载体海藻酸钠和聚乙烯醇(PVA)混合固定硝化菌和反硝化菌,研究了好氧条件下同时硝化和反硝化的可行性及其脱氮特性。结果表明,总无机氮的去除速率达0.1kgN/( m3・d),约为PSB脱氮速率的2.6倍,化菌和反硝化菌混合固定后对温度的敏感性减小,并且在较宽的溶解氧范围内(2~6mg/L)保持稳定的脱氮速率,具有良好的应用前景。

2.2 利用颗粒污泥固定微生物脱氮

由各种微生物所构成的自凝微生物聚体――颗粒污泥,从其形成过程来看也是微生物固定化的一种形式,并具有良好的生物活性和较高的沉降性能,目前正越来越广泛地应用于啤酒、造纸、纺织等废水的处理中。

2.3 碳源循环单级生物脱氮

日本的Uemoto和Saiki[9]将亚硝化菌和反硝化菌与光硬化树脂(PVA-SBQ)混合后注入玻璃模型管中,经紫外光照射,硬化后制成固定化细胞管。然后将其组装成碳源循环单级生物脱氮反应器。

曝气条件下,固定化细胞管外侧硝化菌将NH3-N氧化成NO2--N;内侧反硝化菌从管内摄取乙醇作碳源将NO2--N还原成N2。这种方法使生物脱氮过程的硝化速率大大提高(为亚硝化菌单独固定时的3倍),这为生物处理装置的小型化和降低处理成本开辟了新方向。

另有一些学者将硝化菌、反硝化菌和产甲醇菌混合固定成固定化小球,使三种菌按照从外到内的顺序依次分布,使好氧、缺氧和厌氧的环境统一在固定化小球内,产甲醇菌和硝化细菌联合固定的反硝化细菌则可以利用甲醇将NO3--N和NO2--N转化成为N2 [10]。

3 结语

总之,固定化技术可以在增加生物脱氮速度、节省碳源、减少后曝气等方面提供有效的方法,其具有的巨大的市场潜力和良好的应用前景是显而易见的。今后除应加强在处理实际废水并应用于工业规模方面的研究外,还应在以下几个方面进行深入研究。

1 开发质优价廉的固定化介质

2 优化生物培养条件

3 完善微生物固定化激励和反应动力学

4 开发固定化微生物技术与其他水处理技术有机结合的高效水处理技术其他固定化微生物脱氮技术。

参考文献

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微生物生物技术范文6

【关键词】微生物采油技术 微生物 发展

1 微生物采油技术概述

1.1 微生物采油的涵义及分类

微生物采油技术是指将筛选的微生物或微生物代谢产物注入油藏,经微生物的生命活动或代谢产物的某些特性作用于原油,改变原油的某些物化特性,从而提高原油采收率的技术。根据实施过程与方法的不同,分为地上微生物采油技术与地下微生物采油技术。地上微生物采油技术是指在地上经微生物发酵工程研制、生产微生物的某种代谢产物注入油藏而提高原油采收率。即利用优良微生物在地上发酵生产采油制剂的技术。目前,广泛应用的有微生物多糖和微生物表面活性剂。地下微生物采油技术将在地上模拟油藏条件筛选的微生物菌种与营养物注入油藏,微生物在油藏中运移,生长繁殖产生多种代谢产物,作用于原油而提高原油采收率; 或用生长繁殖的菌体细胞及代谢产物封堵贮油岩层大的孔道,调整水驱油剖面;或将营养物注入油藏,激活油藏内的原生微生物生命活动提高原油采收率。由于地上微生物采油技术,存在纯种发酵,产品单一,且成本较高,因此,相比之下地下微生物采油技术更有发展前景。

1.2 微生物采油技术的现状与发展趋势

2009年,“世界石油微生物技术大会”于尼日利亚召开,微生物采油技术进一步引起了世界的关注。早在1926年,微生物采油的想法就已经提出,上世纪中叶美国与苏联成功的进行了微生物采油实验。我国的微生物采油技术起步较晚,大约在上世纪60年代开始了微生物炼油的研究,经过多年的努力,在这一方面的研究取得了较大的成就。直到现在,全国多个油田都开展了微生物炼油技术的应用,取得了明显的效果。对于石油微生物遗传学研究,目前已经建立了细菌以烷烃、奈和水杨酸、甲苯和二甲苯三类典型烃类物质生长的遗传学模型。在高粘采油机理的研究方面,筛选高粘性优良菌种,探讨高粘性采油机理。成为了急需解决的技术难题。各国的研究结果表明,微生物提高采收率技术在成本上很有优势,有着极大发展空间。微生物采油十分环保,比起其他的采油方式对环境的污染很小,不会对环境造成2次污染,不会对人体健康带来威胁,这一种绿色工艺。由此可见,微生物采油技术将会有更好的发展前景,为人类的发展做出一定的贡献。

2 微生物采油技术机理

2.1 微生物改变原油结构

微生物生长代谢能降解原油的重组分变成轻组分 , 产生的 CO2、 H2、 N2、 CH4等气体增加油层压力 ,细菌对油层直接作用,在贮油岩石表面生长繁殖,占据孔隙空间而驱出孔隙中的原油,降低原油中的某些组分而降低原油粘度,从而使其流动性变好。

2.2 微生物改变驱油环境

微生物生长代谢产生能促使油释放的代谢产物,如低分子量的醇、有机物、生物表面活性剂等,使油水界面张力降低,从而使原油从岩石中释放出来,从而提高采收率;溶剂性产物可溶解原油,生成的CO2、 H2、CH4等小分子产物可起到溶解驱油的作用;微生物可以产生有机酸,增加孔隙度,提高渗透率,增加油层压强等使其更容易开采出来;微生物代谢产生的生物聚合物可控制液体流动,或者形成选择性封堵。

3 微生物采油技术的方法及优缺点

3.1 微生物采油技术方法

用于微生物采油的微生物必须是厌氧或兼性厌氧型微生物;这内微生物在油层高温、高压、高盐等极端环境下能正常生长繁殖并产生代谢;大多数采油微生物能以烃类作为碳源,并能以贮油层内的无机盐作氮源或作营养元素;采油微生物必须与其注入油层的环境条件相配伍相适应。微生物采油技术根据实施过程与方法的不同,分为地上微生物采油技术与地下微生物采油技术。另外也可以分为微生物采油方法分为生物工艺法与微生物地下发酵提高采收率法。采油界普遍认为,地上微生物采油技术实施的是微生物纯种发酵,产品单一,且成本较高。如将筛选的微生物混合菌种或单一菌种,注入贮油岩层,在贮油岩层这个巨大的天然的发酵罐中生长繁殖,产生多种代谢产物,菌体细胞和多种代谢产物联合作用于原油,改变原有的某些物化性能,提高原油采收率。所以地下微生物采油技术是较地上微生物采油技术更先进的高新技术,有着更广阔的开发应用前景。现正推广应用。鉴于地下微生物采油技术解决的技术性问题不同,采用的方法及工程实施不同,近30―35年在世界范围内开展的地下微生物采油现场试验及应用主要分成六大类:微生物清蜡处理法、单井增产微生物处理法、微生物驱油法、微生物压裂液压裂法、激活油藏微生物群落发和微生物选择性封堵法。

3.2 微生物采油技术的优缺点

3.2.1微生物采油技术的优点

微生物采油技术的优点:首先它对环境的污染较小,不会伤害人类的身体健康。其次这项技术与其他技术相比,成本更低,更加经济。再者微生物采油工艺工程十分简单,所需设备与其他技术相比更是简单的多。微生物采油的方向广,使用与重质油、轻质油等各种类型的原油。最后微生物一起体积优势,能够达到其它技术多不能达到的死角。

3.2.2微生物采油技术的缺点

微生物采油技术的缺点:首先微生物采油技术不能在冬季施工,这将有碍有采油量,给企业带来一定的损失。其次微生物产生的生物聚合物可能产生沉淀,影响采油的正常进行。再者在重金属含量、温度较高及盐度较大的情况下,微生物很容易遭到破坏。最后微生物的施工条件很难恰当的把握。

4 结论

生物技术在国外一直是热门,随着生物技术的发展,微生物采油技术日趋成熟,我国的对生物技术的重视程度及在生物技术上的发展与国外相比还有很大的距离,但本世纪以来,生物技术在我国得到了极大的发展。生物技术极其的有用,而微生物采油更是重中之重,它不仅缓解了国际石油压力,还降低了石油价格,减轻消费者的经济压力。如此重要的一门技术,需要更加广阔的发展空间,其必将为人类带来巨大的财富。

参考文献

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