生物质的优缺点精选(九篇)

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第1篇：生物质的优缺点范文

【关键词】化工废水；处理技术；发展

化工业的迅速发展是推动经济发展的重点之一，它为其他行业的发展打下基础，是判断国家经济发展状况的指标。我国工业场所数量越来越多，然而在化工业的生产过程中会伴随着大量废水的排放，废水中常含着许多具有毒性的污染物质，若是缺乏处理或是处理不当就排放到环境中，对环境中的各类生物的生长会产生不良影响，危害到接触污染物的人类的健康甚至是生命。因此，要根据不同化工产业排放的不同废水污染物的特点，合理应用各类化工废水处理技术，将化工废水中的具有毒性的难以自然降解的物质进行处理，减少因化工废水排放造成的污染，避免产生社会危害。因此，人们都致力于开发出新的化工废水处理技术，处理效果好、成本低的化工废水处理技术的研究越来越多。

1. 现有常用化工废水处理技术

我国化工废水中，常常含有大量的有毒物质，不同的化工产业废水中的有毒物质不同，且一种废水中所含有毒物质有时不只一种，大多都是多环芳烃、有机物质、重金属化合物等不能自然降解的物质；废水中盐分含量一般大于1%，能抑制水中生物对有机物质的降解；废水排放的量及废水中有毒物质的量经常变化。为了将这些有毒物质除去，在废水处理中常常使用以下几种处理技术：

1.1物理法

滤过法、沉淀法、气浮法和吸附法等是常用的物理处理方法，主要是通过物理手段实现固液分离，从而去除废水中的颗粒性物质，操作比较简单，但是这种方法对于废水中的溶解性污染物无法清除，因此多用于预处理以及深处理当中。

1.2化学法

化学氧化法、混凝沉淀法、微电解技术等是常用的化学处理方法，是通过各类化学反应，达到清除废水中的各类杂质、解除或减小废水毒性的目的。化学氧化法是利用氧化反应，如利用氧化剂对废水中的污染物质进行氧化，使废水中的污染物质变成较易于降解的物质，解除或者减小污染物的毒性，这种方式适用于污染物为还原性强的废水的处理。氧化剂的氧化性强弱对废水处理的效果影响比较大，常用的较好的氧化剂有臭氧和氯气，处理废水污染物的能力较强，但是成本花费高。混凝沉淀法是利用化学投放具有凝聚作用的化学物质，对废水中的细小颗粒及胶体沉淀去除，同时对废水的颜色、微生物和较大分子有机物进行清除，然而这种方式对废水的pH值、温度、水量等要求较高，多用于预处理和深处理。微电解技术是利用原电池原理，对废水中的污染物质进行电化学作用，使污染物性质发生改变。电解过程中，同时会产生具有消毒作用的・OH和活性率，可进一步清除废水中的细菌。微电解技术多用于生物难降解的废水，而且利用了工业生产中的固体废弃物，实现了废物利用，但是微电解技术的研究还稍显不足，还只能对特殊类别的工业废水进行处理，还没形成一套完整的技术和理论。

1.3生物法

常用生物法有投放优势菌法、共代谢法、活性污泥法和生物膜法，是通过微生物的新陈代谢作用，对废水中的有机物进行生物转化，使有机物变性、失去毒性，从而达到去除污染物的目的。投放优势菌法是选用降解能力较高的菌株，将其投放到废水处理系统中，让其对废水中的污染物进行降解。共代谢法是利用微生物的协同代谢，使不能直接被微生物降解的污染物与微生物降解产物形成共基质条件，将不能直接被降解的物质降解，促进废水的处理效率。活性污泥法是利用微生物絮体形成的活性污泥，将废水中的污染物进行吸附和降解。生物膜法是利用生物膜，将废水中的污染物进行吸附和氧化，从而将废水进行处理。生物法的成本比较低，操作也比较简单。但是岁废水的pH值、温度、水量的要求较高，且单独使用生物法的技术处理难度较大，一般会将其与物理化学方法结合使用。

1.4综合技术

综合技术是多种技术的结合使用。生物法常常需要与其他方法结合使用，以提高化工废水处理的效果，这里主要探讨物理法和化学法的综合使用。萃取法、离子交换法和膜分离法等是常用的综合技术。萃取法是利用污染物在水中和萃取剂中的溶解度不同，使其从废水中分离，从而从废水中去除污染物。离子交换法利用水中的离子和离子交换剂相互反应，使有害离子物质从水中去除。膜分离法是利用半透膜，对废水中的分子进行过滤，进行反渗透，去除水中的固体物质和胶状物质，这种方法简单方便，但是选择性较强，花费较多，易于发生再次污染。

2.化工废水处理技术的进展

2.1物理法的进展

目前，人们研究用磁种的剩磁，将其与混凝剂一起使用，增强混凝剂吸附作用，提高颗粒性物质的去除效率，接着用磁分离器使污染物中的有机物分解，这种方法在国外已经开始运用。人们还研究利用声波技术，通过控制声波的频率而对有机物实现分离。非平衡等离子体技术是利用等离子体对有机物进行分解，等离子体可通过高压脉冲放电或者辉光放电产生。

2.2化学法进展

在化学氧化法方面，对光化学氧化、电化学氧化、声化学氧化进行研究，在光化学氧化方面进展较大。紫外光催化法是一种光化学氧化法，利用紫外光将废水中的有机物质进行氧化，已有成功运用的实例。湿化氧化是利用高温高压，将废水中有机物进行氧化，可以用于处理高浓度的难降解废水，在国外已有应用。超临界水氧化法是利用水的临界点，将有机物分解为水和二氧化碳，处理能力强大，被视为最值得研究的化工废水处理技术。

2.3生物法的进展

自然界的微生物对废水中的污染物降解能力比较差，利用高效优势菌菌株选育对细菌进行筛选，选出高效优势菌，可以提高细菌的降解效率。而为了提高高效菌的浓度，利用固定化生物技术，将筛选出的高效菌中的降解活性物质进行固定化，保持菌株的高效降解能力。

3.总结

化工废水处理技术近年来得到了更多的运用，也得到了更多的发展。目前国内主要使用物理、化学和生物的方法对化工废水进行处理，但是单一的方法难以实现废水处理目的，常常需要多种技术结合。在今后的研究中，要更加科学地结合各类技术，发展新的技术，提高废水处理效果、减少除了成本，解决难降解物质的处理问题。■

参考文献

[1] 郭鑫.化工废水处理技术与发展研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，（9）：87.

第2篇：生物质的优缺点范文

【关键词】生物制药废水 生物安全性 检测方法 深度处理

1 概述

在制药过程中，主要的污染物都在生产过程产生的废水中，其中包括洗涤废水、冷却废水、废母液等。生物制药行业的废水含有大量具有生物毒性的有机污染物，并且较难降解。其中残留发酵基质、萃取废液、蒸馏残存废液、染菌倒罐废液中含有高浓度的COD、硫酸盐和悬浮物，另外废水中还会有抗生素、反应中间体等具有生物毒性的物质残留，并且菌株发酵时会产生一些具有生物毒性的发酵衍生产物，都会对环境造成巨大危害。

本文从制药行业现状出发，对现今较为普遍的废液处理方法以及生物安全性的监测方法进行了详细的评述和分析，通过对比各种处理方法的优缺点，提出了现存问题的解决方法，并对未来的发展方向做了展望。

2 废物处理现状

追溯至上世纪70年代，我国制药行业对废水的处理方法主要有活性污泥法和厌氧法，经过将近十年发展，废水处理技术突飞猛进，处理方法也层出不穷，到上世纪80年代已有SBR法、生物流化床法、生物接触氧化法和UASB法等方法。这几种方法各有各的优势，可针对不同的废水情况有针对性地选用，其中SBR法COD去除率高，生物流化床法运行稳定、效果明显，生物接触氧化法COD和氨氮的去除率皆较高，UASB法效果稳定，副产物具有一定的经济效益。总体来说，目前生物制药废水处理难度依然较大，处理后的废水依然存在着一定的生物安全隐患，所以在生物制药过程中需要建立生物安全性分析的工艺环节，进而针对分析数据和结果，采用合适的处理方法和工艺，对废水进行有效的深度处理。

3 生物安全性检测方法

3.1生物毒性检测

生物毒性是指生物在某种物质的影响下发生生物体生理活动不良改变，主要包括急性毒性、慢性毒性和可遗传性毒性。其中急性毒性是指废水中有机污染物对生物机体在短时间内产生不良影响，对环境污染防治具有更为直接的指导意义，应用较为普遍。在急性毒性检测中，通常选用鱼类、浮游生物和微生物作为测试样本生物，通过采集和分析污染物对测试样本生物产生损害的数据，进一步评定污染物的生物毒性。虽然以鱼类和浮游生物为测试样本生物，对制药工业废水的生物毒性检测灵敏度和准确度高，但其工作量大，测试周期长。以微生物作为测试样本生物，具有高自动化、误差小、检测速度快等优点，目前应用最为广泛。

3.2抗生素残留检测

微生物的基因会由于抗生素的存在而改变，随食物链传递，人类生命健康也会受其危害，所以对抗生素残留进行检测是十分必要的，目前采用的方法主要有微生物法、酶联免疫法、液相色谱-紫外荧光法和液相色谱-质谱联用法。其中，微生物法和酶联免疫法具有较高的检出限，应用不太广泛。起初，液相色谱-紫外荧光法和液相色谱-质谱联用法的检测步骤繁琐、重复性差、检测限低，所以应用受限。近年来，这两种方法的由于其灵敏度高，具有良好的特异性，并且与萃取技术组成串联工艺使得检出限变低，从而在食物和饮用水的抗生素残留检测中应用较多，但是受检测条件限制较大，一般在不同色谱柱和不同萃取技术下的检测效果皆不相同。

4 深度处理技术

在处理生物制药废水的过程中，常规工艺难以彻底除去其中具有生物毒性的污染物，所以需要研发深度处理技术，以去除废水中的生物安全危害因素，目前的深度处理技术主要包括物化法、氧化法和组合法。

4.1物化法

物化法是指物理法和化学法相结合的方法，其中以混凝沉淀法、吸附法和透析法为主。

混凝沉淀法是在废水中加入混凝剂，悬浮物和胶体凝聚，通过吸附其他的污染物进一步形成更大的沉淀，从而将污染物从废水中出去。常见的沉淀剂有三氯化铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、水合氯化铝等。

吸附法是采用具有吸附作用的吸附材料来吸附废水中的有害物质，从而达到净化目的的一种方法。使用吸附法之前通常先利用常规方法对废水进行处理，这是因为吸附材料在高污染物浓度的废水中容易达到吸附容量饱和，并且吸附材料再生复杂、损耗巨大。最为常见的吸附材料为活性炭。

透析法一般是利用具有选择透过性的透析膜来处理废水，从而将有害物质从废水中隔离出去。这种方法的深度处理效果显著，但是需要选用合适的透析膜材料，并且成本相对较高。透析法还可以实现废水中抗生素的回收，具有一定的经济效益。随着科技发展，透析膜成本降低后，该方法将会成为一种具有发展前景的方法。

4.2氧化法

氧化法处理废水的原理是利用自由基的氧化性将废水中的还原性物质氧化，生成二氧化碳和水，对具有生物毒性的物质进行破坏，从而达到净化废水、消除废水对环境和人类生命健康造成危害的目的。按照产生自由基的方法和原理的不同，通常包括光催化氧化法、电化学氧化法和化学氧化法。

4.3组合法

对于某些高浓度污染物含量的废水，单独使用一种处理方式已经不能满足国家规范标准的要求，采用多种处理方法的组合工艺可以在很大程度上提高污染物的处理效果，提高制药废水排放的生物安全性。一般的组合工艺都采用预处理技术，对高污染物含量的废水进行预处理，除去大部分污染物，然后再利用深度处理技术，对难以去除的部分物质进行深度处理。

5 结语

本文简单介绍了现今生物制药行业的废液处理现状，并从生物毒性检测和抗生素残留检测两方面评析了生物安全性检测方法。另外本文也从物化法、氧化法和组合法三个方面介绍了目前较为常用的废水深度处理技术，通过比较和分析，组合法是未来废水处理发展的方向。

参考文献：

[1]殷智.抗生素废水处理工艺中生物安全隐患[大连交通大学工学硕士论文].大连：大连交通大学，2007.

第3篇：生物质的优缺点范文

【摘要】综述了丹参有效成分的各种提取分离技术，其中包括超临界流体萃取技术、微波辅助萃取法、加压液体萃取法、高速逆流色谱法和真空液相层析法等，并分别对其优缺点进行分析，为丹参药理学活性物质基础的研究提供参考。

【关键词】丹参 提取 分离 技术

丹参为唇形科植物丹参Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根茎，始载于《神农本草经》，被列为上品，历代本草均有收载。其味苦、性微寒，归心、肝二经。具祛瘀止痛、活血通经、清心除烦之功效，是一种临床应用广泛的中药。 随着人类疾病谱的变化，丹参作为能够预防和治疗人类面临的几大危险疾病的植物药之一，它的应用将会更加广泛。

1、丹参有效成分的提取分离

丹参有效成分包括脂溶性成分和水溶性成分，因此提取分离工艺分为脂溶性成分二萜醌类的提取分离和水溶性成分酚酸类的提取分离。近年来，对于丹参有效成分提取分离方面的研究较多，主要涉及到：总有效成分的提取分离、二萜醌类的提取分离和酚酸类的提取分离。笔者分析了各种提取分离法的优缺点，为丹参有效成分的提取分离及丹参药理学活性物质基础的研究提供参考。

1.1总有效成分的提取分离丹参的有效成分复杂，总有效成分的提取率较低。主要的提取方法有醇提法、超声法、CO2超临界萃取法(SFE)。梯度渗漉法具有浓度梯度大，浸出效果好，溶剂用量少，适合于有效成分含量低的中药材提取等优点。 这是由于传统方法多数都有加热过程或产热过程，而超临界萃取法受热小，并且同时具有液体溶剂的溶解能力和气体的传递特性，萃取后溶质和溶剂易于分离等优点，特别适合于热敏性、易氧化物质的分离或提纯。而丹参酮ⅡA对光不稳定，丹酚酸B受热易分解，这就是传统提取方法的提取率较超临界萃取法提取率低的原因。

1.2二萜醌类成分的提取分离二萜醌类，又称丹参酮，主要包括丹参酮ⅡA、异丹参酮、隐丹参酮和二氢丹参酮等。丹参酮在临床上的应用较早，对其提取分离的研究也较为深入。其提取方法主要有醇提法，超声提取法，CO2超临界流体萃取法，微波辅助萃取法(MAE)，加压液体萃取法(PLE);分离的方法有高速逆流色谱法(HSCCC)，柱层析和真空液相层析法(VLC)。

赵小亮等归纳了丹参有效成分丹参酮的各种传统提取方法，比较了传统提取方法与CO2超临界流体萃取法(SFE)各自的优缺点，得出SFE法提取率较高，可用于丹参酮的提取。MAE法是利用微波能所产生的破壁效应，使植物细胞内的活性成分较完全的释放出来，然后利用固相萃取法，也称液―固萃取法，将保留在吸附剂上的样品根据选择性吸附与选择性洗脱的过程差异，先用适当溶剂系统洗去杂质，然后再在一定条件下选用不同极性的溶剂，将目标成分洗脱下来，达到分离净化和富集的目的。 为下一步的含量测定奠定了实验基础。

高速逆流色谱法(HSCCC)利用两相溶剂体系在高速旋转的螺旋管内建立起一种特殊的单向性流体动力学平衡，是一种连续高效的液―液分配色谱分离技术，它的突出优点是适用范围广、操作灵活、高效、快速、制备量大、费用低等。Tian等利用多维逆流色谱法的高分离效率，对丹参中4种丹参酮(丹参酮IIA、丹参酮I、隐丹参酮、二氢丹参酮I)进行了分离，每种成分的纯度都超过95%。

王庆伟等根据柱层析和真空液相层析法(VLC)从丹参中分离丹参酮，得到了丹参脂溶性主要有效成分丹参酮I、丹参酮ⅡA及隐丹参酮。VLC法是国外有机化学实验室较为流行的一种分离方法，其原理相当于薄层层析的多次展开，但该方法与薄层层析法相比具有操作简便、分离速度快、化合物纯度高、节约试剂和处理量较大等优点，值得推广使用。

在4种丹参酮中，以丹参酮IIA临床应用较多，因此，对其提取分离的研究也颇多。除了上述研究丹参酮的方法外，亚临界水提取法被用来提取丹参中的丹参酮IIA。亚临界水提取法利用升高温度和压力，水的极性(介电常数)降低(ε

1.3酚酸类成分的提取分离由于水溶性成分在水中有较大的溶解度，因此，对于丹参水溶性成分的提取主要以水提取为主，最近，有关微波应用于丹参水溶性有效成分的提取也有报道。主要的分离方法有大孔树脂吸附法，HSCCC法。

在丹参水溶性成分中，研究丹酚酸B的报道较多。倪力军等开发丹参中提取高纯度丹酚酸B的新工艺，采用水提―壳聚糖絮凝―过滤―浓缩―醇沉―萃取工艺，本工艺便于工业化实施。孙金兰等系统综述了丹参中丹酚酸B的提取、纯化方法，并对超临界流体萃取、超声提取法与传统提取技术进行比较和论述，结果是超临界法萃取法的提取成分最多，其萃取效率也高于回流提取法和超声提取法的萃取效率。

刘敏彦等采用高效液相色谱法比较了煎煮、超声、索氏提取3种不同提取方法中丹酚酸B、丹参素、原儿茶醛的含量，结果超声提取丹酚酸B含量最高,索氏提取丹参素、原儿茶醛含量最高。

关丹等在研究水提法提取丹参中水溶性成分的基础上，进行了生物酶法提取丹参水溶性成分的研究。生物酶法是选用适当的酶，通过反应较温和地将植物组织分解，加速有效成分的释放，并可将杂质如蛋白质、果胶、淀粉等分解，再选用合适的提取剂提取。结果表明生物酶法对丹参素的提取率比水提法提取率有极大提高。

由于HSCCC法具有简便、快速等优点，故应用HSCCC法分离丹参中丹酚酸B的报道较多， 陈月娥等应用高速逆流色谱分离丹酚酸B，可以从1g丹参粗提物中分离得到了35 mg丹酚酸B。Wang等用pH区带逆流色谱，可以得到94.1%的丹酚酸B。Li等用HSCCC法从粗提取液中分离得到98%的丹酚酸B，使纯度大大提高。

2、结语

第4篇：生物质的优缺点范文

[关键词]活性污泥法 模型 ASM

[中图分类号] V211.78 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-153-1

活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。

1微生物模型

1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：

Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。

2传统静态模型

传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。

2.1Eckenfelder模型

该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。

2.2McKinney模型

该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。并首次提出活性物质的概念，认为在活性污泥中只有部分具有活性的微生物才对基质降解起作用。虽然当时还无法直接测定活性物质，但这一概念的提出，为活性污泥模型的研究开拓了新的思路。

2.3Lawrence-McCarty模型

该模型最先将Monod方程引入废水生物处理领域，并且强调了细胞平均停留时间（泥龄）的重要性，由于细胞平均停留时间可以通过控制污泥的排放量进行调节，因此增强了其在实际应用中的可操作性，对实际的应用有指导价值。

上述的模型都对实际的生化反应系统作了很大简化，其区别主要在有机物降解速率的表达方程式和活性污泥组分划分的差别。但是，由于这些模型只考虑了污水中含碳有机物的去除，而不能很好地预测在实际操作过程中存在的有机物浓度增加时，微生物增长速率变化的滞后效应以及不能预测有机物浓度降低时活性污泥过程的瞬变响应等现象，因此这些静态活性污泥模型虽然参数求解和计算过程相对简单，但无法精确地模拟废水处理中氧利用和微生物代谢的动态变化，不能很好地描述活性污泥系统的动态特性。

3活性污泥法动态模型

污泥法动态模型主要有3种：机理模型、时间序列模型和语言模型。主要的机理模型有以下几种：

3.1Andrews模型

该模型提出了贮存-代谢机理，将系统中的微生物划分为活性生物体、储存物质和惰性代谢产物三个部分。该机理认为在活性污泥过程中，非溶解性有机物和部分溶解性有机物首先被生物絮体快速吸附，以胞内贮存物XSTO的形式被贮存，然后再被微生物利用。这一机理的引入，合理解释了有机物的“快速去除”现象，很好的预测了实际中观察到的底物浓度增加时微生物增长速度变化的滞后现象和耗氧速率的动态变化。

3.2WRc模型

该模型引入了存活-非存活细胞代谢机理，认为存活力并不是生物活性的先决条件，生物活性可因细胞破裂，酶的溢出而得到增强，相当大程度的生物活性是由这些非存活细胞提供的[3]。非存活细胞的代谢作用使有机物的降解可以在不伴随微生物量增加的情况下发生，以此解释在采用Monod方程描述废水生物处理过程导致细胞浓度预测值偏高的原因。

3.3IWA模型

（1）ASM1模型着重于废水生物处理的基本原理、过程及其动态模拟，首次把氮的去除纳入模型，采用“死亡-再溶解”机理，体现了对代谢残余物的再利用。它不仅描述了碳素的氧化过程，还包括含氮物质的硝化与反硝化，但它的缺陷是未包含磷的去除。（2）ASM2模型引入了聚磷微生物，将生物和化学除磷过程纳入模型中。但由于至今对生物除磷的机理还未完全明了，模型中的应用还存在一些限制，发酵及厌氧水解过程对PAO超量摄磷的影响还需做进一步研究等。（3）ASM3模型包括除磷过程，采纳了有机物的贮存-代谢机理，细胞衰减方面沿用内源呼吸理论。假定XSTO是异养菌生长的唯一基质，使模型大大简化；将水解过程加以简化，从而减弱了水解作用对耗氧速率和反硝化速率的控制作用；综合考虑了环境条件对生物衰减过程的影响，将衰减过程细化，使其更适应环境条件；考虑到生物体自身氧化的同时伴随着其胞内贮存物的氧化，并认为其氧化速率大于微生物自身氧化速率。

4结语

尽管ASM系列还有使用限制及不足，但它们是活性污泥法数学模型发展的一个突破，为活性污泥法数学模型的发展和完善提供了一个科学平台。ASM系列还不能说是很成熟的模型，尤其是ASM3还没有经过大量试验数据的检验，只有对活性污泥工艺的生化过程进行更深入的研究，并且在多个学科的共同努力下才可能产生更加令人满意的数学模型。

参考文献

[1]顾夏声.废水生物处理数学模式（第二版）[M].北京：清华大学出版社，1993.

第5篇：生物质的优缺点范文

1）顶空分析方法（HS）

顶空分析是密闭容器中的样品在一定温度下，挥发性成分从食品基质中释放到顶空，平衡后，再将一定量的顶空气体进行色谱分析。顶空分析可以专一性的收集样品中易挥发的成分，避免了冗长烦琐的样品前处理过程及溶剂对分析过程带来的干扰，因此在气味分析方面有独特的意义和价值。顶空分析方法分二类：静态顶空采样（StaticHeadSpace，SHS）和动态顶空又称吹扫捕集技术（Dynamicheadspacesampling,DHS,orpurgeandtrap）。静态顶空采样（SHS）是直接取顶空物进样，受容器温度和平衡时间等因素的影响。SHS的样品制备简便，不用试剂，采集组分无干扰，但由于不同的香气组分挥发性不同，其存在于容器顶空中的含量会不同，这种方法有时必须进行大体积的气体进样，会影响色谱的分离效果，因此仅适于高度挥发性或高含量组分的检测。动态顶空（DHS）是指用一种惰性气体（如高纯氮气）流从热的恒温样品中将顶空挥发性被分析物连续地“吹扫”出来，再将挥发性组分加以富集，最后将抽提物进行脱附分析。这种分析方法不仅适用于复杂基质中挥发性较高的组分，对浓度较低的组分也同样有效，具有取样量少、受基体干扰小、容易实现在线检测等优点，但是此系统提取步骤繁琐、效率低下、费用也较高。

2）固相萃取（SPE）

固相萃取法适用于液体样品，优点是有机溶剂用量少，易处理，使用方便迅速而且价廉，装置的吸附剂效能高、可选择范围广，给固相萃取法的应用带来极大的方便。但固相萃取法批与批的效率的不同会影响分析的重复性；会发生不可逆的吸附，导致样品组分丢失；有时会发生表面降解反应；吸附剂孔道易堵塞等[3]。固相萃取法已用于农药残留、水质监测、水果中色素分离和酒类、奶粉等的香味物质的检测。

3）固相微萃取（SPME）

SPME与以往分析食品中挥发性化合物的常用方法相比，将萃取、浓缩、解吸、进样等功能集于一体，具有不使用溶剂、操作简单、成本低、检测速度快、灵敏度高、能够尽可能减少被分析的香气物质的损失等优点。因而，一经问世便受到了分析化学工作者的瞩目，成为样品制备方法的热门课题，得到越来越广泛的应用。目前已在环保、医药、食品、香料等领域得到应用，并取得良好的效果[6]。该方法不足是回收率低，不同批号萃取头重复性差和纤维头易损坏等。顶空-固相微萃取（HS-SPME）的联用产生于1993年，其装置由手柄和萃取头组成。HS-SPME分析中萃取头具有一定的预浓缩作用，分析的灵敏度高于静态顶空分析，在分析的精密度方面好于动态顶空分析，所以近些年来该方法比较常用。但此方法也存在不足，如不便于加入内标定量，而且分析结果同吸附头的选择有很大的关系。如果一种分析物主要存在于液相中，在一定的时间内，浸入液体方式取样的SPME比HS-SPME更为灵敏；反之，则HS-SPME更为灵敏。刘静等[7]应用HS-SPME-GC-MS联用法对孟买蓝宝石金酒的香气成分进行了分析，优化了萃取条件，建立了快速测定孟买蓝宝石金酒中香气物质的方法。胡国栋等[8]对固相微萃取技术及其在食品挥发性物质分析中的应用做了详细介绍。

4）蒸馏法

①水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法属于传统的提取方法，该方法只适用于具有挥发性的，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，与水不发生反应，且难溶或不溶于水的成分的提取。水蒸气蒸馏法提取进程时间长、温度高、体系开放，其进程易造成热不稳固及易氧化成分的损坏及挥发丧失，对部分组分有损坏现象[9]。基于水蒸气蒸馏法存在的问题，研究者开始致力于改良蒸馏装置，如微波辅助水蒸气蒸馏、减压水蒸气蒸馏、超声波辅助萃取等。②同时蒸馏萃取法（SDE）同时蒸馏萃取法（SimultaneousDistillationandSolventExtraction，SDE）是由Likens和Nickerson在1964年发展起来的，是一种集蒸馏与萃取于一体，收集挥发性、半挥发性成分的有效方法[10]。但该方法操作繁琐、费时，溶剂和样品消耗量大，制备时间长，因此效率低下，而且长时间高温沸腾会引起热降解，产生一些降解物。Workhof等人采用同时蒸馏和萃取技术对奶酪的香成分进行了研究，发现SDE方法因加热使得香成分发生了明显的变化。綦艳梅等[11]采用同时蒸馏萃取（SDE），结合GC-MS分离鉴定北京传统肉食品—月盛斋酱牛肉的挥发性风味成分。结果共鉴定出82种风味化合物，其中醛类、醚类、含氮含硫以及杂环化合物是月盛斋酱牛肉的重要挥发性成分。

5）溶剂辅助风味蒸发（SAFE）

溶剂辅助风味蒸发是一种从复杂食品基质中温和、全面地提取挥发性物质的方法，是德国W.Engel等在1999年发明的。SAFE系统是蒸馏装置和高真空泵的紧凑结合，样品中的热敏性挥发性成分损失少，萃取物具有样品原有的自然风味，特别适合于复杂的天然食品中挥发性化合物的分离分析[12]。该方法在国内的应用还很少，研究报道尚不多见，国外研究显示，SAFE法对挥发性较低和极性较高的香气组分，如4-羟基-2，5-二甲基-3(2H)呋喃酮、4-羟-5-甲-3(2H)呋喃酮和5-乙-4-羟基-2-甲基-3-(2H)呋哺酮的萃取更为有效。M.Preininger等[13]研究了用SAFE法对微磨法乳粉(micro-milledmilkpowder)中香气成分的提取。杨梦云等[14]以乙醚为溶剂，采用溶剂萃取/溶剂辅助风味蒸发法(SE/SAFE)提取新鲜野韭菜花精油，采用GC-MS法定性分析精油中的挥发性成分。结果共鉴定出47种挥发性成分，含硫化合物数量多且含量大，是新鲜野韭菜花中的主要挥发性成分。

食品中香气成分的检测方法

随着科学技术不断的发展，精密分析仪器也逐渐增加，这对食品风味的研究提供了更加完善的技术方法。目前检测出的食品挥发性成分已有8000多种，但每种食品中起主要作用的挥发性物质成分含量不同，对香味的贡献大小不一，所以要对挥发性成分进行定性、定量分析。常用的分析方法有：气相色谱（gaschromatography，GC）法、气相色谱-质谱联用（Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS)、气相色谱-吸闻（gaschromatography-olfactrometry，GC-O）技术、高效液相色谱（HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC）、液相色谱-质谱联用（LiquidChromatography-massspectrometry，LC-MS）和电子鼻技术（Electronicnose）等。

1）气相色谱（GC）

色谱分析由色谱分离和检测两部分组成，以气体为流动相的色谱法称为气相色谱法。气相色谱法按固定相的物态分类，分为气-固色谱法（GSC）和气-液色谱法（GLC）两类。气相色谱法的特点是：气体流动相的粘度小，传质速率高，能获得很高的柱效；气体迁移速率高，分析速度就快，一般几分钟可完成一个分析周期；气相色谱具有高灵敏度的检测器，最低检测限达10-7~10-14g检出浓度为μg/Kg，适用于痕量分析；分析样品可以是气体、液体和固体。

2）气-质联用（GC-MS）法

气相色谱主要用于定量分析，难以进行定性分析，而质谱仪则具有灵敏度高、定性能量强的特点，它可以确定化合物的分子量、分子式甚至官能团。但是一般的质谱仪只能对单一的组分才能给出良好的定性，对混合物效果不佳，且进行定量分析也复杂，所以两者联用时就可以发挥各自的特点。气相色谱仪是质谱仪理想的“进样器”，质谱仪是气相色谱仪的“检测器”，联用技术的问世起到一种特殊的作用，满足鉴别能力强、灵敏度高、分析速度快和分析范围广等要求，该方法在有机化学、生物化学、食品化学、医药、化工和环境监测等方面得到广泛的应用。李晓旭等[15]将双曲面三维离子阱质谱技术与低热容气相色谱技术相结合，研制了便携式气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）。采用此便携式GC-MS分别测试环境标准样品EPATO-14和EPA624，结果表明，仪器具有定性能力强、分析速度快、检测灵敏度高、功耗小以及便携性能优等特点，可对空气、水体、固态废弃物中的有毒有害物质进行现场分析和检测。

3）气相色谱-吸闻技术（GC-O）

气相色谱-吸闻技术（GC-O）属于一种感官检测技术，即气味检测法，是在气相色谱柱末端安装分流口，将经GC毛细管柱分离后得到的流出组分分流到化学检测器[如氢火焰离子检测器（FID）或质谱（MS）和鼻子。有几种GC-O嗅闻检测技术可用来鉴别香味化合物并根据它们的香味强度或对总体香气的贡献来对它们进行排序，比如Charm分析、AEDA（aromaextractdilutionanalysis，芳香萃取物稀释分析）、OSME分析、及DF（检测频率）分析等技术[16]。GC-O与GC-MS相比，虽然GC-MS是目前对香味成分监测分析最常用的方法，但由于食品中产生的大量挥发性化合物中，只有一小部分的挥发物具有香味活性，且它们的含量和阈值都很低。对于静态顶空分析而言，其顶空的挥发物浓度一般在10-11至10-4g/L，但只有当挥发物浓度≥10-5g/L时才能被MS检测到，也就是说MS只能检测出含量相对多的挥发性物质。而且，GC-MS是一种间接的测量方法，无法确定单个的香味活性物质对整体风味贡献的大小。而GC-O却能解决上述问题，它将气象色谱的分离能力和人鼻子敏感的嗅觉联系起来，实现从某一食品基质的所有挥发性化合物中区分出关键风味物质。GC/O技术同样存在不足之处，如嗅闻人员的专业水平和自身对香味的敏感度不同、浓度稀释度与香味阈值的关系等，都会很大的影响测试结果。GC-O和GC-MS技术各有优缺点，因此，两者的结合可相互弥补之间的不足，并发挥更大的优势。GC-O/MS（FID）现已较为广泛地应用于食品风味研究，并成为研究热点领域，相关的研究也获得了一定的进展[17]。

4）高效液相色谱（HLPC）

高效液相色谱（HPLC）是20世纪60年代末，在经典液相色谱的基础上，引入了气相色谱的理论和实验方法。根据分离机制的不同，高效液相色谱可分为四大基础类型:分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱、凝胶色谱。HPLC不受试样挥发性的限制，可用于分离分析高沸点、大分子、热稳定性差的有机化合物；可用于各种离子的分离分析；可利用组份分子尺寸大小的差别、离子交换能力的差别以及生物分子间亲和力的差别进行分离；可选择固定相和流动相以达到最佳分离效果，对于性质和结构类似的物质，分离的可能性比气相色谱法更大，还有色谱柱可反复使用、样品不被破坏、易回收等优点[]。但HPLC有“柱外效应”。在从进样到检测器之间，除了柱子以外的任何死空间（进样器、柱接头、连接管和检测池等）中，如果流动相的流型有变化，被分离物质的任何扩散和滞留都会显著地导致色谱峰的加宽，柱效率降低。而且高效液相色谱检测器的灵敏度不及气相色谱[19]。

5）高效液相色谱-质谱联用法（HPLC-MS）

HPLC-MS将HPLC对复杂基体化合物的高分离能力与MS的强大的选择性、灵敏度、相对分子质量及结构测定功能组合起来，提供了可靠、精确的相对分子质量及结构信息，特别是适合亲水性强、挥发性强的有机物，热不稳定化合物及生物大分子的分离分析，为香味化学成分的快速分析提供了一个重要的新技术。但是，高效液相色谱的固定相的分离效率、检测器的检测范围以及灵敏度等方面，与目前已成熟的GC-MS联用技术相比，HPLC-MS还处于发展阶段，对于气体和易挥发物质的分析方面远不如气相色谱法，因此，它在香味检测中的应用还不是很广泛，但HPLC-MS所具备的一系列优点，决定了它的应用前景将会更广泛。

第6篇：生物质的优缺点范文

【关键词】印染污水，有机污染，污水处理，水质

1 印染污水处理技术现状

印染行业所排放的废水占工业废水的比重很大，据不完全统计，在我国，印染废水日排放量约为3×106～4×106m3，而全国所有印染厂年排放废水量约6.5×108t，占据整个纺织工业废水排放量的80%。印染废水因具备产生量大、污染物组分复杂且含量高、色度深、生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）均高等诸多特点，成为国内外工业废水处理的难题，因而其处理技术得到了国内外水处理工作者的深入研究。当前，印染废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物化学法和物理化学法。

1.1 物理法处理印染污水技术

应用最多物理处理法是吸附法。吸附法是将粘土、活性炭等多孔物质的粉末或颗粒与废水进行混合，或让废水通过由其颗粒状物质组成的过滤床，从而实现去除的目的。当前，国外主要采用活性炭吸附法。该法可以有效去除水溶液中的有机污染物，但无法去除水中的疏水性染料和胶体，而且它只对阳离子染料、活性染料、酸性染料、直接染料等水溶性染料有不错的吸附能力。吸附处理可选择的吸附剂有很多种，工程应用中需根据废水水质来选择吸附剂。实验表明，在pH值为12的印染废水中，用硅聚物作吸附剂，阴离子染料的去除率可达95% 甚至100%。高岭土也是常见的吸附剂，研究表明，经长链有机阳离子处理的高岭土可以有效吸附废水中的黄色染料。国内也应用煤渣和活性硅藻土处理印染废水，优点是费用低，效果好，缺点是泥渣产生量大，难以进一步处理。

1.2 化学法处理印染污水技术

一种研究比较成熟的化学法治理印染污水技术是化学氧化法，这种方法的基本原理是选取适当的氧化剂断开染料分子中存在的不饱和基团，使之形成更小的无机物和有机物，从而消除染料所具备的发色能力。Fenton（Fe2+，H2O2）试剂、臭氧、次氯酸钠等是人们常见的氧化剂，在PH值为4的环境中，Fenton试剂可以依靠催化H2O2生成・OH，而使染料被氧化失色。近几年，紫外光[UV]、草酸盐等的应用，进一步增强了Fenton 法的氧化能力。此外，为了强化处理印染废水，朱洪涛教授发明了均相 Fenton 氧化-混凝法。对于酸性玫瑰红印染废水，顾晓扬教授提出了一种具有反应速度快、反应完全、无二次污染等优点的处理方法，即O3-Fenton 试剂化学氧化法，该氧化法可以有效增大难生化降解的染料废水的 BOD5/COD值，从而提高废水的可生化性。1.3 生物法处理印染污水技术

微生物酶可以对染料分子进行氧化或还原，从而破坏染料分子的发色基团和不饱和键，利用该原理对印染污水进行处理的方法称为生物法处理技术。按微生物的类型，生物处理法又可分为好氧法和厌氧法。

生物膜法和活性污泥法都属于好养法，生物膜法的基本原理是，使废水流过表面长满生物膜的支撑物，利用各相间的物质交换以及生物氧化作用来降解废水中的有机污染物。活性污泥法需要向废水之中加入空气进程曝气，经过一段时间以后，形成由大量微生物群体组成的絮凝体，从而通过沉淀分离将使处理的废水变清澈。除了可以分解大量的有机物，还可同时去除一部分的色度，和调整pH值。这是一种特别适合处理含有机物量高的污水，其治理废水效率高、水质好。寇晓芳等人采用活性污泥和白腐真菌相结合的方法处理染料废水，最终可以得到99%的脱色率，接近94.4%COD去除率。然而，好氧生物处理法具有仅能去除较易降解的有机物、且色度去除率不高的缺点。厌氧-好氧新型处理技术的出现弥补了好氧法的不足。在厌氧微生物的作用下，难降解的有机染料分子及其助剂可进行水解酸化，形成小分子有机物，之后在好氧型微生物的作用下分解成无机小分子。这种治理方法可以获得80%～90%左右的COD去除率，以及90%左右总色度去除率。

2 印染污水处理技术前景

目前印染废水处理的主要发展方向是微生物方法与其他处理技术相结合，许多环境工程师正致力于筛选高效降解菌和构建基因工程菌，主要包括生物强化技术和固定化微生物技术，这也是未来印染污水处理的发展方向。

2.1 生物强化技术

针对特定的污染物，在传统的生物处理工艺中增加具有特定功能的细菌去污，就是所谓的生物强化技术。从上世纪的80年代开始，强化脱色印染污水中经常使用白腐真菌。高达文教授曾经开展了白腐真菌降解实验，他是在限氮和限碳液体培养基中完成的，实验统计结果表明，这种培养基（碳氮摩尔比为56/2・2）会抑制细菌的生长，而且针对活性艳红色利用白腐真菌可以获得90%的脱色率。要完成生物强化技术从研究到工业生产的转变，当前这项技术的瓶颈是那些特定功能的微生物容易流失或者被其它微生物吞噬。

2.2 固定化微生物技术

把微生物固定培养在特定载体上，从而获得高活性高密度的技术就是固定化微生物技术。与悬浮生物处理技术比较，该技术具备运行稳定 、 效率高 、 可纯化和保持高效优势菌种、污泥产量少 、 反应器生物量大以及固液分离效果好等优点。Chen等以PVA凝胶小球固定高效菌，降解偶氮染料（RED RBN），在摇瓶培养实验中，12h内对RED RBN （500mg/L）的脱色率达75%；在CSTR反应器中，HRT为10h，对RED RBN（100mg/L）的脱色率达90%以上。除此之外，在强化生物吸附作用的研究方面，固定化微生物技术也取得了较大进展。同生物强化技术有一些类似，固定化生物技术当前依旧处于试验研究阶段，必须解决好微生物在抗毒性、有效性和稳定性等技术难题，同时还需降低固定化载体的生产及运营成本，该技术可以在未来的工业生产中得到推广运用。

3 结语

我国的工业生产采用了先污染后治理的方针，因此，在经济社会迅猛发展的同时，也造成了严重的资源浪费和环境破坏。为实现社会的可持续发展，清洁生产才是最佳的选择。在未来的发展中，应提倡从优化生态-经济大系统的角度出发，从战略的高度，不断提高物质和能源的利用率，减少废物的产生和排放，严禁对资源进行过度开发使用。

参考文献

[1] 刘雁鹏.论述印染废水的处理方法[J].资源与环境，2007，103（6）：76-78

第7篇：生物质的优缺点范文

资 料

一：人工湿地技术简介3

1.1人工湿地的概念

3

1.2 人工湿地的类型4

1.3 人工湿地的构造6

二 人工湿地去除污染物机理8

2.1 有机物的去除8

2.2 氮的去除9

2.3 磷的去除 9

2.4 悬浮物的去除 　10

三 人工湿地处理技术的优缺点10

一：人工湿地技术简介

1.1人工湿地的概念

人工湿地污水处理技术是（cw-constructed wetland）一种人工将污水有控制地投配到种有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动，在物理、化学、生物共同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。

采用人工湿地技术净化污水始于1953年德国的max planck研究所，该研究所的seidel博士在研究中发现芦苇能去除大量有机物和无机物。到20世纪70年代末期逐渐发展成为一种独具特色的新型污水处理技术。人工湿地污水处理技术具有处理效果好、出水水质稳定、氮、磷去除能力强、运转维护管理方便、工程基建和运转费用低、对负荷变化适应能力强、适于处理间歇排放的污水等主要特点。同时，人工湿地对保护野生动物和提高局部地区景观的美学价值也有益处。因此，大力开发人工湿地污水处理技术，对我国水环境污染的治理具有重大的意义，在我国具有广泛的发展前景。

1.2 人工湿地的类型

人工湿地的基本类型

自由表面流人工湿地（fws）：和自然湿地相类似，水面位于湿地基质层以上，其水深一般为0.3—0.5m，采用最多的水流形式为地表径流，这种类型的人工湿地中，污水从进口以一定深度缓慢流过湿地表面，部分污水蒸发或渗入湿地，出水经溢流堰流出。这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点。

潜流型人工湿地系统(sfs)：污水在湿地床的表面下流动，利用填料表面生长的生物膜、植物根系及表层土和填料的截留作用净化污水。主要形式为采用各种填料的芦苇床系统。芦苇床由上下两层组成，上层为土壤，下层是由易使水流通过的介质组成的根系层，如粒径较大的砾石、炉渣或砂层等，在上层土壤层中种植芦苇等耐水植物。潜流式湿地能充分利用了湿地的空间，发挥植物、微生物和基质之间的协同作用，因此在相同面积情况下其处理能力得到大幅提高。污水基本上在地面下流动，保温效果好，卫生条件也较好。

根据污水在湿地中流动的方向不同可将潜流型湿地系统分为水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地和复合流人工湿地3种类型。不同类型的湿地对污染物的去除效果不尽相同，各有优势。

水平流潜流式湿地：其水流从进口起在根系层中沿水平方向缓慢流动，出口处设水位调节装置，以保持污水尽量和根系接触。

垂直流潜流式湿地：其水流方向和根系层呈垂直状态，其出水装置一般设在湿地底部。和水平流潜流式湿地相比，这种床体形式的主要作用在于提高氧向污水及基质中的转移效率。其表层为渗透性良好的砂层，间歇式进水，提高氧转移效率，以此来提高bod去除和氨氮硝化的效果。

复合流潜流式湿地：其中的水流既有水平流也有竖向流。在芦苇床基质层中污水同时以水平流和垂直流的流态流出底部的渗水管中。也可以用两级复合流潜流式湿地进行串联的复合流潜流湿地系统，第一级湿地中污水以水平流和下向垂直流的组合流态进入第二级湿地，第二级湿地中，污水以水平流和上向垂直流的组合流态流出湿地。

人工湿地的水流类型不同，其对不同污染物的去除效率也有差异。水平潜流湿地对bod、cod等有机物和重金属的去除效果较好，垂直流湿地对氮、磷的去除效果较好，表面流型湿地的处理效果一般。但如果将表面流型与潜流型、表面流型与垂直流型结合起来，去污效率会进一步提高。根据对104座潜流型湿地系统和70 座表面流湿地系统的处理效果数据统计，有如下结果。

（1）ss表面流湿地系统用于三级处理时出水ss< 20mg/l；用于二级处理时稍高，但通常也低于20mg/l。水平潜流湿地系统进水ss平均为140 mg/l，出水平均为12.4 mg/l。

（2） bod5一般来说，当潜流湿地系统进水bod5平均为114 mg/l时，则出水平均为17 mg/l；表面流湿地系统进水bod5平均为41 mg/l时，出水平均为11 mg/l。

1.3 人工湿地的构造

人工湿地一般都由以下五种结构单元构成：底部的防渗层；由填料、土壤和植物根系组成的基质层；湿地植物的落叶及微生物尸体等组成的腐质层；水体层和湿地植物（主要是根生挺水植物）。

水生植 物: 首先，植物可以有效地消除短流现象；其次，植物的根系可以维持潜流型湿地中良好的水力输导性，使湿地的运行寿命延长；第三，通过其中微生物的分解和合成代谢作用，能有效地去除污水中有机污染物和营养物质，第四，水生植物能够将氧气输送到根系，使植物根系附近有氧气存在，通过硝化、反硝化，积累、降解、络合、吸附等作用而显著增加去除率。第五，致密的植物可以在冬季寒冷季节起到保温作用，减缓湿地处理效率的下降。

基质层: 基质层是人工湿地的核心。基质颗粒的粒径、矿质成分等直接影响着污水处理的效果。目前人工湿地系统可用的基质主要有土壤、碎石、砾石、煤块、细沙、粗砂、煤渣、多孔介质(leca)、硅灰石和工业废弃物中的一种或几种组合的混合物。基质一方面为植物和微生物生长提供介质，另一方面通过沉积、过滤和吸附等作用直接去除污染物。

防渗层: 防渗层是为了防止未经处理的污水通过渗透作用污染地下含水层而铺设的一层透水性差的物质。如果现场的土壤和黏土能够提供充足的防渗能力，那么压实这些土壤作湿地的衬里已经足够。

腐质层: 腐质层中主要物质就是湿地植物的落叶、枯枝、微生物及其他小动物的尸体。成熟的人工湿地可以形成致密的腐质层。

水体层: 水体在表面流动的过程就是污染物进行生物降解的过程，水体层的存在提供了鱼、虾、蟹等水生动物和水禽等的栖息场所。

二 人工湿地去除污染物机理

2.1 有机物的去除

人工湿地对有机物有较强的净化能力，污水中的不溶有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快被截留下来而被微生物利用；污水中的可溶性有机物则可通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢过程而被分解去除。国内有关学者对人工湿地净化城市污水的研究表明，在进水浓度较低的情况下，人工湿地对bod5的去除率可达85%～95%，对cod的去除率可达80%，处理出水bod5的浓度在10mg/l左右，ss小于20mg/l。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物相应地繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割而将新生的有机体从系统中去除。

2.2 氮的去除

湿地进水中的氮主要以有机氮和氨氮的形式存在，氨氮被湿地植物和微生物同化吸收，转化为有机体的一部分，可以通过定期收割植物使氮得以部分去除，有机氮经氨化作用矿化为氨氮，然后在有机碳源的条件下，经反硝化作用被还原成氮气，释放到大气中去，达到最终脱氮的目的。存在根系周围的氧化区（好氧区），缺氧区和还原区（厌氧区），以及不同微生物种群的生物氧化还原作用，为氮的去除提供了良好的条件。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起着重要作用。

2.3 磷的去除

湿地对磷的去除是通过微生物的去除、植物的吸收和填料床的物理化学等几方面的协调作用共同完成的。污水中的无机磷一方面在植物的吸收和同化作用下，被合成为atp、dna和rna等有机成分，通过对植物的收割而将磷从系统中去除；另一方面，通过微生物对磷的正常同化吸收。此外，湿地床中填料对磷的吸收及填料与磷酸根离子的化学反应，对磷的去除亦有一定的作用。含有铁质和钙质的填料可与水中的po43-反应而形成沉淀而去除，含有这些物质的地下水渗入床体内也有利于磷的去除.磷的去除是通过植物吸收、微生物去除及物理化学作用而完成。

2.4 悬浮物的去除

进水的悬浮物的去除都在湿地进口处5—10m内完成，这主要是基质层填料、植物的根系和茎、腐殖层的过滤和阻截作用，所以悬浮物的去除率高低决定于污水与植物及填料的接触程度。平整的基质层底面及适宜的水力坡度能有效提高悬浮物的去除效率。

三 人工湿地处理技术的优缺点

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的、与沼泽地类似的地面 ,它利用自然生态系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化。人工湿地在污水处理上具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、处理量灵活、低能耗、处理效果好等优点。

1、高效率

人工湿地的显著特点之一是其对有机物有较强的降解能力。有关人工湿地对二级污水处理厂出水试验的研究表明, 以二级污水处理厂出水作为原水的条件下,人工湿地对bod5的去除率可达85%—95%,cod去除率可达80%以上,处理出水中bod5的浓度在5mg/l左右,ss小于8mg/l。

我国大多数的二级污水处理厂出水中n、p的含量较高，湿地对n、p有很高去除率,可分别达到80%、90%以上。而传统的污水回用工艺对n、p的去除率仅能达到20%—40%。污水中的氮、磷可直接被湿地中的植物吸收,通过对植物的收割而从污水和湿地中去除,另外,氮还可通过湿地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷则通过微生物的积累和填料床的理化作用协同完成去除。此外，人工湿地对微量元素和病原体也有相当高的去除率。

2、低成本

据国外统计,一般湿地系统在污水处理方面的投资和运行费用仅为传统的二级污水厂的1/10—1/2。在污水处理方面，由于人工湿地工艺无需曝气、投加药剂和回流污泥,也没有剩余污泥产生,因而可大大节省运行费用,通常只消耗少量电能,用于提高进水水位(如果水位无需提升则无此项费用),处理费用一般仅为传统工艺的1/5到1/6左右。

由于人工湿地基本上不需要机电设备,故维护上只是清理渠道及管理作物,一般农民完全可以承担,只需个别专业人员定期检查。高昂的运行费用常常是我国开展污水回用的限制条件,而人工湿地则避免了这些缺点。

3、低能耗

水处理工艺的能耗不仅是经济问题,同时也是环境问题,因为耗能过程中产生的co2、so2等气体,还会污染大气环境。人工湿地基本上不耗能,运行成本低廉。

4、处理灵活

人工湿地可根据污水处理厂的规模，可大可小、就地利用；建设施工方便，需要的构筑物、处理设备少。

5、处理效果好

出水水质可以因植物池内填料的不同达到《地面水环境质量标准》(gb3838-88)ⅱ类至ⅴ类标准,处理后的水可用作饮用水水源和景观用水的湖泊、水库或河流中,亦可用作冲厕、洗车、灌溉、绿化及工业回用等。

6、美化环境

由于植物池内种植的是湿地植物,如果选择合适的植物品种如水竹、睡莲、美人蕉等，可以美化环境,改善地面景观。

缺点：

第8篇：生物质的优缺点范文

关键词：生物样品，超临界流体萃取，固相萃取，固相微萃取

中图分类号：Q81 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

0 引言

近年来，随着科技的迅速发展和有力推动，生物样品预处理技术也得到了快速的发展和印证，并取得了不少的成就。那么无机元素、有机元素分析的样品预处理方法都有哪些？有什么不同呢？超临界流体萃取技术、固相萃取技术、固相微萃取技术等新技术的出现解决了这些难题，这些技术具有速度快、效率高、污染小等优点，应该被大力宣传和推广，并尽早投入生产生活中。

1 超临界流体萃取技术

超临界流体（supercritical fluid，简称 SCF） 指处于超过物质本身的临界压力和临界温度时的流体。具有溶解度大、扩散和运动性强的特点。超临界流体萃取技术（ supercritical fluid extraction ，SFE） 就是把超临界流体当作溶剂，萃取出来一些有效组分，接着进行分离的一门技术。已经被广泛应用于医药、食品、化妆品以及一些天然产物的分析方面。以前都使用以硅胶为材料的吸附剂，近年来一些新型的吸附剂相继出现，填补了不少空白。他们具有容量高、选择性和疏水性都较好，在反相条件下对亲水性物质保留时间较长等优点。 超临界流体萃取技术的优点主要表现在，对脂溶性成分、挥发性成分、热敏物质及小分子萜类等的提取很明显。具体要求：必须不低于临界温度和压力， 让超临界流体萃取成分，当恢复到常温和常压的时候，溶解成分会很快与气态的超临界流体分开。CO2属于非极性溶剂，常被用作萃取剂使用在该技术中。对于非极性和低极性的化合物的溶解性很强，但对于大多数无机盐、极性较强的物质却很难溶解。添加甲醇、乙醇、丙酮、乙酯等改性剂是个可行的办法，该技术在生物碱类、黄酮类、皂甙类等的应用方面表现力不俗。

2 固相萃取技术

固相萃取技术自20世纪70年代诞生以来，以其高效、高选择性、高度自动化的特点，被广泛应用于各种生物样品的分离和纯化[1]。固相萃取技术（SPE）就是把液体样品中的目标化合物进行吸附，将样品的干扰化合物和基体分开，再用洗脱液或加热解吸附洗脱。目前主要有两种洗脱方法比较常见：其一，生物介质的亲和力强，会被分离物直接洗脱；其二被分析物的亲和力要强，用对被分析物亲和力强的溶剂洗脱目前，固相萃取剂研究的重点是把非极性基团、极性、高分子树脂或离子交换基团混合使用的吸附剂。固相萃取剂按照种类划分，一般可分为正相、反相和离子交换固相萃取三类，这是常见的分类方法。

要根据分析物的溶解度、极性、pKa等性质， 选取适合的固相萃取柱，如果是非离子性物质的话，要使用极性相似的固相萃取柱。强离子型分析物则用离子交换固相萃取。固相萃取一般可分为活化、上样、淋洗和洗脱四步。新一代的聚合物吸附剂，例如Waters的Oasis HLB， 既简化了样品制备过程，又有很宽的pH范围，可以萃取疏水、亲水、碱性、酸性或中性组分，血浆、尿液等生物样品的制备比较适合[2，3]。SPE技术在生物样本分析中发挥着重要的作用，已经取得了不小的突破，如新型固定相萃取剂与自动化操作设备等的理论研究。

3 固相微萃取技术

固相微萃取技术（Solidphasemiero一extraetion，SPME）是一种比较前沿的样品前处理技术，最早用来分析环境中的有机物，在食品、药物和生化等领域，这种新的提取技术受到了高度的关注。它具有廉价、容易、与分析系统兼容、易于自动化、效率高等优点。SPME萃取模式可分成直接固相微萃（Direct一SPME）和顶空固相微萃取（headspace--SPME，HS一SFME）两种。

涂层一般有聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷，混合涂料主要有聚乙二醇-二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯等。该技术的特点是高效、简捷、灵敏度高，集制备、分离于一体，将以前的取样、萃取、浓缩及进样多部分析操作变成为一个过程，最大的优点在操作过程中不需要使用溶剂，既节约资源，又比较环保。分析挥发和半挥发性成分，固相微萃取技术比较适合，而对于复杂基质的分析却不尽人意。

固相萃取已经被广泛运用于食品、环境化学、生物学等领域，复杂目标物样品微量或痕量的分离、富集和分析表现明显。

4 生物样品预处理方法的选择

生物样品种类众多，性能也不一样，选择起来比较棘手，对于不同的样品要采取不同的预处理方法，要有针对性，才能取得理想的效果，一般主要有三种方法。

4.1 在常温下需要长时间反应的样品

这种方法相对简单，只需要把准备好的样品放置一夜，不用管它，第二天再放进些消解炉消解就可以了，效果也是不错的。

4.2反应剧烈的样品

这种方法也不复杂，首先需要把准备好的样品放在电子控温加热板上进行加温加热，而且还要不停的摇晃溶样杯，仔细观察溶样杯，这时候会发现有少量或浅色气体冒出时，取下后进行微波消解就可以了。

4.3.预处理时间长的难处理样品

这种方法相对复杂些，仍然采用放过夜的方法，第二天再进行消解处理。观察并测量样品的体积变化，溶液体积如果小于6毫升时，应该及时的加水或酸，始终保持体积不小于6毫升，最后再进行微波消解就可以了。

5 结束语

随着人们所面对的分析体系越来越复杂，人们采用的分析手段越来越高。在市场和技术的双重驱动下，现代分析的发展将越来越快，生物技术将跨入了一个崭新的时代。总之，每种处理方法都各有特点，有利有弊，在实际操作中，要根据化合物的物理化学性质，选择合适的前处理方法才能事半功倍。

参考文献

[1] Broich J R，Hoffman D B，Goldner S J，et al. Liquid solid extraction of ly-ophilized biological material for forensic analysis. I. Application to urine samples for detection of drugs of abuse. J Chromatogr，1971，63：309

第9篇：生物质的优缺点范文

关键词太阳能太阳能应用 太阳能空调 太阳能中高温应用

中图分类号：TK511文献标识码： A 文章编号

太阳能名词解释

光电效应

指光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差的现象。

太阳能光伏

利用光电效应，将太阳光辐射转换成电能。

太阳能光热

太阳能光热是指太阳能辐照的热能，利用热能发电，制冷 ，蒸馏等工业用热，以及农业。

太阳能空调

利用太阳能转化成电能，或者直接利用热能驱动空调，进行制冷或者供热。属于太阳能利用开拓的领域，有着巨大发展潜力。

集热器

利用镜面反射或吸收方式，对太阳能进行采集处用装置 。常用的集热器有平板式、反射式两大类。

吸收式制冷

吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。

太阳能利用现状

目前，太阳能利用主要有两个途径，即光热和光电技术。

光电技术指的是光伏发电，是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能。

光热技术是指直接利用太阳能辐射的热量，通过集热装置，对载体进行加热，将太阳能转化为机械能或者直接进行热交换。

光热利用更有应用价值，前景更好，在太阳能利用上将是主流，将成为代表太阳能应用最尖端、最先进、最有潜力的一种应用之一。

太阳能光伏利用

光伏应用项目主要有：

公路设施

光伏发电

各种信号灯电源

与建筑结合的小型屋顶联网光伏系统

卫星电视接收站及电视差转台光伏电源

优点：

常用于小功率场合

低能耗

用于航天

缺点：

转换功率不大

成本高

国内技术水平低

太阳能光热利用

太阳能光热利用按照利用温度的不同，大致分为低温利用、中文利用、高温利用，如图表所示：

太阳能光伏、光热技术介绍

太阳能光伏利用

太阳能光伏发电原理

太阳能电池发电的原理主要是半导体的光电效应，即一些半导体材料受到光照时，载流子数量会剧增，导电能力随之增强。

太阳光伏电池基本性质

光电转换效率

η% 评估太阳电池好坏的重要因素。

目前：实验室 η ≈ 24%，产业化：η ≈ 16%。

单体电池电压

V：0.4V——0.6V由材料物理特性决定。

标准光强与环境温度地面

AM1.5光强，1000W/m2 ，t = 25℃；

温度对电池性质的影响

例如：在标准状况下,AM1.5光强，t=25℃某电池板输出功率测得为100Wp,如果电池温度升高至45℃时，则电池板输出功率就不到100Wp

太阳能光伏电池分类

光伏电池效率比较

光伏系统组成分为四大部分

太阳能光电板：核心部分，将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。

蓄电池（组）：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

太阳能控制器：控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护。

逆变器：太阳能直接输出12/24/48VDC。需要将直流电转换成220VAC交流电,需要逆变器。

太阳能光伏发电应用

太阳能光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置，主要用于无电网的边远地区和人口分散地区，整个系统造价很高；在有公共电网的地区，光伏发电系统与电网连接并网运行，省去蓄电池，不仅可以大幅度降低造价，而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。

太阳能独立发电系统

太阳能并网式发电系统

太阳能光热利用之低温利用——非聚光集热器

太阳能光热利用之中高温利用——聚光集热器

槽式聚焦：槽式聚焦太阳能集热器作为中高温集热器的一种,能够获得较高的集热温度,可用于发电、制冷空调、采暖、海水淡化等生产和生活领域。传统槽式太阳能集热装置吸收器采用真空玻璃管结构,即内管采用金属管,管内走加热介质,金属管外涂覆选择性吸收涂层,再外面为玻璃管,玻璃管与金属管间抽真空以抑制对流和传导热损失。

塔式太阳能聚焦：将吸收到的太阳能射线集中到塔中，对传热工作物质加热进而发电。

碟式光热：利用抛物面反射镜，将入射太阳光聚集到集点上，焦点处旋转的斯特林发电装置进行发电。

菲涅尔式光热：工作原理类似槽式光热，只是采用菲涅耳结构的聚光镜代替抛面镜。这使得它的成本相对低。

太阳能光热集热器应用性能分析

重点推广：

槽式集热器是太阳能光热应用基础，太阳能高温的发展是建立在中温的基础上的。

槽式集热器在本世纪初就有应用。几十年来进行了许多改进，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性跟踪机构等，槽式集热器能满足各种中、高温太阳能利用的要求。

太阳能利用拓展探索——太阳能空调

图一、太阳能空调分类

综上所述，太阳能深度开发利用的重点应是利用槽式中高温太阳能集热器，收>150℃太阳能，驱动“GARX循环氨吸收式太阳能空调设备”或“溴化锂吸收式（双效）太阳能空调设备”。这种太阳能利用的组合方式，开发技术难度较小、能效比较高、市场大面积推广前景广阔，定能成为节能环保的重要力量，为人与自然的和谐发展做出巨大贡献。

参考文献：

GB50787—2012，民用建筑太阳能空调工程技术规范；

GB50019—2003，采暖、通风与空气调节设计规范；

GB50243—2002，通风与空调工程施工质量验收规范；

《奇威特太阳能应用技术指南》