微生物在污水處理中的應(yīng)用(微生物在污水處理中的應(yīng)用論文)
一、微生物的生長曲線在污水處理中應(yīng)用?
通過微生物生長曲線可以實時的了解到污水處理的程度。微生物生長曲線按微生物生長速度的情況來劃分,可分為四個時期,1.停滯期(調(diào)整期)這是微生物培養(yǎng)的最初階段。在這個時期,微生物剛接入,細胞內(nèi)各種酶系要有一個適應(yīng)過程。此階段在污水處理中的實際意義不太大,只是對于剛剛運行的污水處理廠或是停頓檢修之后的再運行有意義。2.對數(shù)期(生長旺盛期)細胞經(jīng)過一定時期調(diào)整適應(yīng)后,就可以最快的速度進行增殖,細胞的生長亦就進入了生長旺盛期。在此時期,細菌數(shù)以幾何級數(shù)增加。在該期間內(nèi),細菌的生長速度最大。微生物周圍的營養(yǎng)物質(zhì)較豐富,生物體的生長,繁殖不受底物限制。在這期間內(nèi),死菌數(shù)相對來說是較小的,一般在工程實際中,可略去不計。此時的微生物生長雖然旺盛,但不易沉降,在二沉池中仍以懸浮狀態(tài)存在,如果以這種狀態(tài)的出水排放的話,難以達到排放標準。3.靜止期(平衡期)細胞經(jīng)過對數(shù)期大量繁殖后,污水中的營養(yǎng)物質(zhì)逐漸被消耗,減少,細胞繁殖速度逐漸減慢,故有時亦稱為減速生長期。在此期間,細胞繁殖速度幾乎和細胞死亡速度相等,活菌數(shù)趨近穩(wěn)定。這個現(xiàn)象的出現(xiàn),,主要是由于環(huán)境中的養(yǎng)料減少,代謝產(chǎn)物積累過多所致。如果再次期間,繼續(xù)再增加營養(yǎng)物質(zhì),并排除代謝產(chǎn)物,那么,菌體細胞又可恢復(fù)過去對數(shù)期的生長速度。當然我們并不希望將微生物的生長狀態(tài)定位在對數(shù)期,考慮到出水清澈的要求,我們更希望污泥具有良好的沉降性能,處于此時期的污泥即具有這種良好性能,因此,在污水處理中常將微生物固定在本時期。4.衰老期(衰亡期)在靜止期后,由于污水中的營養(yǎng)物質(zhì)近乎耗盡,細菌將得不到營養(yǎng)而只能利用菌體內(nèi)的儲存物質(zhì)或以死菌體作為養(yǎng)料,進行著內(nèi)源呼吸,維持生命,故亦稱為內(nèi)源呼吸期。在這期間,活細胞數(shù)急劇下降,只有少數(shù)細胞能繼續(xù)分裂,大多數(shù)細胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象并死亡。菌體細胞的死亡速度超過分裂速度,生長曲線顯著下降。在細菌形態(tài)方面,此時是退化型較多,有些細菌在這個時期也往往產(chǎn)生芽孢。處于此時期的污泥沒有什么活性,對有機物的去除基本沒什么貢獻,因此常在污泥濃縮過程中使用。
希望對你有所幫助。
二、微生物在人類生活中的應(yīng)用?
微生物與人類社會和文明的發(fā)展有著極為密切的關(guān)系。當今的人類社會生活已難以離開微生物所作的直接或間接貢獻。
1、微生物與農(nóng)業(yè)
農(nóng)業(yè)是人類生存最重要的客觀基礎(chǔ)。土壤的形成及其肥力的提高有賴于微生物的作習(xí)。土壤中含氮物質(zhì)的最初來源是微生物的固氮作用。土壤中含氮物質(zhì)的積累、轉(zhuǎn)化和損失,土壤中有機質(zhì)尤其是腐殖質(zhì)的形成和轉(zhuǎn)化、團聚結(jié)構(gòu)的形成、巖石礦物變?yōu)橹参锟晌諔B(tài)的無機化合物等過程都與微生物的生命活動相關(guān)。由于微生物的活動,使得土壤具有生物活性性能,推動自然界中最重要的物質(zhì)循環(huán),并改善土壤的持水、透水、供肥、保肥和冷暖的調(diào)節(jié)能力,有助于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
2微生物與生態(tài)環(huán)境
保護環(huán)境、維護生態(tài)平衡以保證土壤、水域和大氣的環(huán)境質(zhì)量,創(chuàng)造一個適宜人類生存繁衍,并能生產(chǎn)安全食品的良好環(huán)境,是人類生存所面臨的重要任務(wù)。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們對生活質(zhì)量要求的提高,對于進入環(huán)境日益增多的廢水污物和有毒化合物等所引起的污染問題,越來越受到關(guān)注。由于微生物繁衍迅速、代謝基質(zhì)寬、分布廣泛等特點,它們在清除環(huán)境污染物中的作用和優(yōu)勢是任何其他理化方法所不能比擬的。
3、微生物新醫(yī)藥
如今,許多給人類造成巨大災(zāi)難的疾病,如肺結(jié)核、艾滋病、瘋牛病、“非典”等不斷威脅著人類的健康,而且許多疾病尚無有效的控制方法。由于微生物本身的特點和代謝產(chǎn)物的多樣性,利用微生物來生產(chǎn)人類戰(zhàn)勝疾病所需要的醫(yī)藥制品,如抗生素、維生素、激素、疫苗和菌苗等,正受到廣泛重視,將為人類戰(zhàn)勝疾病提供保障。
4、微生物資源
豐富的微生物資源及其產(chǎn)物將是人類尋找新型有用物質(zhì)的寶庫,如安全可靠的食用色素、生物激素、保健品等,將為人類的可持續(xù)發(fā)展提供新的支持與發(fā)展點。
5、微生物與新型清潔能源
石油、天然氣等一次性化學(xué)燃料資源將日益短缺。由于微生物基質(zhì)利用的廣譜性和轉(zhuǎn)化的高效性,可以將自然界產(chǎn)生的大量有機廢棄物轉(zhuǎn)化為氫、乙醇等清潔能源。利用微生物生產(chǎn)氫、乙醇等新型能源是今后能源生產(chǎn)領(lǐng)域的一大趨勢。
三、克隆技術(shù)在微生物中的應(yīng)用?
基礎(chǔ)生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)研究與生產(chǎn)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步,基因和克隆技術(shù)也在不斷地發(fā)展。作為一種極具應(yīng)用價值的生物技術(shù),克隆技術(shù)在基礎(chǔ)生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)研究與生產(chǎn)以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。
在基礎(chǔ)生命科學(xué)方面,人們通過克隆技術(shù)實現(xiàn)在多種動物身上的基因研究,幫助清晰揭示基因功能和生命本質(zhì)。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,人們嘗試利用基因轉(zhuǎn)移技術(shù)培育出抗蟲、抗病、抗旱的植物。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,克隆技術(shù)更是在人造器官,甚至異種器官移植等方面起著至關(guān)重要的作用。據(jù)《生命時報》2014年報道,韓國《中央日報》稱其研究小組在全球范圍內(nèi)已率先用成年男性組織細胞克隆出了胚胎干細胞。
制造的干細胞可以被用來持續(xù)生成各種需要的細胞器官,為器官移植打下了堅實的基礎(chǔ)。
四、丙酮酸在微生物中的應(yīng)用?
1、糖類物質(zhì)從形成己糖二磷酸酯經(jīng)過丙糖磷酸酯而分解為丙酮酸。丙酮酸位于無氧分解和有氧分解的交界點上,是極為重要的中間產(chǎn)物。
2、丙酮酸可直接生成丙氨酸,因為它可以與氨基轉(zhuǎn)移反應(yīng)相結(jié)合,故在氮代謝方面也起著重要的作用。
3、它和CoA反應(yīng)能形成乙酰CoA,與脂肪酸的代謝也有重要的關(guān)系
五、乳酸菌在微生物中的應(yīng)用?
乳酸菌作為益生菌中主要的一大分類, 在食品、醫(yī)藥和飼料行業(yè)中具有廣泛應(yīng)用.乳酸菌具有多種重要生理功能, 如維持腸道微生態(tài)的平衡、促進腸道蠕動消化、抗高血壓、降低血清膽固醇、黏附或降解有害物質(zhì)等.近年來研究表明, 乳酸菌能夠通過不同機制抑制病原微生物感染
六、污水處理過程中微生物的種類和應(yīng)用?
污水處理過程的微生物包括厭氧菌、好氧菌、兼氧菌、硝酸鹽菌、產(chǎn)酸菌、甲烷菌、等不同的菌類所起作用不同、都是降低水中的污染物、使受污染的水最好的COD/氨氮等指標達到合格
七、微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用前景?
本人大學(xué)四年學(xué)習(xí)生物工程,考研專業(yè)是微生物發(fā)酵,微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用前景廣泛。用工程菌通過基因修改生產(chǎn)特殊抗體進行抗癌治療,稱為靶向治療。
八、簡要論述微生物在制藥工業(yè)中的應(yīng)用?
本人大學(xué)四年學(xué)習(xí)生物工程,考研專業(yè)是微生物發(fā)酵,微生物在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用前景廣泛。用工程菌通過基因修改生產(chǎn)特殊抗體進行抗癌治療,稱為靶向治療。
九、PCR技術(shù)在食品微生物檢測中的應(yīng)用?
PCR 技術(shù)檢測微生物的基本原理是在被檢測微生物核酸序列, 在PCR 體系下經(jīng)高溫變性、低溫退火、適溫延伸三步循環(huán)將單個核酸分子序列以2的指數(shù)進行大量復(fù)制擴增的過程。
即在檢測時, 被檢測微生物雙鏈DNA 序列在94℃變性解鏈成雙鏈, 55℃特異性引物與單鏈DNA 結(jié)合, 72℃在引物的引導(dǎo)延伸復(fù)制檢測微生物DNA 序列。以上三步進行循環(huán)擴增得到大量的被檢測微生物DNA 序列, 最后一般在凝膠電泳下檢測目的DNA。理論上只要樣品中有一個分子的微生物就可以在短時間內(nèi)用PCR 技術(shù)檢測到。食品中污染微生物種類很多, 即使是同一種食品中微生物種類也有很多, 用傳統(tǒng)的方法檢測食品中微生物要分離出所有的微生物很困難。特別是在檢測食品中的弱勢菌時, 可能很難用傳統(tǒng)的方法檢測出來, 特別是有些微生物很難培養(yǎng), 而用PCR 技術(shù)檢測這些微生物可以避免這些問題, 因此, 利用PCR 技術(shù)能夠比較準確地檢測食品中微生物。
十、微生物學(xué)在制藥工程中的應(yīng)用?
微生物在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用
摘要:1.掌握抗生素的概念、制備、效價的微生物學(xué)測定法,了解抗生素產(chǎn)生菌的篩選方法及生產(chǎn)過程。
2.了解微生物在醫(yī)藥工業(yè)其他方面的重要應(yīng)用。關(guān)鍵字:抗生素制備產(chǎn)品質(zhì)量檢測
微生物制藥技術(shù)是工業(yè)微生物技術(shù)的最主要組成部分。微生物藥物的利用是從人們熟知
的抗生素開始的,抗生素一般定義為:是一種在低濃度下有選擇地抑制或影響其他生物機能的微生物產(chǎn)物及其衍生物
抗生素產(chǎn)生菌的分離和篩選
1.土壤微生物的分離2.篩選
3.早期鑒別
4.分離精制
5.藥理試驗和臨床試用抗生素的制備:
菌種
成品包裝
微生物發(fā)酵的一般工藝也就是利用深層培養(yǎng),進行微生物發(fā)酵生產(chǎn)所需要產(chǎn)品的過程。微生物發(fā)酵一般分發(fā)酵與提取2個階段。
發(fā)酵階段:發(fā)酵階段是指微生物菌種在適宜的培養(yǎng)液內(nèi),在一定的培養(yǎng)條件下,微生
物生長繁殖,生物合成所需產(chǎn)物的過程。
(1)菌種
發(fā)酵所用的菌種都是從自然界分離、純化及選育后獲得的。這些菌種通常采用砂土管或冷凍干燥管保存。要經(jīng)常進行菌種選育工作,用人工方法加以純化和育種,才能保持菌種的優(yōu)良性狀不變。菌種制備的整個過程要保持嚴格的無菌狀態(tài)。
(2)孢子制備
胞子制備就是將保藏的菌種進行培養(yǎng),制備大量孢子供下一步植被種子使用。需氧發(fā)酵制備孢子一般是在搖瓶內(nèi)進行,通過振蕩,外界空氣與培養(yǎng)液進行自然交換獲得氧氣。所用的培養(yǎng)基要含有生長因子和微量元素,且碳源或氮源不宜過多,從而保證生產(chǎn)大量的
孢子。此外,還要嚴格控制培養(yǎng)基的 pH 、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間等條件。
(3)種子制備
種子制備是使有限數(shù)量的孢子萌發(fā)、生長、繁殖產(chǎn)生足夠量的菌絲體,供發(fā)酵培養(yǎng)所用。在種子罐內(nèi)微生物菌絲大量生長、繁殖,因而縮短了下一步發(fā)酵罐內(nèi)菌絲生長的時間。種子罐中的培養(yǎng)液要盡可能與發(fā)酵液一致。而且要有易吸收的碳源和氮源。
孢子制備 種子制備 發(fā)酵發(fā)酵液預(yù)處理 提取及精制成品檢驗
提取階段
發(fā)酵結(jié)束后,只有對發(fā)酵液中的產(chǎn)物通過一系列物理、化學(xué)方法進行分離、提取
及精制,才能得到合乎規(guī)定的純品,此為微生物發(fā)酵的提取階段。
(1)發(fā)酵液預(yù)處理
多數(shù)發(fā)酵產(chǎn)品如抗生素存在于發(fā)酵液內(nèi),有些存在于菌絲內(nèi)。發(fā)酵液預(yù)處理包括除去發(fā)酵液內(nèi)的雜質(zhì)離子(Ca2+、Mg2+、Fe3+等)以及蛋白質(zhì),并利用板框壓濾機,使菌
絲與濾液分開,便于進一步提取。
(2)提取與精制提取方法是根據(jù)產(chǎn)品的理化性質(zhì)決定的。目前常用的提取方法有吸附法、溶媒萃取
法、離子交換法和沉淀法。
(3)成品檢驗
經(jīng)過發(fā)酵與提取得到的成品,應(yīng)根據(jù)藥典標準進行檢測,檢測的項目根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)而定。如抗生素一般要進行效價測定、毒性試驗、無菌試驗、熱原質(zhì)試驗、水分測定等。
(4)成品分裝
生產(chǎn)的成品一股是大包裝的原料藥,以供制劑廠進行小包裝或制劑加工,也有一些
工廠在無菌條件下用自動分裝機械進行小瓶分裝。
影響微生物發(fā)酵的因素
影響發(fā)酵的因素有培養(yǎng)基成分、 pH 值、溫度、含氧量、泡沫(空氣通入后經(jīng)攪拌形成大量泡沫,應(yīng)及時用消沫劑消除)及雜菌和噬菌體的污染等。它們互相影響,相制約,對每一個環(huán)節(jié)都應(yīng)嚴格要求。尤其要注意無菌操作,防止雜菌和噬菌體的污染。
發(fā)酵藥物產(chǎn)品
1.抗生素根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(1)6﹣內(nèi)酰胺類抗生素如青霉素類、頭孢霉素類及其衍生物。(2)氨基糖苷類抗生素如鏈霉素、卡那霉素。
(3)大環(huán)內(nèi)酯類抗生素如紅霉素、麥迪霉素等。
(4)四環(huán)素類抗生素如四環(huán)素、金霉素、土霉素等。
(5)多肽類抗生素多黏菌素、桿菌肽等。
2,維生素
(1)維生素 C (2)維生素B2
(3)維生素B123.氨基酸(1)谷氨酸(2)賴氨酸
4.薛制劑及酶抑制劑
(1)薛制劑①透明質(zhì)酸蘭②天冬酰胲酵
③膠原酶
④消化酶
⑤青霉素酰化酶
⑥青霉素蘭
我們在醫(yī)藥方面常用的微生物酶制劑有
1.促消化酶類:我們利用微生物生產(chǎn)的種進消化的酶類有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等,能夠治療消化不良、急慢性腸胃炎、食欲不振等疾病。2.消炎酶類:這類酶制劑中常用的比如溶菌酶,具有抗菌、抗病毒、抗炎癥、促進組織修復(fù)等作用,臨床上用于五官科各種粘膜炎癥或者齲齒等。
3.抗腫瘤酵類:酶能治療某些腫瘤,比如大腸桿菌產(chǎn)生的天冬酰胺酶就是一種抗白血病的藥物。它的主要作用是水解天冬酰胺成為天冬胲酸和氮。
4.與血液有關(guān)的酶類:是由乙型溶血性鏈球菌產(chǎn)生的鏈激酶和鏈道酶,我們習(xí)慣上稱為“雙鏈薛”。鏈激酶能激活血漿中的溶纖維蛋白酶原轉(zhuǎn)變成溶纖維蛋白酶,鏈道酶可以溶解纖維蛋白凝塊,所以臨床上“雙鏈酶”用于治療腦血栓及溶解其他部分的血凝塊。
5.其他藥用鵲類:我們臨床上用的其他的藥用酶類還有很多種,比如青霉素酶能分解青霉素,能治療青霉素引起的過敏反應(yīng),也可以用于青霉素類藥物的無菌檢驗。葡萄糖酶能防止齲齒。
(2)蘭抑制劑
酶抑制劑是一類主要由微生物產(chǎn)生的小分子生物活性物質(zhì),能抑制酵的活性,增強機體免疫力,調(diào)節(jié)代謝,以達到治療某些疾病的目的,也可用于某些抗藥性細菌感染的治療。目前發(fā)現(xiàn)由微生物產(chǎn)生的抑制劑有幾十種,抑肽素是一種由鏈霉菌產(chǎn)生的蛋白酶抑制劑,可以用來治療胃潰瘍,它能與胃蛋白酶形成復(fù)合物從而抑制胃蛋白酶的作用。泛涎菌素是淀粉酵的特異性抑制劑,可以用來防止肥胖癥、糖尿病等。小奧德國磨酮具有降血壓的作
用。
$.菌體制劑
(1)酵母片
(2)活菌制劑
抗生素的微生物學(xué)檢測
1抗生素的效價和單位
效價是指抗生素有效成分的含量,也就是在同一條件下比較抗生素的被檢品和標準品的抗菌活性,從而得出被檢品的效價,我們用百分比來表示表示:
效價=被檢品的抗菌活性/標準品的抗菌活性
抗生素的單位:我們一般采用重量單位,是指以抗生素的生物活性部分為重量作為單位
1ug=1U Img =1000U,抗生素的國際單位: IU (毎毫克含一定單位的標準品,這個單位就是國際單位)
1.抗生素的效價的徹生物學(xué)測定
抗生素的效價測定可以采用物理方法,也可以是化學(xué)方法,也可以是微生物學(xué)方法,因為微生物學(xué)方法反映該抗生素的抗菌活性,而且樣品用量少,靈敏度高,我們現(xiàn)在大多采用微生物學(xué)方法來測定抗生素的效價。
微生物學(xué)方法測定有稀釋法、比濁法和瓊脂擴散法。其中以瓊脂擴散法中的管碟法最常用。管碟法的原理是利用抗生素在培養(yǎng)基里擴散滲透作用比較標準品和待檢品兩者的對試驗菌產(chǎn)生的抑菌圈的大小,最后來判定待檢抗生素溶液的效價。計算的方法我們用二劑量法來
計算。
參考文獻:《現(xiàn)代生物制藥工藝技術(shù)、質(zhì)量監(jiān)控、新藥開發(fā)與制藥設(shè)備實務(wù)全書》
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